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三维感应测井放大和监控电路模块设计

作　者: 冯垚学
导　师: 聂在平
学　校: 电子科技大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 三维感应测井微弱信号多通道增益调节低噪声放大电路
分类号: P631.83
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

感应测井仪器是利用地层电阻率测量的原理来有效地解释评价油气储藏。三维感应测井仪采用三维线圈,能同时反映水平方向和垂直方向的电导率,更精确地评价岩石特性,最大限度的挖掘垂直井、斜井和水平井中的低电阻率、低反差的泥质砂岩油气层的储能,是当今石油测井的前沿技术,近年来测井界关注的焦点。三维感应测井仪中有的接收线圈接收到的二次场信号非常微弱,淹没在噪声之中,需要低噪声、高增益的放大电路放大,提高信噪比之后才可以检测,有的接收线圈接收到的信号比较大,要求放大电路的动态范围要大;同时要检测多组线圈以及每组线圈X、Y、Z三个方向上的两个不同频率的正弦信号,这就要求放大电路有多个通道。本文针对三维感应测井中对微弱信号检测的技术需求,设计的多通道放大器,能在放大微弱信号的同时,方便的调节增益和切换频率。单片机负责电路的通讯控制,其I/O口控制模拟开关实现通道选择、频率切换以及增益调节的功能;低噪声放大器和滤波器组成放大微弱信号的模拟电路。各个通道利用开关控制连接状态分时工作,开关组成的开关网络可以大大的减少各个通道之间信号的耦合。利用微弱信号进行了测试,得到了较好的效果,并且能在三维感应测井仪实验样机中正常工作。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-16
  1.1 课题研究的重要意义和目的  8-9
  1.2 感应测井的发展动态及历史  9-14
    1.2.1 国外的发展动态及历史  10-12
    1.2.2 国内现状  12-13
    1.2.3 阵列感应测井新技术——三维感应测井仪  13-14
  1.3 课题研究内容及论文结构安排  14-16
第二章感应测井的基本原理和仪器总体设计要求  16-27
  2.1 三维阵列感应测井仪的科学理论依据  16-20
    2.1.1 线圈感应的原理  16-17
    2.1.2 双线圈系理论模型分析  17-20
  2.2 三维阵列感应测井仪总体结构与电路技术指标分析  20-26
    2.2.1 仪器整体结构介绍  20-21
    2.2.2 井下设备的功能和整体结构  21-23
    2.2.3 放大和监控电路的设计性能要求  23-24
    2.2.4 放大电路的技术指标分析  24-26
    2.2.5 监控电路板的技术指标分析  26
  2.3 小节  26-27
第三章前置放大电路设计和实现  27-57
  3.1 放大电路总体设计方案概述  27-40
    3.1.1 放大电路设计方案  27-34
    3.1.2 电路的整体结构  34-35
    3.1.3 主要器件选型  35-40
  3.2 硬件电路设计  40-52
    3.2.1 数字电路模块硬件设计  40-43
    3.2.2 模拟电路模块硬件设计  43-52
  3.3 电路设计中噪声的抑制和屏蔽  52-55
    3.3.1 通道切换时开关产生的噪声的抑制  52-54
    3.3.2 其它噪声的抑制  54-55
  3.4 单片机软件设计流程说明  55-56
  3.5 小节  56-57
第四章监控电路的设计与实现  57-62
  4.1 监控电路的总体设计方案  57-59
  4.2 监控电路的硬件电路设计  59-60
  4.3 监控电路的软件设计  60-62
第五章电路的系统调试及实验结果分析  62-66
  5.1 电路的调试过程  62-65
    5.1.1 放大电路板的调试  63-65
    5.1.2 监控电路板的调试  65
  5.2 实验结果分析  65-66
第六章结论  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-71
攻读硕士期间取得的研究成果  71-72

三维感应测井放大和监控电路模块设计

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