随钻四极子声波测井仪井下采集电路设计

论文摘要

当今社会日益发达和繁荣,石油能源的消耗量和需求量也随之快速增长。石油是国家发展所系,研究和发展先进的测井仪器对提高石油勘探水平,增加石油产量,保障国家能源战略安全,具有重要的意义。随钻四极子声波测井仪是具备较高应用价值的测井仪器,随钻声波测井是石油测井技术中的一个重要的分支,相比于传统的电缆测井技术,在应对大斜度井、水平井等较为复杂的勘探环境时,具备较大的优势。本文重点论述了随钻四极子声波测井仪井下采集电路的硬件电路设计和程序设计。硬件电路用于处理声波换能器输出的信号,主要包括信号调理电路、信号采集电路、信号采集控制电路、通信接口电路。论文阐述了低噪声的模拟信号调理电路的设计过程,信号调理电路有多个功能模块,包括信号接收电路、差分放大电路、程控放大电路、带通滤波电路、ADC驱动电路,可以实现对微弱声波信号的放大、滤波等处理。信号采集电路和信号采集控制电路采用ADC+MCU的组合方式,将调理后的声波模拟信号转化成易于传输和存储的数字信号。通信接口电路采用串行差分方式,实现测井数据的高速传输,并能有效减少数据传输过程中的共模噪声的干扰。程序是硬件电路正常工作的基础,借助PC端上位机软件完成测井数据的采集,论文设计了井下采集电路与主控电路的通信协议,实现了ADC采集流程的控制和数据处理,并且详细叙述了一种单片机程序的远程在线下载方法,以避免仪器升级时的频繁拆卸。最后,本文进行了井下采集电路的单板调试和系统联调,并给出调试的流程、结果和分析,表明井下采集电路满足各项设计指标。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 课题研究背景和意义
•   1.2 声波测井技术的发展进程和研究现状
•   1.3 本文的主要工作及结构安排
• 第二章 井下采集电路总体设计概述
•   2.1 随钻四极子声波测井仪工作原理
•   2.2 井下采集电路需求分析
•     2.2.1 硬件电路设计需求分析
•     2.2.2 程序设计需求分析
•   2.3 井下采集电路总体设计
•   2.4 井下采集电路工作流程
•   2.5 本章小结
• 第三章 井下采集电路硬件电路设计
•   3.1 井下采集电路硬件电路总体设计
•   3.2 信号调理电路器件的噪声计算
•     3.2.1 电阻热噪声分析
•     3.2.2 运算放大器噪声分析
•     3.2.3 信号调理电路总输出噪声结果
•   3.3 信号调理电路设计
•     3.3.1 信号接收电路
•     3.3.2 差分放大电路
•     3.3.3 带通滤波电路
•     3.3.4 程控放大电路
•     3.3.5 ADC驱动电路
•   3.4 程控逻辑信号处理电路设计
•   3.5 信号采集电路设计
•   3.6 信号采集控制电路设计
•   3.7 通信接口电路设计
•   3.8 本章小结
• 第四章 井下采集电路程序设计
•   4.1 程序开发环境和工具
•   4.2 井下采集电路程序总体设计
•   4.3 通信程序设计
•     4.3.1 与主控电路板的通信
•     4.3.2 与程控逻辑信号处理电路的通信
•   4.4 数据采集控制及处理程序设计
•     4.4.1 数据采集控制
•     4.4.2 数据处理
•   4.5 在线下载的设计与实现
•     4.5.1 在线下载的应用背景
•     4.5.2 RTSP的工作原理
•     4.5.3 在线下载的总体设计
•     4.5.4 在线下载的实现流程
•   4.6 本章小结
• 第五章 井下采集电路调试及实验室测试
•   5.1 实验室调试环境介绍
•   5.2 单板调试结果及分析
•     5.2.1 前级放大电路的调试
•     5.2.2 自动增益控制电路的调试
•     5.2.3 与主控电路板通信功能的调试
•     5.2.4 信号采集功能的调试
•     5.2.5 在线下载功能的调试
•   5.3 系统联调
•   5.4 本章小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 朱振振

导师: 师奕兵

关键词: 随钻声波测井仪,信号调理,数据采集,在线下载

来源: 电子科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 地质学,地球物理学,自动化技术

单位: 电子科技大学

分类号: TP274.2;P631.83

总页数: 87

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