發(fā)布時間：2020-11-21 12:29

　　 隨鉆中子測井技術是隨著當代隨鉆測量技術的興起而迅速發(fā)展起來的新型測井技術。作為一種尖端測井方式,隨鉆中子測井在鉆井過程中同步進行測量,通過實時獲取孔隙度等地質參數(shù)來定位石油貯存點,在石油勘探過程中發(fā)揮著重要作用。目前國外的隨鉆中子測井技術相對成熟,而國內正處于起步階段,因此對隨鉆中子測井技術的研究可以有效地推進國內石油行業(yè)的發(fā)展。隨鉆中子測井儀是通過對隨鉆中子測井技術的研究而研制出來的測井儀器,由地面控制系統(tǒng)和井下數(shù)據(jù)采集電路構成。主控及數(shù)據(jù)存儲模塊是井下數(shù)據(jù)采集電路的核心,主要功能包含中子數(shù)據(jù)采集流程控制和測井數(shù)據(jù)存儲兩方面。本文首先分析了隨鉆中子測井原理,結合隨鉆中子測井儀的電路架構和工作流程,確定了主控及數(shù)據(jù)存儲模塊的技術指標及功能實現(xiàn),并在此基礎上給出了模塊的總體方案設計。其中,模塊的主控部分以MCU+FPGA為基本架構,完成的主要工作有:在作業(yè)、刻度以及數(shù)據(jù)下載三種工作模式下的工作流程設計、與電源通信模塊之間的通信協(xié)議設計、中子數(shù)據(jù)采集流程設計、儀器狀態(tài)信息監(jiān)測流程設計、高壓和模擬模塊控制及數(shù)據(jù)交換流程設計等;數(shù)據(jù)存儲部分以FLASH為基本存儲器,主要包含:數(shù)據(jù)存儲區(qū)域劃分、測井數(shù)據(jù)存儲和高速下載、數(shù)據(jù)區(qū)擦除以及格式化等基本功能。為保證數(shù)據(jù)存儲模塊能夠準確、高效地管理測井數(shù)據(jù),這部分還設計了操作容錯機制、存儲地址定位設計以及壞塊校驗設計等。最后,論文闡述了針對所設計模塊進行的一系列實驗,給出了實驗結果。實驗內容包含系統(tǒng)通信實驗、采集流程控制實驗、數(shù)據(jù)存儲功能驗證實驗以及高溫實驗等。結果表明,所設計模塊的性能指標符合隨鉆中子測井儀的技術要求。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：P631.83
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 引言
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要內容及結構安排
第二章 隨鉆中子測井儀主控及數(shù)據(jù)存儲模塊方案設計
    2.1 隨鉆中子測井原理分析
        2.1.1 測井方法分析
        2.1.2 井下數(shù)據(jù)采集電路簡介
        2.1.3 工作流程簡述
    2.2 主控及數(shù)據(jù)存儲模塊實現(xiàn)功能和技術指標
    2.3 主控及數(shù)據(jù)存儲模塊方案設計
        2.3.1 硬件電路設計方案
        2.3.2 數(shù)字邏輯設計方案
        2.3.3 軟件設計方案
    2.4 本章小結
第三章 隨鉆中子測井儀主控及數(shù)據(jù)存儲模塊硬件電路設計
    3.1 硬件總體結構圖
    3.2 控制部分電路設計
        3.2.1 MCU選型及外圍電路設計
        3.2.2 FPGA選型及外圍電路設計
    3.3 DC-DC降壓電路設計
    3.4 環(huán)境參數(shù)監(jiān)測電路設計
        3.4.1 加速度監(jiān)測電路設計
        3.4.2 溫度監(jiān)測電路設計
    3.5 數(shù)據(jù)存儲部分電路設計
        3.5.1 存儲芯片需求分析
        3.5.2 數(shù)據(jù)存儲模塊電路設計
    3.6 通訊接口設計
    3.7 本章小結
第四章 隨鉆中子測井儀主控及數(shù)據(jù)存儲模塊數(shù)字邏輯設計
    4.1 通信及命令解析邏輯設計
        4.1.1 串行通信控制邏輯設計
        4.1.2 命令解析控制邏輯設計
    4.2 采樣流程控制邏輯設計
        4.2.1 采樣周期控制邏輯設計
        4.2.2 高壓、模擬模塊控制邏輯設計
        4.2.3 數(shù)據(jù)發(fā)送控制邏輯設計
    4.3 加速度監(jiān)測控制邏輯設計
        4.3.1 計數(shù)測頻誤差分析
        4.3.2 加速度測量邏輯設計
    4.4 本章小結
第五章 隨鉆中子測井儀主控及數(shù)據(jù)存儲模塊軟件設計
    5.1 軟件總體流程圖
    5.2 中子部分控制軟件設計
        5.2.1 通信控制流程設計
        5.2.2 工作模式切換流程設計
        5.2.3 ADC采集控制流程設計
        5.2.4 狀態(tài)信息更新流程設計
        5.2.5 孔隙度計算流程設計
    5.3 數(shù)據(jù)存儲模塊軟件設計
        5.3.1 存儲器工作指令集
        5.3.2 數(shù)據(jù)存儲模塊工作流程設計
        5.3.3 數(shù)據(jù)存儲模塊操作容錯機制
        5.3.4 數(shù)據(jù)存儲模塊地址定位設計
        5.3.5 數(shù)據(jù)存儲模塊壞塊校驗設計
    5.4 本章小結
第六章 模塊性能測試與實驗結果分析
    6.1 通訊實驗
    6.2 采集流程控制實驗
    6.3 數(shù)據(jù)存儲模塊功能驗證實驗
    6.4 溫度監(jiān)測實驗
    6.5 孔隙度計算實驗
    6.6 高溫、功耗實驗
    6.7 本章小結
第七章 結束語
致謝
參考文獻
附錄

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本文編號：2892999