【摘要】：確保鉆井過程的安全、獲取地殼中油氣藏的信息是油氣勘探開發(fā)的首要前提和最終目的,獲取信息的可靠性、及時性和多樣性直接影響到油氣勘探開發(fā)的成敗。開發(fā)能夠在井下實時、準(zhǔn)確、高效地獲取油氣藏信息的隨鉆錄井儀對油氣勘探開發(fā)有重要意義�？刂葡到y(tǒng)作為隨鉆錄井儀的重要組成部分,扮演著指揮中心的角色,設(shè)計出能夠在井下運(yùn)行的耐高溫控制系統(tǒng)是開發(fā)隨鉆錄井儀的關(guān)鍵技術(shù)。論文以課題組與某公司合作項目為背景,對油氣勘探開發(fā)中隨鉆錄井儀控制系統(tǒng)的功能和性能開展深入研究與設(shè)計。在功能設(shè)計方面,首先通過對井下工作流程分析,確定了控制系統(tǒng)的功能需求;然后以此為基礎(chǔ),對各個功能進(jìn)行了模塊劃分,后續(xù)的硬件電路和軟件程序都按照上面的功能劃分進(jìn)行設(shè)計。針對功能劃分的詳細(xì)設(shè)計上,論文采用模塊化設(shè)計。依據(jù)各個功能之間的聯(lián)系度和相對獨立性,將控制系統(tǒng)劃分為單片機(jī)控制模塊、信號采集與處理模塊(包括A/D轉(zhuǎn)換電路)、無刷直流電機(jī)驅(qū)動模塊、電源變換模塊和電磁閥驅(qū)動模塊。針對控制系統(tǒng)的軟硬件實現(xiàn)方面,選用Microchip公司的PIC18F4680-E型號單片機(jī),基于MPLAB集成開發(fā)環(huán)境,完成了主程序和子程序設(shè)計。設(shè)計了NCV33035電機(jī)控制芯片和IR2103電橋驅(qū)動芯片搭配的無刷直流電機(jī)驅(qū)動電路,選用PGA900可編程邏輯控制器和OPA2333低功耗CMOS運(yùn)算放大器分別作為壓力信號和位移信號的采集芯片。按照井下控制系統(tǒng)的工作流程,實現(xiàn)了主程序以及各個子程序。在耐高溫性能設(shè)計方面,通過對控制系統(tǒng)的散熱過程進(jìn)行理論分析并考量工程實際,對于功耗大,發(fā)熱明顯的模塊,采用熱電制冷器+散熱器的散熱方案,先通過熱電制冷器主動將芯片發(fā)出的熱量從冷端轉(zhuǎn)移到熱端,然后再通過散熱器將熱端的熱量以對流換熱的方式傳遞到環(huán)境中。結(jié)合理論研究和仿真結(jié)果進(jìn)行了實驗驗證,整個控制系統(tǒng)可以在120℃環(huán)境下長時間工作,結(jié)果表明論文所設(shè)計的井下控制系統(tǒng)是可行的,能夠滿足功能和性能的設(shè)計要求。
【圖文】：

即小規(guī)模（SSI）、中規(guī)模（MSI）、大規(guī)及巨大規(guī)模（ULSI），現(xiàn)又將進(jìn)入 GLSI 時代。 18 個月翻一番，增長速度非�？靃27]。集成電路的應(yīng)用環(huán)境也越來越多變，比如現(xiàn)在生表，工業(yè)中的機(jī)械手、智能機(jī)器人、無人汽車等體積很小，對集成電路的尺寸提出了很高的要求人汽車對集成電路的可靠性要求更高，稍有一點主的人身安全[28]。C 集成度的不斷提高，，另一方面是人們對電子產(chǎn)品。電子產(chǎn)品正朝著功率需求上升化、設(shè)備小型化帶來的是電子設(shè)備內(nèi)部電子元件整體功耗及發(fā)熱度上升。根據(jù)美國空軍航空電子整體研究項目的性的諸多因素中，如溫度、振動、濕度、粉塵等， 1.4 所示。

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文制系統(tǒng)的安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計空間非常有限，對控制系統(tǒng)的尺寸大小要求很高，尤其對控制寸要求更高（針對直徑為 8 英寸的鉆鋌，控制系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)徑mm）。系統(tǒng)的電路板安裝在機(jī)械結(jié)構(gòu)－－安裝座中，安裝座同時具有統(tǒng)電路板以及散熱功能�？紤]多種因素，本項目將控制系統(tǒng)的并排布在三塊相同大小的電路板上，因此安裝座的設(shè)計方案采工三個對稱的平面，并在每個平面的四個角設(shè)計螺紋孔，用來座的三視圖、軸測圖以及三維圖如下所示。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TE927

【參考文獻(xiàn)】

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1 康健全;;淺析隨鉆錄井技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量;2013年23期

2 秦文甫;張昆峰;;基于IR2136的無刷直流電機(jī)驅(qū)動電路的設(shè)計[J];電子設(shè)計工程;2012年09期

3 張衛(wèi);鄭春山;張新華;;國外錄井技術(shù)新進(jìn)展及發(fā)展方向[J];錄井工程;2012年01期

4 潘�？�;阮萍;李福;王洪偉;;熱電制冷器制冷工作電流特性分析[J];紅外與激光工程;2011年06期

5 苗田;;現(xiàn)場鉆井隨鉆錄井技術(shù)探討[J];中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量;2011年01期

6 孫恒君;黃小剛;;實時同位素錄井技術(shù)[J];錄井工程;2010年03期

7 方錫賢;王華;張淑琴;;錄井技術(shù)現(xiàn)狀及空間拓展探討[J];錄井工程;2010年03期

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1 顏丙剛;新型耐高溫清渣撈渣機(jī)器人系統(tǒng)研究[D];燕山大學(xué);2016年

2 張軒瑞;井下直驅(qū)螺桿泵潛油伺服電機(jī)系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D];東北石油大學(xué);2016年

3 蘇娜娜;基于特殊環(huán)境要求的電氣部件溫度適應(yīng)性加固技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院(光電技術(shù)研究所);2016年

4 郝俊嬌;高熱流密度芯片用熱管散熱器的實驗研究及復(fù)合微結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計[D];北京化工大學(xué);2015年

5 劉彥穹;自然對流條件下一種新型結(jié)構(gòu)散熱器的散熱研究[D];上海交通大學(xué);2015年

6 劉源;油田鉆井液隨鉆采集系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2014年

7 許文強(qiáng);直流無刷電機(jī)控制器設(shè)計[D];南昌航空大學(xué);2012年

8 張健;基于有限元熱分析的潛油螺桿泵伺服系統(tǒng)井下驅(qū)動器研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

9 張斌;集成電路芯片級熱分析方法研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2010年

10 李承隆;電子產(chǎn)品熱設(shè)計及熱仿真技術(shù)應(yīng)用的研究[D];電子科技大學(xué);2010年

本文編號：2590821