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多参数组合测井仪主控系统设计

作　者: 李旺火
导　师: 张朴
学　校: 华中科技大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 组合测井主控系统数字信号处理现场可编程门阵列电化学
分类号: P631.83
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 28次
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内容摘要

激发极化、自然电位、地层水电阻率三种方法组合测井,在测井解释时能够实现参数之间相互补偿,利于对地层情况的反演。与传统的测井仪相比,该组合测井仪更为准确地获得地层水电阻率和极化率等参数,对评价油田水淹层,求解剩余油饱和度具有重要意义。主控系统为组合测井仪的核心,其性能好坏直接决定了多参数能否获取,以及组合测井能否实现。本文在分析三种电法测井原理的基础上,根据三者之间的异同性,提出了一种组合测井方法。该方法利用一套工作流程可以实现三种不同的测井方式,其实现依赖于主控系统精确的控制时序。论文所述主控系统以数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)芯片为主控制器,现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)为从控制器,实现对多通道电路信号的采样,并利用CAN总线以报文的形式实现与地面数控系统之间的数据交互。本文不仅详细介绍了主控系统的电路设计,也给出了软件设计的具体方法。系统在FPGA内部设计了总线控制器和中断控制器,使FPGA可作为DSP的外设使用,一方面可以产生各种控制时序,另一方面,可有效进行数据预处理和数据传输。软件设计采用星形设计结构,模块化设计方式,灵活性高,并且引入参数控制模式,使得DSP能够修改FPGA内部控制参数,实现控制时序的实时调整。此外,在FPGA内部设计累加平均器,对采样数据进行预处理,有效提高了信号的信噪比。在完成硬件电路设计和系统软件设计的基础上,在实验室环境搭建电化学实验平台,进行了激发极化测井模拟实验,验证了系统设计的功能和性能。分析结果表明,系统时序控制精确,稳定性好,测量误差小,达到了组合测井的设计指标。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 研究目的及意义  9-10
  1.2 国内外发展现状  10-12
  1.3 课题主要研究内容  12-14
2 测井方法分析  14-24
  2.1 电阻率测井  14-16
  2.2 激发极化测井  16-18
  2.3 自然电位测井  18-20
  2.4 组合测井  20-23
  2.5 小结  23-24
3 主控系统硬件设计  24-31
  3.1 主控系统功能描述  24-25
  3.2 主控系统总体设计  25-26
  3.3 电路设计  26-30
  3.4 小结  30-31
4 主控系统软件设计  31-47
  4.1 测量流程分析  31-36
  4.2 FPGA 程序设计  36-41
  4.3 DSP 程序设计  41-46
  4.4 本章小结  46-47
5 实验与分析  47-53
  5.1 实验方案  47-48
  5.2 实验结果  48-50
  5.3 分析与验证  50-52
  5.4 本章小结  52-53
6 总结与展望  53-54
致谢  54-56
参考文献  56-59

多参数组合测井仪主控系统设计

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