随钻密度测井仪电源通信模块及其软件可测性设计

论文摘要

随钻密度测井仪是通过伽马射线与地层物质发生康普顿效应与光电效应,测量地层光电吸收指数与地层密度的仪器,仪器通过计算地层关键参数,判断当前钻铤周围地层的物理性质。该仪器在井下跟随钻铤旋转工作,需要在高温强振动的环境下长时间保持作业状态,可靠的通信与稳定的供电是随钻密度测井仪正常作业的前提。本文描述随钻密度测井仪的工作原理与系统结构,依据仪器的测井工作流程,确定电源通信模块的工作内容和整体设计方案。其中硬件部分需要完成的工作包括通信电路设计、电源电路设计等;软件部分需要完成的工作包括工作模式设计、工作流程设计、命令解析系统设计、对异常的管理及恢复设计、数据存储设计、电源管理设计等。本文采用单片机与CPLD实现电源通信模块的核心控制功能,单片机作为电源通信模块软件功能实现的主体,控制CPLD完成电源监控与高速下载数据等功能,并实现控制器之间的协调工作。可靠性与稳定性是随钻密度测井仪的基本要求,加大在井上实验阶段对单片机程序的测试强度是软件开发工作的重点,因此提高单片机代码的可测性变得尤为重要。本文从软件开发框架与软件可测性度量模型两个方面着手,从软件架构层面提高代码可测性,选择并优化可测性度量模型,将软件可测性以量化的形式表示出来,最后通过软件测试工具验证可测性度量模型计算结果与实际测试结果的一致程度。本文设计一系列功能测试实验,验证电源通信模块的工作性能;完成联调实验,对测井采集的有效数据进行分析,检验电源通信模块设计的可行性。结果表明,随钻密度测井仪电源通信模块完成了设计要求。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 课题研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状与发展情况
•     1.2.1 随钻密度测井技术国内外研究情况
•     1.2.2 软件可测性设计技术国内外研究情况
•   1.3 课题研究主要内容与论文结构安排
• 第二章 随钻密度电源通信模块需求分析
•   2.1 随钻密度测井仪物理原理与工作原理
•     2.1.1 随钻密度测井物理原理
•     2.1.2 随钻密度测井仪的系统结构
•     2.1.3 随钻密度测井仪工作流程
•   2.2 随钻密度电源通信模块功能划分
•   2.3 随钻密度电源通信模块工作模式设计
•   2.4 本章小结
• 第三章 随钻密度电源通信模块软硬件设计
•   3.1 随钻密度电源通信模块硬件方案设计
•   3.2 随钻密度电源通信模块硬件电路设计
•     3.2.1 通信硬件电路设计
•     3.2.2 电源硬件电路设计
•   3.3 随钻密度电源通信模块软件方案设计
•   3.4 随钻密度电源通信模块软件与逻辑设计
•     3.4.1 CPLD逻辑设计
•     3.4.2 单片机软件通信设计
•     3.4.3 单片机软件工作流程设计
•     3.4.4 Flash存储设计
•   3.5 本章小结
• 第四章 电源通信模块软件可测性设计研究
•   4.1 电源通信模块软件的测试特点
•   4.2 软件可测性设计概念及实现难点
•     4.2.1 软件可测性设计概念
•     4.2.2 软件可测性设计实现难点
•   4.3 电源通信模块软件可测性设计开发
•     4.3.1 电源通信模块软件组件划分原则
•     4.3.2 电源通信模块基本模块开发原则
•     4.3.3 电源通信模块软件组件组合原则
•   4.4 电源通信模块软件可测性度量
•     4.4.1 软件可测性度量模型
•     4.4.2 电源通信模块单片机软件可测性度量
•     4.4.3 电源通信模块单片机软件优化分析
•   4.5 本章小结
• 第五章 随钻密度电源通信模块功能调试
•   5.1 通信模块测试
•     5.1.1 TBUS命令系统通信测试
•     5.1.2 PORT命令系统通信测试
•   5.2 电源监控模块测试
•   5.3 存储模块测试
•   5.4 功耗测试
•   5.5 现场测试
•   5.6 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 贾艺歌

导师: 李焱骏

关键词: 随钻测井,密度测井仪,电源管理,可测性设计

来源: 电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 地质学,地球物理学,电力工业,电信技术

单位: 电子科技大学

分类号: TN86;P631.83

总页数: 87

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