【摘要】：旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)是石油行業(yè)尖端鉆井技術(shù),對井下工具姿態(tài)的精準(zhǔn)測量與存儲是捷聯(lián)慣導(dǎo)式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井的關(guān)鍵技術(shù)之一。大量井下原始姿態(tài)信息可幫助研究人員獲取鉆具作業(yè)狀況、研究近鉆頭振動規(guī)律,同時也是繪制工程參數(shù)曲線的唯一數(shù)據(jù)來源。因此,井下姿態(tài)信號采集與大容量存儲系統(tǒng)的研制十分必要。本文主要工作與成果如下:1.本文以旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)為應(yīng)用背景,在已有的鉆井工具姿態(tài)測量理論基礎(chǔ)上提出了一種基于DSP的井下姿態(tài)信號采集與大容量存儲系統(tǒng)的設(shè)計方案。2.該系統(tǒng)以TMS320F28335作為核心控制器,優(yōu)選適合于井下工作環(huán)境的芯片,并對包括時鐘電路、電源電路、復(fù)位電路、信號調(diào)理電路、存儲器接口電路等電路進(jìn)行設(shè)計,最終完成系統(tǒng)的硬件集成與調(diào)試。3.開發(fā)相應(yīng)功能軟件,采用模塊化編程思想。編寫了包括系統(tǒng)初始化子程序、ADC采樣子程序、姿態(tài)角解算子程序、存儲與讀出功能子程序及一系列外圍功能模塊子程序。系統(tǒng)通過對姿態(tài)傳感器輸出信號進(jìn)行實時采集,并將原始數(shù)據(jù)或解算得出的姿態(tài)角數(shù)據(jù)快速存入大容量存儲器中,后可將大量數(shù)據(jù)通過開發(fā)環(huán)境依次讀出。系統(tǒng)與TX-3S測斜儀、振動臺進(jìn)行模擬實驗,實驗結(jié)果表明系統(tǒng)運行可靠穩(wěn)定,可實現(xiàn)相應(yīng)功能且數(shù)據(jù)存儲準(zhǔn)確。系統(tǒng)最高工作溫度可達(dá)125℃,存儲容量達(dá)到1GB,在8通道200Hz的采樣頻率下,可連續(xù)采集、記錄約124h的數(shù)據(jù)。該項研究有助于獲取井下大量姿態(tài)、振動數(shù)據(jù),為獲取鉆具作業(yè)狀況、繪制工程參數(shù)曲線、研究近鉆頭振動規(guī)律提供了便利條件,具有實際技術(shù)應(yīng)用價值。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE242
【圖文】：

圖 1-1 旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井系統(tǒng)組成示意圖）井下導(dǎo)向鉆井工具系統(tǒng)：包括井下測量、控制系統(tǒng)與導(dǎo)向工具偏測量系統(tǒng)用于對鉆具各類姿態(tài)參數(shù)進(jìn)行實時精準(zhǔn)測量。目前井下導(dǎo)統(tǒng)主要分為推靠式與指向式兩類。）地上監(jiān)控系統(tǒng)：對井下鉆具的井眼軌跡、扭矩、姿態(tài)參數(shù)等工作監(jiān)測，使鉆井作業(yè)人員能夠掌握鉆具的真實工作狀態(tài)，根據(jù)井下實發(fā)出指令，快速準(zhǔn)確地調(diào)整鉆具姿態(tài)，改變鉆進(jìn)軌跡，保證鉆井精）地上—井下雙向通信系統(tǒng)：實現(xiàn)地上與井下之間的數(shù)據(jù)雙向傳遞下所測各類數(shù)據(jù)傳輸至地面，供技術(shù)人員分析與處理；另一方面地控制命令通過地上—井下雙向通信系統(tǒng)發(fā)送至井下各執(zhí)行單元。目通過電纜、光纖、電磁波、特種鉆鋌等方式進(jìn)行傳輸通訊[10]。轉(zhuǎn)導(dǎo)向鉆井技術(shù)國外研究現(xiàn)狀的鉆采技術(shù)可以進(jìn)一步滿足世界對石油的需求[11]，因此西方發(fā)達(dá)國

圖 1-2Auto Trak 系統(tǒng)主要組成部分統(tǒng)井下工具包括定向控制和測井工具、信號收發(fā)工 Auto Trak 系統(tǒng)可以使用自然伽馬、地層電阻率和定，這使得鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中具有較強(qiáng)的穩(wěn)斜能力，有利高鉆井效率[13]。這些工具為實現(xiàn)實時監(jiān)測井眼軌跡工作參數(shù)，提供了鉆具精準(zhǔn)導(dǎo)向鉆進(jìn)的控制依據(jù)，對指導(dǎo)意義榭公司的 Power DriveArcher 系統(tǒng)用推靠鉆頭的偏置原理來導(dǎo)向的[14]。如圖 1-3 所示ive 工具、隨鉆測量系統(tǒng)與井場信息系統(tǒng)組成，可實、360°全方位無死角的定向控制。

圖 1-2Auto Trak 系統(tǒng)主要組成部分井下工具包括定向控制和測井工具、信uto Trak 系統(tǒng)可以使用自然伽馬、地層電使得鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中具有較強(qiáng)的穩(wěn)斜能鉆井效率[13]。這些工具為實現(xiàn)實時監(jiān)測井作參數(shù)，提供了鉆具精準(zhǔn)導(dǎo)向鉆進(jìn)的控制導(dǎo)意義公司的 Power DriveArcher 系統(tǒng)推靠鉆頭的偏置原理來導(dǎo)向的[14]。如圖 1e 工具、隨鉆測量系統(tǒng)與井場信息系統(tǒng)組360°全方位無死角的定向控制。

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本文編號：2794151