本文關(guān)鍵詞：油水井瞬變電磁探測(cè)儀器的電路優(yōu)化

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【摘要】：隨著我國(guó)大多數(shù)油田逐漸進(jìn)入中后期開采階段,開采環(huán)境不斷惡化。一方面,套管損傷情況變得越來(lái)越普遍,對(duì)生產(chǎn)效率造成了巨大的影響;另一方面,儲(chǔ)層環(huán)境也發(fā)生了一定的變化,裸眼井測(cè)井資料對(duì)提高采收率幾乎起不到任何作用。近年來(lái),瞬變電磁測(cè)井技術(shù)的出現(xiàn)極大程度地緩解了這些問(wèn)題。然而,我國(guó)瞬變電磁測(cè)井儀器仍處在起步階段,還有許多問(wèn)題亟待解決。本文在已有的瞬變電磁測(cè)井技術(shù)基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究油水井瞬變電磁探測(cè)儀器的電路優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題。本文首先介紹了瞬變電磁法井下探測(cè)的基本原理,建立了井中柱狀分層模型并給出了瞬變電磁響應(yīng)的正演推導(dǎo)過(guò)程。然后從發(fā)射線圈、發(fā)射電流和關(guān)斷時(shí)間三方面因素出發(fā),分析了發(fā)射源參數(shù)對(duì)瞬變電磁響應(yīng)的影響,并對(duì)發(fā)射線圈、驅(qū)動(dòng)電路以及發(fā)射橋路單元參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,建立了接收線圈理論模型并分析了其相應(yīng)特性,并優(yōu)化設(shè)計(jì)了前置放大電路、低通濾波電路以及數(shù)據(jù)采集部分的可變?cè)鲆嫠p放大電路、積分電路以及弱信號(hào)隔離電路的電路參數(shù)。此外,結(jié)合三軸向重力加速度傳感器和三軸向磁通門實(shí)現(xiàn)了測(cè)斜儀與瞬變電磁探測(cè)儀器的組合,通過(guò)測(cè)斜電路所測(cè)數(shù)據(jù)推算出井斜角及方位角,對(duì)儀器的偏心校正提供數(shù)據(jù)支撐。其次,本文還對(duì)瞬變電磁探測(cè)儀器的地面控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),主要包括:PCB布局及布線優(yōu)化,單芯測(cè)井電纜直流載波通信系統(tǒng)中的濾波電路優(yōu)化;在深度測(cè)量電路中加入了光耦隔離電路,采取雙MCU實(shí)現(xiàn)了深度數(shù)據(jù)與井下上傳數(shù)據(jù)同步傳輸;選取帶光電隔離的RS232轉(zhuǎn)USB接口。最后,在整體系統(tǒng)電路優(yōu)化的基礎(chǔ)上,開展了大量的室內(nèi)調(diào)試與油田現(xiàn)場(chǎng)整機(jī)探測(cè)試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明優(yōu)化后的電路能夠有效提高瞬變電磁探測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性,對(duì)儀器的探測(cè)性能確實(shí)有很大的改進(jìn),為油田老井降低損耗、提高產(chǎn)量提供了重要的技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】：油水井 瞬變電磁 電路優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TE927
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 課題研究背景及意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外測(cè)井儀器研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)9-11
• 1.2.1 瞬變電磁法套后介質(zhì)識(shí)別探測(cè)技術(shù)9-10
• 1.2.2 油水井瞬變電磁套管損傷檢測(cè)技術(shù)10-11
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容11-12
• 第二章 油水井瞬變電磁探測(cè)儀器發(fā)射電路優(yōu)化12-28
• 2.1 瞬變電磁探測(cè)基本原理12-13
• 2.2 瞬變電磁探測(cè)井中柱狀分層模型的建立13-14
• 2.3 發(fā)射波形的選取14-15
• 2.4 發(fā)射源參數(shù)對(duì)瞬變電磁響應(yīng)的影響分析15-24
• 2.4.1 瞬變電磁響應(yīng)的正演計(jì)算15-20
• 2.4.2 發(fā)射線圈對(duì)時(shí)間域電磁響應(yīng)的影響20-21
• 2.4.3 發(fā)射電流大小對(duì)時(shí)間域電磁響應(yīng)的影響21-22
• 2.4.4 關(guān)斷時(shí)間對(duì)時(shí)間域電磁響應(yīng)的影響22-24
• 2.5 發(fā)射系統(tǒng)硬件模塊設(shè)計(jì)及優(yōu)化24-27
• 2.5.1 發(fā)射線圈參數(shù)優(yōu)化24-25
• 2.5.2 驅(qū)動(dòng)電路參數(shù)優(yōu)化25-26
• 2.5.3 發(fā)射橋路單元優(yōu)化26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第三章 油水井瞬變電磁探測(cè)儀器接收電路優(yōu)化28-44
• 3.1 接收線圈的建模及響應(yīng)分析28-32
• 3.1.1 接收線圈的等效模型28-29
• 3.1.2 接收線圈的過(guò)渡過(guò)程29-30
• 3.1.3 接收線圈在階躍脈沖下的響應(yīng)分析30-32
• 3.2 接收線圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)與電參數(shù)的關(guān)系32-33
• 3.3 接收系統(tǒng)硬件模塊設(shè)計(jì)及優(yōu)化33-41
• 3.3.1 抗飽和前置放大電路優(yōu)化33-34
• 3.3.2 低通濾波電路優(yōu)化34-35
• 3.3.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)優(yōu)化35-40
• 3.3.4 弱信號(hào)隔離電路優(yōu)化40-41
• 3.4 測(cè)斜技術(shù)41-43
• 3.4.1 測(cè)量原理41-42
• 3.4.2 測(cè)斜電路42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第四章 油水井瞬變電磁探測(cè)儀器地面控制系統(tǒng)優(yōu)化44-53
• 4.1 地面控制系統(tǒng)硬件總體方案44
• 4.2 直流載波數(shù)據(jù)傳輸電路優(yōu)化44-46
• 4.3 深度計(jì)量電路模塊優(yōu)化46-50
• 4.3.1 深度計(jì)量系統(tǒng)的基本原理46-47
• 4.3.2 光電耦合電路47-48
• 4.3.3 脈沖計(jì)數(shù)電路優(yōu)化48-49
• 4.3.4 深度數(shù)據(jù)與井下數(shù)據(jù)同步研究49-50
• 4.4 計(jì)算機(jī)通信接口電路優(yōu)化50-52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第五章 系統(tǒng)電路調(diào)試與試驗(yàn)研究53-62
• 5.1 硬件電路調(diào)試53-57
• 5.1.1 井下發(fā)射電路發(fā)射電流波形測(cè)試53-54
• 5.1.2 井下接收電路信號(hào)放大及濾波調(diào)試54-55
• 5.1.3 井下積分電路調(diào)試55-56
• 5.1.4 地面系統(tǒng)硬件電路調(diào)試56-57
• 5.2 電源調(diào)試57
• 5.3 系統(tǒng)整機(jī)聯(lián)調(diào)57-61
• 5.3.1 室內(nèi)模擬試驗(yàn)57-59
• 5.3.2 室外測(cè)井現(xiàn)場(chǎng)59-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 主要完成工作62
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)62-63
• 6.3 工作展望63-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-68
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文68-69

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