双参数测井仪控制系统研制

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1、西北T业大学硕士论文第一窜绪论第一章绪论§1．1课题的研究背景嵌入式系统是指同时将操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中的一种系统。它以应用为中心，计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应于特定应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它具有硬件上，体积小、重量轻、成本低、可靠性高等特点、使用专用的嵌入式CPU。软件上，代码小、效率高，要求响应速度快等特点，能够处理异步并发事件，具有实时处理能力。因此从航天飞机到家用微波炉，嵌入式计算机系统广泛应用到工业、交通、能源、通信、科研、医疗卫生、国防以及日常生活等领域，并发挥着极其重要的作用。嵌入式工

2、业是以应用为中心的芯片设计和面向应用的软件开发。嵌入式系统软件包括嵌入式操作系统和嵌入式应用软件。嵌入式系统在软件开发方面，由汇编语言编程、高级语言c／c十+编程，转向在实时操作系统RTOS(RealTimeOperatingSystem)之上的编程。为进一步缩短开发时间、加强管理，平台观念己逐步引入产品的设计开发过程中。从随意性开发转向平台开发模式是嵌入式应用软／硬件设计开发的发展趋势。本文结合“油田双参数测井仪”设计开发过程，对嵌入式系统的开发方法、软／硬件设计过程进行了深入的研究。首先，介绍了嵌入式系统的结构、特点以及设计开发方法。其次，介绍了测井仪的硬件设计原理及

3、组成结构；再次，对于软件的设计作了详细的说明，主要有：1、对于实时操作系统基本概念的介绍，包括它的发展现状、特点以及使用时需要注意的问题；2、对于本项目中所采用的实时操作系统J_te／os—II的介绍，主要是该内核的特点、任务调度以及在80C196KC上移植的具体方法：3、结合测井仪的应用软件，详细介绍了各功能模块的设计思想、流程及具体实现。最后，结合“油田双参数测井仪”的现场测试结果，分析了该产品的优点以及还需改进的地方，并对此提出了自己的想法和建议。西北：工业大学硕士论文第一章绪论§1．2课题的应用背景试井是油气藏工程的组成部分，它涉及到油层物理、储层物性、流体性质、

4、渗流理论、计算机技术、测试工艺和仪器仪表、设备等各个领域，是勘探开发油气田的主要技术手段和基础工作之一。近几十年来，国内外试井技术发展很快。我国从一九八四年第一届试井工作会议以来，试井工作有了很大的发展。我国引进了一批高精度的常规试井仪表、设备，以及电子压力计测试系统、地层测试仪等先进设备，使我国的测试技术装备状况有所改观。试井理论的发展与计算机应用技术的结合，使试井分析方法形成为一套比较完善的现代试井分析方法，即图版拟合解释法。在计算机的辅助下，不同的曲线反映不同的动态特征。本文的工作就是要根据油井的状态绘出曲线，通过对曲线的分析来了解油井的动态特性。在诸多的试井技术中

5、，测量油井液面深度和抽油机井功图是采油工程中最常用的两项试井技术。为了解油井的供液能力，掌握生产动态，测量油井的液面深度是一项经常性的工作。井深的测量一般是采用声波'钡4量法，利用声波在空气中传播遇到障碍物会发生反射的原理，即通过与套管连接的井口连接器，击发一颗发声子弹产生声音信号，声音信号会沿着油套环形空间向井下传播，当遇到油管间的接箍、音标和液面等障碍物会有部分声波信号发生反射，在并口使用微音器将反射回来的音波信号接收并将之转换成电流信号，通过通道放大和电路整形滤波后，输出液面波图形，据此来计算液面深度。测取抽油机的功图是为了判断抽油机井、泵、杆的工作状况是否正常，将

6、测得的功图曲线与功图曲线库中的曲线对比，及时发现油井存在的问题。所谓功图指的是根据抽油机光杆负荷变化与位移变化画出来的二维曲线。其工作原理是把贴有应变片的弹性体(载荷传感器)装在抽油机悬绳器上、下夹板中，把光杆负载的变化转变为弹性体的形变，进而导致应变片电阻值的变化，从而产生对应于就杆载荷变化的电信号。位移的测量是利用抽油机游梁带动位移传感器线轮，经2堕!坚三些盔兰堡生堡苎墨二至堡笙过减速，带动电位器产生对应位移的电信号。根据所采得的载荷信号与对应的位移信号画出相应的曲线。由于试井系统所用的传感器信号比较微弱，且一般都会带有一定的随机噪声，严重影响测量结果，所以必须对接收

7、的传感器信号进行软硬件滤波处理。因此，本试井系统中信号滤波是一项重要的环节。目前，油f=闩使用的测井仪器功能单一，只能测试液深或功图数据中的一种，并且它们一般存在着体积大、造价高、测量精度低的缺点，给测并工人带来极大的不便。基于这种现象，本论文中研究的油田智能综合试井系统是将传统的液面探测仪和抽油机井功图测试仪两种仪器合为一体，不仅提高了设备的集成度、智能化和测量精度，也便于试井队的携带使用，有很高的实用价值。§1．3主要研究工作本文的研究内容是在导师的指导下进行的，根据系统性能指标要求，进行系统设计方案的论证，完成了系统硬件