多参数组合测井仪主控系统设计

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要激发极化、自然电位、地层水电阻率三种方法组合测井，在测井解释时能够实现参数之间相互补偿，利于对地层情况的反演。与传统的测井仪相比，该组合测井仪更为准确地获得地层水电阻率和极化率等参数，对评价油田水淹层，求解剩余油饱和度具有重要意义。主控系统为组合测井仪的核心，其性能好坏直接决定了多参数能否获取，以及组合测井能否实现。本文在分析三种电法测井原理的基础上，根据三者之间的异同性，提出了一种组合测井方法。该方法利用一套工作流程可以实现三种不同的测井方式，其实现依赖于主控系统精确的控制时序。论文所述主控系统以数字信号处理（DigitalSignalProcessi

2、ng，DSP）芯片为主控制器，现场可编程门阵列（FieldProgrammableGateArray，FPGA）为从控制器，实现对多通道电路信号的采样，并利用CAN总线以报文的形式实现与地面数控系统之间的数据交互。本文不仅详细介绍了主控系统的电路设计，也给出了软件设计的具体方法。系统在FPGA内部设计了总线控制器和中断控制器，使FPGA可作为DSP的外设使用，一方面可以产生各种控制时序，另一方面，可有效进行数据预处理和数据传输。软件设计采用星形设计结构，模块化设计方式，灵活性高，并且引入参数控制模式，使得DSP能够修改FPGA内部控制参数，实现控制时序的实时调整。此外，在FPGA内

3、部设计累加平均器，对采样数据进行预处理，有效提高了信号的信噪比。在完成硬件电路设计和系统软件设计的基础上，在实验室环境搭建电化学实验平台，进行了激发极化测井模拟实验，验证了系统设计的功能和性能。分析结果表明，系统时序控制精确，稳定性好，测量误差小，达到了组合测井的设计指标。关键词：组合测井主控系统数字信号处理现场可编程门阵列电化学I华中科技大学硕士学位论文AbstractThelogginginstrument,whichisdesignedbyusingacombinationofinducedpolarization,spontaneouspotentialandformati

4、onwaterresistivity,couldimplementinter-compensationamongtheparameterswhenlogginginterpretation.Itisbeneficialtoimplementstratigraphicinversion.Comparedwiththetraditionallogging,itcouldobtainmoreaccuraterelativeparametersasforinstanceinformationwaterresistivityandpolarizability.Anditisofgreatsi

5、gnificancetoevaluatethefloodedlayerofoilfiledandsolvetheremainingoilsaturation.Mastercontrolsystem,asthecoreofthelogginginstrument,whoseperformancedirectlyaffectstheaccessofmulti-parameterandtherealizationofcombinationlogging.Basedonthestudyoftheprinciplesofthreekindsofelectricallogging,accord

6、ingtothedifferences,thethesisproposesacombinatoryloggingmethod,whichcouldimplementthreedifferentkindsofmethodsbyoneworkflowdependenceontheprecisecontroltimingofthemastercontrolsystem.TakingDigitalSignalProcessing(DSP)andFieldProgrammableGateArray(FPGA)asthemastercontrollerandtheassociatecontro

7、ller,respectively,themastercontrolsystemimplementsmulti-channelsampleprocessingandexchangesinformationwiththegroundcontrolsystemintheformofCANmessagebyCANBus.Notonlythecircuitofthemaincontrolsystem,butalsothespecificmethodofthesoftware,