随钻中子测井仪高压及采集模块设计

发布时间：2020-11-05 19:40

　　 随钻中子测井技术兼具核测井技术和随钻测井技术的优点,能在钻井的同时,对地层含氢量进行测量,计算地层孔隙度,从而获取油层位置。随钻中子测井仪是根据随钻中子测井技术研制而成的测井仪器,是目前石油勘探领域应用最为广泛的随钻测井仪器之一。高压及采集模块是随钻中子测井仪的关键部件,其主要功能是为中子探测器提供工作所需的高压激励电源,以及对探测器传回的脉冲信号进行采集计数。中子计数率是中子测井法测量地层孔隙度,判断地层信息的原始数据,因此高压及采集模块的稳定工作是随钻中子测井作业成功的前提。本文首先介绍了随钻中子测井原理和随钻中子测井系统,结合随钻中子测井仪电路结构和工作流程,分析了高压及采集模块的设计需求和技术指标,确定了随钻中子测井仪高压及采集模块的总体方案设计。其次,本文对高压直流电源部分进行了需求分析和方案设计,初级高压电路采用DC/AC逆变方式实现了直流±5V到交流200V的电压转换,然后基于Cockcroft-Walton倍压电路原理,设计了次级升压电路,完成了电压6倍升压和整流,实现了1200V直流高压的稳定输出。随后,本文对高压及采集模块硬件电路和FPGA软件设计进行了介绍。其中,硬件电路设计包括信号处理电路、电源电路、FPGA及其外围电路和高压直流电源电路设计,分别对其进行了详细阐述;FPGA软件设计包括高压控制逻辑、脉冲计数逻辑和通信逻辑设计,实现了高压及采集模块的工作控制和通信功能。高压及采集模块的软硬件设计满足了仪器总体方案中对本模块的功能要求。最后,本文介绍了为测试高压及采集模块各项功能所进行的一系列实验,包括信号处理电路功能测试、中子计数功能测试、高压直流电源测试和高温及功耗测试。对实验结果进行了分析,结果表明:随钻中子测井仪高压及采集模块的性能满足设计要求。
【学位单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：P631.83;TP274.2

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本文编号：2872094