發(fā)布時間：2023-04-11 01:42

　　石油是現(xiàn)代社會發(fā)展的重要資源,石油安全關(guān)系到國家安全。當(dāng)前我國對石油的需求在快速增長,但大部分石油供給卻都依靠國外進(jìn)口,因此需要在國內(nèi)加大對油氣資源的勘探力度。地震勘探是目前使用最廣泛的油氣勘探技術(shù),相比其他勘探技術(shù),地震勘探具有具有精度高、分辨率高、勘探深度大等優(yōu)點(diǎn)。但隨著勘探目標(biāo)小型化和加深,地球物理勘探設(shè)備需要具有更高的分辨率。提升分辨率的一個重要途徑是在同樣勘探區(qū)域增大采樣的通道數(shù),即提高采樣通道的密度,稱為高密度采樣。這要求勘探設(shè)備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有較大的帶道能力,同時為了方便施工,使其不斷向著大通道、低功耗、輕型化的方向發(fā)展。本文在分析國外先進(jìn)的大通道數(shù)勘探設(shè)備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的拓?fù)浜凸δ芑A(chǔ)上,重點(diǎn)研究了用于大規(guī)模數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的以下三種關(guān)鍵技術(shù)。一是根據(jù)分布式和分層管理的思想,設(shè)計(jì)了一種可擴(kuò)展的大規(guī)模地球物理勘探設(shè)備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)將采集站分區(qū)域管理,每個區(qū)域內(nèi)的采集站由一個電源站管理,并賦予管理站體相應(yīng)的管理、授時、供電和存儲能力。電源站也按區(qū)域進(jìn)行劃分,由交叉站進(jìn)行管理和數(shù)據(jù)收集。中央控制單元只直接管理交叉站,可以從海量站體的管理任務(wù)中解放出來。在擴(kuò)展通道數(shù)時,數(shù)據(jù)采集...

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號對照表
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 地震勘探技術(shù)
    1.3 地震勘探儀器的發(fā)展趨勢
        1.3.1 有線系統(tǒng)和無線系統(tǒng)
            1.3.1.1 有線地震采集系統(tǒng)
            1.3.1.2 無線地震采集系統(tǒng)
        1.3.2 高密度空間采樣技術(shù)
    1.4 大道數(shù)帶來的施工問題
    1.5 主要研究內(nèi)容
    1.6 論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 大規(guī)模地球物理勘探中數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)技術(shù)分析
    2.1 大規(guī)模地球物理勘探數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)拓?fù)?br>        2.1.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可擴(kuò)展性
            2.1.1.1 分布式管理
            2.1.1.2 分布式存儲
            2.1.1.3 分布式授時
        2.1.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的可靠性
            2.1.2.1 系統(tǒng)故障檢測
            2.1.2.2 數(shù)據(jù)自動路由
    2.2 現(xiàn)有傳輸方式比較
        2.2.1 點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸與多點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸
        2.2.2 RS485
        2.2.3 LVDS
    2.3 現(xiàn)有時鐘同步方式比較
        2.3.1 本地高精度時鐘
        2.3.2 GPS同步方式
        2.3.3 PTP同步方式
    2.4 采集鏈供電分析與仿真
        2.4.1 采集鏈供電分析
        2.4.2 采集鏈供電仿真
第三章 原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    3.1 低功耗采集站設(shè)計(jì)
        3.1.1 采集鏈傳輸方式
            3.1.1.1 自適應(yīng)低功耗收發(fā)器
            3.1.1.2 收發(fā)器驅(qū)動電流調(diào)節(jié)
            3.1.1.3 8B/10B編碼
        3.1.2 采集站數(shù)據(jù)傳輸模塊
            3.1.2.1 時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)
            3.1.2.2 本地?cái)?shù)據(jù)收發(fā)
            3.1.2.3 過路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)
        3.1.3 采集站時鐘同步
            3.1.3.1 時鐘頻率同步
            3.1.3.2 時刻同步
        3.1.4 數(shù)模變換模塊接口
    3.2 采集系統(tǒng)縱纜設(shè)計(jì)
    3.3 電源站
        3.3.1 縱纜低速數(shù)據(jù)傳輸通道
        3.3.2 縱纜高速數(shù)據(jù)傳輸通道
        3.3.3 電源站時鐘同步
        3.3.4 分布式存儲
    3.4 交叉站
        3.4.1 縱纜通信接口設(shè)計(jì)
        3.4.2 橫纜通信接口設(shè)計(jì)
    3.5 基于FPGA的高速可靠數(shù)據(jù)傳輸
    3.6 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        3.6.1 通信基本規(guī)則
        3.6.2 廣播命令的處理
        3.6.3 地址分配
        3.6.4 在線升級
    3.7 系統(tǒng)設(shè)計(jì)小結(jié)
第四章 測試與討論
    4.1 低功耗收發(fā)器測試
        4.1.1 驅(qū)動電流對眼寬的影響
        4.1.2 傳輸距離對眼寬的影響
        4.1.3 收發(fā)器測試結(jié)果分析
    4.2 采集站時鐘同步測試
        4.2.1 時鐘穩(wěn)定度測試
        4.2.2 時刻同步測試
            4.2.2.1 采集站與電源站時刻同步測試
            4.2.2.2 電源站之間時刻同步測試
    4.3 采集站功耗測試
        4.3.1 CPU頻率對功耗的影響
        4.3.2 電壓變換器效率對功耗的影響
    4.4 測試結(jié)果和未來測試安排
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 主要研究工作和創(chuàng)新性結(jié)果
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果



本文編號：3789097