地層微電阻率掃描成像是石油測井的一種重要手段。油基泥漿具有眾多優(yōu)點,近年來作為鉆井液被廣泛應用。然而油基泥漿的弱導電性使得以前的水基泥漿成像儀不再適用,為此國內(nèi)外相關機構都在研究適用于油基泥漿的地層微電阻率掃描測井儀。目前國外已經(jīng)推出了幾款商用化的油基泥漿微電阻率掃描成像儀,國內(nèi)還處于研發(fā)階段,沒有成熟的產(chǎn)品推出。本文設計了一款油基泥漿微電阻率掃描測井電路,并對電路進行了一系列測試。論文的主要內(nèi)容如下:(1)調(diào)查了微電阻率掃描測井的研究背景、應用領域和國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。了解了微電阻率掃描測井的原理與油基泥漿環(huán)境下遇到的困難。通過研究頻率、電極大小等對測量的影響,提出多頻測量方法。分析對比了極板間回路與極板內(nèi)回路結構的優(yōu)缺點,決定采用極板內(nèi)回路的結構進行測量電路設計。對阻抗測量相關方法進行研究,確定了以矢量伏安法的思想進行阻抗測量。(2)完成測量系統(tǒng)的硬件電路設計,測量系統(tǒng)包括6個采集板電路、一個主板電路和一個通訊板電路。采集板是測量電路的核心,板上包含有DDS激勵源,幅度相位檢測器等。采集板能夠獨立完成測量工作并直接返回數(shù)字信號具有很好的穩(wěn)定性和抗干擾能力。主板可以協(xié)調(diào)各個采集板的工作并...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
    1.3 本文主要工作及貢獻
    1.4 本文章節(jié)安排
第二章 測井原理與相關技術理論
    2.1 微電阻率掃描成像測井原理
    2.2 阻抗測量與幅度相位檢波技術
        2.2.1 常見阻抗測量方法
        2.2.2 幅相檢測技術
    2.3 本章小結
第三章 硬件電路設計
    3.1 系統(tǒng)整體框架
    3.2 采集板電路設計
        3.2.1 采集板微控制器
        3.2.2 激勵源設計
        3.2.3 電極通道選擇與流壓轉(zhuǎn)化
        3.2.4 帶通濾波器與固定增益放大器
        3.2.5 幅度相位檢測電路與調(diào)相電路
        3.2.6 ADC數(shù)據(jù)采集
        3.2.7 電壓、電流、溫度等狀態(tài)采集電路
        3.2.8 采集板電路PCB繪制、焊接與基本測試
    3.3 主板電路設計
        3.3.1 RS422通訊接口與McBSP通訊接口
        3.3.2 C8051單片機與狀態(tài)采集
        3.3.3 主板PCB繪制與焊接
    3.4 通訊板電路設計
        3.4.1 網(wǎng)口模塊設計
        3.4.2 其他擴展接口
        3.4.3 通訊板PCB繪制與焊接
    3.5 本章小結
第四章 控制程序設計及數(shù)據(jù)處理
    4.1 采集板程序設計
    4.2 主板FPGA程序設計
    4.3 通訊板STM32與FPGA程序設計
    4.4 下傳命令及回傳數(shù)據(jù)幀結構
    4.5 模值與相位的計算與校準
        4.5.1 模值計算
        4.5.2 相位計算
        4.5.3 標定與校準
    4.6 上位機軟件設計
    4.7 本章小結
第五章 系統(tǒng)測試
    5.1 采樣周期測試
    5.2 動態(tài)范圍和線性度測試
        5.2.1 阻抗模值動態(tài)范圍與線性度
        5.2.2 相位線性度測量
    5.3 可重復性測試
    5.4 阻容網(wǎng)絡模擬地層對比測試
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 后續(xù)研究展望
致謝
參考文獻



本文編號：3788614