【摘要】：石油作為消耗品,隨著人類的不斷開采,勘探深度的不斷加深,測(cè)井難度也越來越大,不斷對(duì)測(cè)井設(shè)備和儀器提出更高的要求,因此更先進(jìn)的測(cè)井儀器的研發(fā)刻不容緩。井下主控電路模塊是三維聲波測(cè)井儀核心模塊之一,其為地面系統(tǒng)與采集處理模塊之間的傳輸紐帶,同時(shí)也是井下采集流程控制中心。三維聲波測(cè)井儀是基于交叉偶極聲波測(cè)井儀器基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,作為聲波測(cè)井儀器技術(shù)中較為先進(jìn)的前沿的測(cè)井儀儀器,包含目前所有的測(cè)井模式(偶極、單極和斯通利波),可實(shí)現(xiàn)對(duì)多頻帶的聲波進(jìn)行測(cè)量,得到井眼徑向、周向及軸向的變化情況,從而獲得對(duì)地層全方位特性的描述。三維聲波測(cè)井儀具有實(shí)時(shí)測(cè)井、高分辨率以及提供豐富的地層信息的特點(diǎn),而這些特點(diǎn)的體現(xiàn)都是建立在大量的聲波數(shù)據(jù)上,因此,實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)量、遠(yuǎn)距離、高速的傳輸系統(tǒng)成了三維聲波測(cè)井儀的關(guān)鍵技術(shù)之一,而井下主控電路模塊作為通信中心,高速傳輸技術(shù)的實(shí)現(xiàn)就成了其關(guān)鍵技術(shù),同時(shí)也是該模塊的技術(shù)難點(diǎn)。針對(duì)三維聲波測(cè)井儀工作原理及設(shè)計(jì)要求,重點(diǎn)介紹三維聲波測(cè)井儀井下儀器高速傳輸系統(tǒng)及控制模塊的設(shè)計(jì)。首先,詳細(xì)闡述三維聲波測(cè)井儀井下高速傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括LVDS拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、硬件電路設(shè)計(jì)、阻抗匹配設(shè)計(jì)、8B10B編解碼設(shè)計(jì);然后,基于“FPGA+DSP”架構(gòu)的總體設(shè)計(jì)方案對(duì)主控電路模塊設(shè)計(jì)做了詳細(xì)說明,包括控制模塊硬件電路架構(gòu)設(shè)計(jì)、與地面系統(tǒng)通信的EDIB總線和McBSP接口設(shè)計(jì)、100kHz同步串行通信接口設(shè)計(jì)、采集流程時(shí)序分析、基于DSP的采集控制軟件設(shè)計(jì)及基于FPGA的邏輯設(shè)計(jì)。最后,針對(duì)主控電路模塊設(shè)計(jì)做了一系列測(cè)試及結(jié)果分析。通過對(duì)三維聲波測(cè)井儀的實(shí)際測(cè)井的數(shù)據(jù)分析,其結(jié)果驗(yàn)證了主控電路模塊設(shè)計(jì)的可行性,模塊設(shè)計(jì)滿足了三維聲波測(cè)井儀的設(shè)計(jì)需求。
[Abstract]:As consumables, with the continuous exploitation of human beings and the deepening of exploration depth, logging is becoming more and more difficult. Therefore, the development of more advanced logging tools needs more and more advanced logging equipment and instruments. The downhole main control circuit module is one of the core modules of the 3D acoustic logging tool. It is the transmission link between the surface system and the acquisition and processing module, and it is also the control center of the downhole acquisition flow. Three-dimensional acoustic logging tool is developed on the basis of cross dipole acoustic logging tool. As an advanced tool in acoustic logging tool technology, it contains all the current logging modes (dipole, dipole). Unipolar and Stonleigh waves can be used to measure acoustic waves in multiple frequency bands, and the radial, circumferential and axial variations of borehole can be obtained, thus the all-directional characteristics of the formation can be described. Three-dimensional acoustic logging tool has the characteristics of real-time logging, high resolution and rich formation information, and these characteristics are based on a large number of acoustic data, so, to achieve a large amount of data, long distance, High-speed transmission system has become one of the key technologies of 3D acoustic logging tool. As the communication center, the realization of high-speed transmission technology becomes the key technology, and it is also the technical difficulty of the module. According to the working principle and design requirements of 3D acoustic logging tool, the design of high speed transmission system and control module of 3D acoustic logging tool is introduced. First of all, the design of 3D acoustic logging tool downhole high-speed transmission system, including LVDS topology, hardware circuit design, impedance matching design, 8B10B codec design; Then, the design of the main control circuit module based on "FPGA DSP" architecture is described in detail, including the design of the hardware circuit architecture of the control module, the design of the EDIB bus and McBSP interface for communication with the ground system. The design of 100kHz synchronous serial communication interface, the timing analysis of acquisition flow, the design of acquisition control software based on DSP and the logic design based on FPGA. Finally, a series of tests and results analysis are made for the design of the main control circuit module. Through the analysis of the actual logging data of the 3D acoustic logging tool, the results verify the feasibility of the design of the main control circuit module, and the design of the module meets the design requirements of the 3D acoustic logging tool.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P631.83

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本文編號(hào)：2301427