井下工具姿态的多通道低功耗数据采集与处理

发布时间：2024-05-19 07:46

　　随着石油工业的发展,旋转导向钻井技术已经成为最高效智能的自动化钻井技术,该技术可以大幅提高油藏的开发能力,降低钻井成本。对井下钻井工具姿态参数的实时测量是实现钻井工具导向精准控制的核心要素,确保钻井工具能按照预先设定的钻井轨迹准确钻入油藏靶区。本文针对旋转导向钻井系统的技术特点,在已有钻井姿态测量理论的基础上,提出了应用于井下工具姿态测量的多通道数据采集与处理系统。主要研究内容包括以下几部分:1.系统选用TMS320F2812型DSP芯片作为主控制器,系统硬件电路部分的整体设计主要围绕TMS320F2812芯片,包括系统的供电电路、时钟电路、复位电路等DSP的基础外围电路构成DSP的最小系统,结合信号调理电路、通道选择电路、ADC采样电路等功能模块电路共同构成本次设计,以实现多通道数据的采集与处理功能。2.开发相应的功能软件程序,采用模块化编程思想,编写了系统的初始化子程序、数据采样通道选择程序、AD7981与DSP的接口程序设计、SPI数据传输子程序与姿态角解算程序等功能模块子程序。3.应用姿态角解算算法,对井下工具姿态参数进行解算,并对解算得到的姿态角参数进行误差校正。基于TX-3...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1PowerDrivevortex-combo-2（2）BakerHughes（贝克休斯）AutoTrak贝克休斯公司生产的AutoTrak系列旋转闭环钻井系统主要由不旋转外筒和旋转心轴两大部分构成，具有连续导向和对井眼轨迹进行自动控制的能力，可以有效提高井眼平滑

3ROP（机械钻速），最大化钻头的功率以进行更深的钻探，增加了钻机的工作范围，其旋转作用可在钻进过程中调节孔的位置，通过实地验证，可以有效降低发生粘连。套管磨损和钻柱疲劳的风险，该系统的完全集成动力部分将泥浆液压动力转换为机械能，使其得到了更大的钻探坚硬地层的动力。该系统还拥有最....

图2-1平台式惯性

性导航系统[38]。平台式惯性导航系统由三轴陀螺稳定平台、加速度计、导航计算机、控制显示器等部分组成。将姿态传感器件安装在导航平台上，在平台中建立起空间立体坐标系，其敏感轴与平台轴平行，导航平台中的三根稳定轴可以用来模拟导航坐标系，通过运算从而得到载体的姿态信息。平台式惯性导航系....

图2-6姿态传感器安装示意图

14了解井下钻井工具具体的工作姿态。图2-6姿态传感器安装示意图基于上述介绍的坐标系，井下工具姿态参数详细定义如下：1）方位角A：井下工具在水平面内从地理坐标系的正北方向旋转至井眼轨迹在水平面投影的角，其反映了水平面内钻井工具运动的方向；2）井斜角I：井下工具轴线与重力矢量间的夹....

图3-2电源电路原理图

匦裕?涑龅缪垢扇沤闲。?毕菰谟谄渥?恍?式系汀?根据系统具体要求，本设计采用TI公司生产的TPS769xx系列电源芯片作为DSP的供电需求，TPS769xx系列电源芯片是一款超低功耗的低压差线性稳压器，100mA压降时静态电流仅为17μA，待机模式下的静态电流为1μA，符合系统所....

本文编号：3977813