【摘要】：油基泥漿(OBM)具備多種優(yōu)點(diǎn),在鉆井中應(yīng)用廣泛。油基泥漿成分復(fù)雜,主要是油、水、粘土的混合物,各種成分比例不同則表現(xiàn)出的電參數(shù)特性也不同。電阻率和介電常數(shù)是泥漿重要的兩個(gè)電參數(shù),其值大小對測井信號的幅度和相位造成影響,最終導(dǎo)致測井解釋不準(zhǔn),因而確定油基泥漿電參數(shù)是測井中必不可少的一項(xiàng)工作。在電法測井中,電阻率和介電常數(shù)可以在一定電極結(jié)構(gòu)下測量油基泥漿的復(fù)阻抗來獲取,文中介紹了泥漿電參數(shù)測量方法并從電路模型上分析測量復(fù)阻抗參數(shù)的等效性。由于油基泥漿的容性、高阻特點(diǎn),本文重點(diǎn)研究寬頻、寬量程復(fù)阻抗測量方法和測量電路的設(shè)計(jì)。測量基本原理是矢量伏安法,電參數(shù)測量方案則采用的幅相檢波技術(shù)。電路測量模值校準(zhǔn)通過兩點(diǎn)線性法來完成,本文充分利用檢波器的特性曲線及DDS相移功能完成相位極性鑒別。測量電路主要可以分為三個(gè)功能模塊:激勵(lì)信號源、幅相檢測電路及數(shù)據(jù)采集模塊。采用幅度、頻率、相位靈活可調(diào)的雙通道DDS器件AD9958為頻率發(fā)生器,其輸出經(jīng)過濾波、放大后形成輸出穩(wěn)定、雜散低的電壓型信號源。以AD8302為核心完成寬頻信號的幅相檢測,依靠輸出幅度可調(diào)的激勵(lì)信號源并在檢波器前端設(shè)計(jì)調(diào)理電路來提高信號檢測范圍。數(shù)據(jù)采集功能模塊通過FPGA控制兩片AD7694實(shí)現(xiàn)幅度相位信號的快速同步采集,數(shù)據(jù)在FPGA內(nèi)部完成初步處理以提高穩(wěn)定性。本文選用性能優(yōu)越的STM32作為主控器,完成對電路各模塊管理及數(shù)據(jù)處理等任務(wù),實(shí)現(xiàn)測量自動化。為了方便電路的調(diào)試、控制,結(jié)果顯示、數(shù)據(jù)保存等,利用MFC基于VC6.0平臺編寫了界面友好的上位機(jī)應(yīng)用軟件。設(shè)計(jì)的激勵(lì)源信號頻率可達(dá)到5MHz,分辨率優(yōu)于1Hz。測量電路頻率檢測范圍為500Hz~5MHz。測試結(jié)果表明:電路具有良好的線性度,純電阻測試中模值在100Ω~5MΩ內(nèi)時(shí)誤差小于1.6%;容阻測試中相位誤差小于1.5°。設(shè)計(jì)的電路工作穩(wěn)定,擴(kuò)展了常規(guī)泥漿電阻率測量儀的測量范圍,且寬范圍內(nèi)測量準(zhǔn)確度良好,電路測量指標(biāo)滿足實(shí)際工程需求。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE254

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2553836