發(fā)布時(shí)間：2020-11-21 12:29

　　 隨鉆中子測(cè)井技術(shù)是隨著當(dāng)代隨鉆測(cè)量技術(shù)的興起而迅速發(fā)展起來(lái)的新型測(cè)井技術(shù)。作為一種尖端測(cè)井方式,隨鉆中子測(cè)井在鉆井過(guò)程中同步進(jìn)行測(cè)量,通過(guò)實(shí)時(shí)獲取孔隙度等地質(zhì)參數(shù)來(lái)定位石油貯存點(diǎn),在石油勘探過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。目前國(guó)外的隨鉆中子測(cè)井技術(shù)相對(duì)成熟,而國(guó)內(nèi)正處于起步階段,因此對(duì)隨鉆中子測(cè)井技術(shù)的研究可以有效地推進(jìn)國(guó)內(nèi)石油行業(yè)的發(fā)展。隨鉆中子測(cè)井儀是通過(guò)對(duì)隨鉆中子測(cè)井技術(shù)的研究而研制出來(lái)的測(cè)井儀器,由地面控制系統(tǒng)和井下數(shù)據(jù)采集電路構(gòu)成。主控及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(cè)井?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)兩方面。本文首先分析了隨鉆中子測(cè)井原理,結(jié)合隨鉆中子測(cè)井儀的電路架構(gòu)和工作流程,確定了主控及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的技術(shù)指標(biāo)及功能實(shí)現(xiàn),并在此基礎(chǔ)上給出了模塊的總體方案設(shè)計(jì)。其中,模塊的主控部分以MCU+FPGA為基本架構(gòu),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(shè)計(jì)、與電源通信模塊之間的通信協(xié)議設(shè)計(jì)、中子數(shù)據(jù)采集流程設(shè)計(jì)、儀器狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)流程設(shè)計(jì)、高壓和模擬模塊控制及數(shù)據(jù)交換流程設(shè)計(jì)等;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分以FLASH為基本存儲(chǔ)器,主要包含:數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域劃分、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)模塊能夠準(zhǔn)確、高效地管理測(cè)井?dāng)?shù)據(jù),這部分還設(shè)計(jì)了操作容錯(cuò)機(jī)制、存儲(chǔ)地址定位設(shè)計(jì)以及壞塊校驗(yàn)設(shè)計(jì)等。最后,論文闡述了針對(duì)所設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行的一系列實(shí)驗(yàn),給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包含系統(tǒng)通信實(shí)驗(yàn)、采集流程控制實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)以及高溫實(shí)驗(yàn)等。結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)模塊的性能指標(biāo)符合隨鉆中子測(cè)井儀的技術(shù)要求。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
第二章 隨鉆中子測(cè)井儀主控及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊方案設(shè)計(jì)
    2.1 隨鉆中子測(cè)井原理分析
        2.1.1 測(cè)井方法分析
        2.1.2 井下數(shù)據(jù)采集電路簡(jiǎn)介
        2.1.3 工作流程簡(jiǎn)述
    2.2 主控及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊實(shí)現(xiàn)功能和技術(shù)指標(biāo)
    2.3 主控及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊方案設(shè)計(jì)
        2.3.1 硬件電路設(shè)計(jì)方案
        2.3.2 數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)方案
        2.3.3 軟件設(shè)計(jì)方案
    2.4 本章小結(jié)
第三章 隨鉆中子測(cè)井儀主控及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊硬件電路設(shè)計(jì)
    3.1 硬件總體結(jié)構(gòu)圖
    3.2 控制部分電路設(shè)計(jì)
        3.2.1 MCU選型及外圍電路設(shè)計(jì)
        3.2.2 FPGA選型及外圍電路設(shè)計(jì)
    3.3 DC-DC降壓電路設(shè)計(jì)
    3.4 環(huán)境參數(shù)監(jiān)測(cè)電路設(shè)計(jì)
        3.4.1 加速度監(jiān)測(cè)電路設(shè)計(jì)
        3.4.2 溫度監(jiān)測(cè)電路設(shè)計(jì)
    3.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分電路設(shè)計(jì)
        3.5.1 存儲(chǔ)芯片需求分析
        3.5.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊電路設(shè)計(jì)
    3.6 通訊接口設(shè)計(jì)
    3.7 本章小結(jié)
第四章 隨鉆中子測(cè)井儀主控及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)
    4.1 通信及命令解析邏輯設(shè)計(jì)
        4.1.1 串行通信控制邏輯設(shè)計(jì)
        4.1.2 命令解析控制邏輯設(shè)計(jì)
    4.2 采樣流程控制邏輯設(shè)計(jì)
        4.2.1 采樣周期控制邏輯設(shè)計(jì)
        4.2.2 高壓、模擬模塊控制邏輯設(shè)計(jì)
        4.2.3 數(shù)據(jù)發(fā)送控制邏輯設(shè)計(jì)
    4.3 加速度監(jiān)測(cè)控制邏輯設(shè)計(jì)
        4.3.1 計(jì)數(shù)測(cè)頻誤差分析
        4.3.2 加速度測(cè)量邏輯設(shè)計(jì)
    4.4 本章小結(jié)
第五章 隨鉆中子測(cè)井儀主控及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊軟件設(shè)計(jì)
    5.1 軟件總體流程圖
    5.2 中子部分控制軟件設(shè)計(jì)
        5.2.1 通信控制流程設(shè)計(jì)
        5.2.2 工作模式切換流程設(shè)計(jì)
        5.2.3 ADC采集控制流程設(shè)計(jì)
        5.2.4 狀態(tài)信息更新流程設(shè)計(jì)
        5.2.5 孔隙度計(jì)算流程設(shè)計(jì)
    5.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊軟件設(shè)計(jì)
        5.3.1 存儲(chǔ)器工作指令集
        5.3.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊工作流程設(shè)計(jì)
        5.3.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊操作容錯(cuò)機(jī)制
        5.3.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊地址定位設(shè)計(jì)
        5.3.5 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊壞塊校驗(yàn)設(shè)計(jì)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 模塊性能測(cè)試與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    6.1 通訊實(shí)驗(yàn)
    6.2 采集流程控制實(shí)驗(yàn)
    6.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    6.4 溫度監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)
    6.5 孔隙度計(jì)算實(shí)驗(yàn)
    6.6 高溫、功耗實(shí)驗(yàn)
    6.7 本章小結(jié)
第七章 結(jié)束語(yǔ)
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄

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