成像测井系统软件主控模块的设计与分析

成像测井系统软件主控模块的设计与分析

一、成像测井系统软件主控模块的设计与分析(论文文献综述)

方履宽[1](2021)在《VideoLog井下测控系统研制》文中指出VideoLog井下电视是一款利用测井电缆实时获取井下高清视频的测井仪器。在当前的测井领域中,测井仪的多参数化已经成为了一种趋势。基于此提出了VideoLog井下电视进行多参数扩展的需求,针对该需求提出了VideoLog井下测控系统研制目标。本设计通过对VideoLog井下电视现有结构的分析,提出了在VideoLog井下电视的基础上扩展测控模块的方案。首先,基于P2P网络通信建立上位机与井下网络编码器的串口透明传输。其次,扩展网络编码器的串口并与井下主控制器进行连接,井下主控制器作为测控系统的通信控制核心。然后,利用485总线结构和MODBUS协议分别实现了多参数模块化扩展的硬件结构需求和数据通信需求。最后,根据VideoLog井下电视的作业特点先行扩展了测温、测压、调光、旋转四个基础测控模块。VideoLog井下测控系统主要由上位机、井下主控制器和井下测控模块三部分组成。上位机主要用于实时接收、显示测量参数,也可以向控制模块发送控制指令。井下主控制器基于STM32和RS485总线实现了测控模块的扩展和测控参数的传输。井下测控模块丰富了仪器的功能,并体现了系统的扩展性和可靠性。经过相关的测试,测试结果表明本系统从硬件方面能够为VideoLog井下电视提供扩展接口,以供不同的测控模块进行扩展,从软件方面能够建立可靠的数据通信,并且经过扩展的模块可以正常实现其应有的测控功能。

钟涛[2](2021)在《井周超声成像测井仪检测系统设计和实现》文中指出超声成像测井是测井技术中的一个重要发展方向,具有成像分辨率高、反映井壁信息多等特点。在井周超声成像测井仪的仪器电路研制过程中,会有功能验证、硬件检测、软件维护和仪器保养方面的问题,因此提出了井周超声成像测井仪检测系统的设计需求。本文首先从仪器结构、测井原理等方面详细介绍了井周超声成像测井仪的工作原理;然后分析了检测系统的任务需求,其主要用于测井仪器在前期研发的功能验证,首波到时提取算法的研究以及超声波换能器性能的测试等功能。然后论文提出了检测系统的设计方案,将检测系统设计分为硬件系统设计和显控软件设计。检测系统的硬件系统围绕测井仪器电路搭建。测井仪器电路是井周超声成像测井仪的核心,其通过电机提供的位置同步信号,控制超声换能器发射超声波,并采集、处理回波信息,然后把数据通过EDIB(ELIS Download Instrument Bus)总线上传至地面系统。为了检测系统能够在实验室中完整地模拟仪器工作,本文为其选择了合适的电机和电机驱动器;针对测井仪器使用的通信接口,本文完成了以FPGA为核心的通信转接板的硬件电路设计和逻辑程序设计,其实现了EDIB总线接口与USB接口转换;同时设计了检测系统便捷、统一的物理结构。为了系统地实现显控软件,本文使用了UML(Unified Modeling Language)语言对显控软件进行了需求分析、结构分析和结构设计。并且基于Python+Py Qt5平台实现了显控软件的用户界面和功能模块。其功能模块包括了通信模块、在线升级模块以及数据显示模块。然后对工程中常用的首波到时提取算法进行了研究,并实现了STA/LTA(short term averaging/long term averaging)算法用以调整测井仪器电路STA/LTA算法的参数。本文最后对检测系统的关键功能进行了测试,使用检测系统对测井仪器电路的通信功能、在线升级功能、数据采集等功能进行了验证,并对换能器进行了高温实验。通过分析对比实验结果,证明了检测系统能够完成设计需求。

刘豪[3](2021)在《井周超声成像测井仪信号处理及发射驱动电路设计》文中进行了进一步梳理在石油工业中,如何安全高效准确地测量井下石油储量一直是一个重要的课题和研究内容,对裂缝的研究则是测量井下石油储量的一个重点方向;研究者在测井仪器设备的探索中发现,通过声波对裸眼井进行测量是检测裂缝的有效方式。井周超声成像测井仪是一种运用声波测量裸眼井井壁信息的测井仪器,其基本工作原理是发射超声波,声波在泥浆中传播时遇到不同介质后发生反射,仪器对反射回波进行采集处理后,将数据上传至上位机供井上人员分析。本文主要阐述井周超声成像测井仪的主控控制与信号处理方法、超声波发射控制电路以及信号存储控制的设计方法。论文首先介绍了超声成像测井仪的发展与现状,明确了超声成像测井仪研究意义;然后介绍了井周超声成像测井仪的基本工作原理及结构,分析了本文工作需求和所需要达到的目标;接着从三个方面进行了重点阐述。第一个方面为主控控制及信号处理设计,主要利用FPGA善于处理高速和并行性信号的优点,设计实现了命令接收模块、发射控制模块、接收ADC信号及处理模块、上传数据模块和信号存储模块。第二个方面是驱动换能器发射超声波的电路设计,换能器需要最高达±8 0V高压和250k Hz高频信号驱动,因此设计了MOSFET驱动电路来驱动换能器,同时设计了消振电阻用于消除换能器多余振动,并插入高压控制调档电路来控制发射功率大小,设计了高低压供电控制以减少工作功耗;考虑到高压部分一旦出现问题容易损坏低压电路,在此设计中还加入了高压采样电路用来对高压进行监测。第三个方面是信号存储控制的设计,当井下有井上不易分析的数据或其他预期之外的情况发生时,需将井下大量的原始信号数据进行记录保存,因此加入大容量存储芯片NAND flash;NAND flash存储器需要单独设计控制方法来完成数据的存取控制,对控制器的设计主要分为三个基本操作:擦除、写和读,本文对这些操作的设计实现进行了详细叙述,并设计实现了在业界广泛使用的一种ECC校验。最后,本文所设计电路在实验室环境进行了模拟测试,安装到仪器中作了系统实验,仪器工作正常。测试及实验结果表明,本文工作达到了预期的设计要求。

徐杰[4](2021)在《大动态范围微弱信号检测成像测井电路研究》文中研究说明我国具有相当丰富的油气贮藏,如何开采是需要解决的一大难题。对于油气勘探的前期而言,测井在油层的定位及储层的评价而言具有重要的意义。微电阻率电成像测井技术在识别裂缝、评价裂缝及薄层,分析岩性、沉积相及地层构造中有着重要作用,对重点探区及复杂地层的勘探开发工作有着极其重要的参考价值。成像测井的核心模块在于电路的采集系统,对提供地层精确的电阻率分布起到重要作用,对其研究的重要性不言而喻;发射电路旨在为采集电路提供良好且稳定的激励信号,对其研究同样是有必要的。本文以微弱信号检测为主要核心,以微电阻率电成像测井技术为主要方向,阐述了成像测井仪器中发射电路以及采集电路的总体设计方案,在理论分析的基础上,对电路设计进行了必要的仿真实验。采集电路的作用是对流经地层的电流信号进行幅值的提取,采集电路的设计难点有二,其一是实现对微弱信号的提取,其二是如何保证在足够的测井速度下,能够对多个通道的微弱信号实现符合精度要求的信号采集,故需要针对井下测量环境存在着回路电流信号微弱、动态范围大的特点,设计多档位增益电路,对所采集的电流信号通过数字相敏检波提取幅值后,由幅值大小自动调节采集电路增益大小,并针对微弱信号提取进行了各级电路的噪声仿真分析。发射电路设计的难点在于如何获得可靠稳定的正弦激励信号,文中阐述了发射电路中激励信号的产生方法,并通过D类功率放大器对激励信号进行驱动放大,使得产生的激励信号拥有足够的驱动能力,通过一定的理论支持并利用M ATLAB辅以必要的仿真,实现了一种由FPGA定时产生SPWM信号,且可通过下传指令的方式控制激励信号幅度的发射系统。最后通过搭建实验平台,完成对发射电路及采集电路的测试分析。通过实验测试,发射电路能够产生稳定的、最大峰峰值30V且可由指令控制输出幅度的激励信号;采集电路能够完成对输入电流信号幅值为15n A~1.5m A的检测,检测动态范围达100d B。

樊亦洲[5](2020)在《油气井套损可视化检测技术研究》文中研究表明随着油气田开发进入到中后期,套损的检测和治理已经成为油气田开发的一项迫切需要解决的重点工作。目前国内油气田套损检测技术以2M(多臂井径仪(MIT)和电磁探伤仪(MID)组合使用)为主,已经拥有成熟的组合测井系统。VideoLog油气井可视化检测设备在国内作为一种全新的光电类检测仪器,可以实时获取和传输井下彩色全帧率网络视频,直观展现套管损坏情况。但其仅能检测套管的内表面情况,且检测结果受井液透光性影响较大。实践研究表明,可视化检测与2M检测配合使用可以实现套损精确检测。目前,可视化测井和2M测井自成系统,可视化+2M套损检测需要测两趟,耗时耗力的同时增加了套损检测的成本。基于此,本文将研究VideoLog可视化测井与2M测井系统的组合测井方案,实现套损检测的可视化+2M一趟测。VideoLog可视化检测系统与2M检测系统的组合方案分为井下仪器和地面设备两部分。井下仪器组合最大的难点在于两套系统各自的井下总线与电缆遥传系统互不兼容。2M系统采用单芯电缆遥传、单芯井下总线和测井专用通信协议,可视化检测系统采用多芯电缆遥传、多芯井下总线和以太网通信协议。由于单芯遥传系统传输速率有限,无法实时传输可视化测井的海量数据,因此无法通过修改可视化测井系统的井下总线和通信协议实现与2M系统的组合。本文创新性的提出了多芯电缆并行传输模式,即单芯遥传系统和多芯系统使用多芯电缆的不同缆芯并行传输。针对两种遥传系统并行传输可能存在相互干扰的情况,提出了并行传输,分时工作的解决方案,即利用可视化下测(下放时测量),2M上测(上提时测量)的特性,两套遥传系统分时工作,排除了相互干扰的可能。该方案只需要2M井下仪增加4根贯穿线给下端的可视化测井系统。最大程度的降低了对各自现有电子通信系统的改动,保留了现有成熟技术的可靠性和性能,提高了组合的效率。地面设备为了实现可视化地面与原有地面系统的深度融合,共用了井下供电系统,电缆测深系统,并按照2M组合测井地面系统的接口标准重新设计了可视化电缆遥传电路,实现了地面系统接口的标准和统一。并对软件接口进行了相应的优化和升级。通过创新性的多芯电缆并行传输,分时工作的方案,实现了可视化与2M测井系统的组合一趟测。实验室测试,标准井验证和现场应用,验证了新系统的性能和可靠性。可视化检测技术的加入,使得套损检测与辨识更加直观高效,将传统2M套损检测技术带入可视化时代。

张斌山[6](2020)在《井下电视在延长油田吴起采油厂的应用研究》文中提出油田的地质类型不同则对油气勘探以及井况检测等相关技术要求也不相同,延长油田处于鄂尔多斯盆地,由于其独特的地质特点和自然环境以及长期的开采,使得油井设备和检测装置很容易受到腐蚀等损伤,导致油井低产停产井数量日益增多,严重影响实现油田增产稳产的目标。因此,油井修复迫在眉睫,但采取措施的前提是查清井下具体情况。因而,本课题以设计和研制一套针对延长油田油井检测的新型井下电视成像测井系统为主要研究目的,从而为油井监测提供一种新的检测方法或技术手段。首先,分析延长油田地质特点和导致油井低产停产的具体原因,然后,根据井下电视技术及其相关理论知识,完成井下电视成像测井地面系统和井下系统的设计,包括硬件选型和设计、软件流程设计等。最后,对该系统的基本性能进行实验室测试和现场应用测试,在实验室对检测设备进行压力、温度等各项常规指标测试,以及系统连接实验电缆工作时的传输性能测试;在延长油田吴起采油厂选择8 口待测油井进行实地检测分析,验证该系统在实际应用中的各项性能及其适应性。对比实验测试与应用测试结果表明,该系统耐温可达125℃、耐压可达60MPa、传输速率可达2.3Mbps,在合适的工艺条件下可以实时将井下高清视频传输至地面,彩色清晰,一目了然,能够为后续修井作业提供可靠依据,在井下套损等问题检测方面具有较好的应用效果,为进一步改进系统总结了宝贵的现场经验,同时也表明了新一代井下电视成像测井系统在油气井检测中具有其独特的应用优势和广泛的应用前景。

占志鹏[7](2020)在《井周超声成像仪主控系统设计》文中研究说明自人类进入工业社会,石油在社会发展上起到了无可替代的作用,成为了工业社会的“血液”。石油普遍深藏在地层中,需要使用各种技术手段来探测、挖掘。提高石油探测的准确度、开采效率,研制高水平的测井仪器,对于勘探新油田、提高石油开采量乃至保障国家发展都有重要的意义。在石油测井领域中,井周成像测井是一个重要的分支。井周成像测井能够以直观的井壁图像来反应石油井的状况,可以清晰明了地看到井壁上裂隙与孔洞的发育情况,是评价石油井的重要手段。井周成像测井领域中主要使用的测井方法有超声成像法与微电阻率扫描法,其中超声成像法具有分辨率高、成像直观、携带信息多等优点。本文主要论述井周超声成像仪主控系统的硬件电路及软件程序设计。首先总结井周成像领域近年来国内外的发展现状与研究态势,从井周超声成像仪的仪器结构上进行分析,阐明仪器的工作原理。其次,从仪器的功能需求出发,阐述井周超声成像仪主控系统的总体设计方案,分析仪器的工作流程。然后分别从仪器主控系统的硬件设计与软件设计两个方面来描述具体的设计方案,阐明各个模块的工作原理以及功能。从井周超声成像仪主控系统的功能需求出发,硬件设计以PIC单片机加FPGA为主处理核心。其中PIC单片机负责解码地面系统的各种命令、采集辅助信息、采集同步控制;FPGA负责具体的发射、采集控制,采集数据存储、处理以及数据上传。仪器硬件电路还包括电源模块、辅助信息测量模块、EDIB通信模块、采集同步信号整形模块。软件模块主要阐述主控系统通信程序设计、发射采集流程的同步程序设计、数据存储与数据处理的程序设计、幅度与到时提取算法设计以及辅助信息测量的程序设计。本文最后介绍对主控系统的每个功能模块进行的单独测试,详细描述实验的环境、实验流程以及实验结果,并对实验结果进行分析,实验结果验证了所设计的井周超声成像仪主控系统达到设计要求。所设计主控系统为后续研制井周超声成像仪整机奠定了一定的基础。

沈旭东[8](2020)在《油基泥浆多频微电阻率采集电路系统研究》文中指出微电阻率成像测井技术可以清晰呈现地层裂缝薄层与岩层分布,这类信息帮助地质学者分析地质岩性和沉积岩石构造等,为油气评估提供了数据基础,因此该技术在油气勘探领域意义重大。传统的微电阻率测井仪应用于水基泥浆,水基泥浆导电性能强,探测信号以传导电流的形式流经泥浆、地层,然后流入采集电极。近年来,油基泥浆因其耐高温、耐腐蚀、保护井壁和提高钻井效率等一系列优点逐渐取代水基泥浆的地位,然而油基泥浆属于弱导电性泥浆,原本的测量回路将遭到破坏,因此,需要采用交流激励信号,以位移电流的形式重新构建回路。根据以上背景,本文设计并实现了一款油基泥浆环境下微电阻率采集电路系统。该采集系统实现三种频率电流信号幅度与相位的分时测量以及在25ms时间内完成对90个采样电极的信号采集,同时系统量程覆盖50nA1.5mA幅度的电流信号,动态范围约90db,并且在量程内具有良好的线性度,为简化电路设计的复杂度,设计中将多种测量频率信号变频至固定频率后再执行采样运算等操作。本文工作的重点是微弱信号的检测,影响信号测量的主要因素是链路中混入的噪声。文章对电路系统中噪声的来源进行了分析,主要包括电阻热噪声、运放固有噪声、模拟开关噪声、模数转换器噪声和外部噪声。通过对噪声数学模型的分析和仿真,本文给出了一系列抑制噪声提高信噪比的方法,后续电路与程序的设计均遵循此类设计方法,使电路系统更加准确的提供了地层的电阻率信息。同时在算法上采用数字相敏检波技术,数字相敏检波能够有效地滤除待测信号中的非相关噪声,通过实验发现该算法可以在低信噪比下提取出有用信号的幅度与相位信息。结合科研项目的指标要求,本文介绍了电路系统的硬件与软件逻辑设计。采集电路系统分为主处理板与采集板两部分,主处理板负责信号的检波、运算和通信等功能,采集板实现多路信号的调理和切换功能。为增加电路系统的可配置度与灵活性,主处理板控制单元选用FPGA与单片机协同处理方案。最后本文搭建相关实验平台,测试采集电路系统的工作特性,包括线性度、噪声基底和重复性,验证了系统设计的正确性与合理性,满足设计指标要求。

徐川[9](2020)在《远探测声波发射电路系统设计》文中研究指明声波远探测作为近几年最新发展的测井技术,实现了测井探测技术从近井筒到远井筒的突破,探测范围从井周数米提高到几十米,在油藏描述和随钻地质导向,及时识别前方“甜点”及储层边界,及时调整井眼轨迹和钻井工程参数等方面展现出巨大的优势。为了提高探测深度满足工程实际,激发大功率宽频声波信号成为了声波远探测发射电路系统设计的关键。受限于高温高压环境,声波发射电路中大功率器件性能下降,输出幅度不稳定,成为现阶段所面临的难题。采用单脉冲的激励方式,需要增加发射脉宽或提高发射电压来提高发射能量,然而增加发射脉宽会降低成像分辨率,提高发射电压又对发射换能器提出了新的挑战。常规的大功率声波发射电路采用变压器驱动换能器的方式进行激励,调节发射频率必须改变电路参数,受限于变压器与换能器的频率特性而难以满足宽频带的要求。本文结合实际工程需求,开发一套大功率宽频声波发射电路系统,作为随钻远探测声波探测器低频发射换能器的驱动电路,产生不同频率、能量可控的双极性脉冲信号,驱动低频发射换能器LTB2016发射声波信号。在此基础上,设计基于FPGA的远探测声波发射电路控制逻辑模块,完成高压电源电路、桥式开关电路、采集电路、通信电路等硬件设计。本文的创新点在于:(1)为确保储能安全与效率,采用PWM技术对充电电压进行调节,引入闭环控制算法保证输出电压稳定;(2)为满足激励信号的大功率宽频需求,采用全桥式开关电路实现任意频率双极性脉冲信号的输出;(3)为保证控制模块与功率发射模块的安全隔离,兼顾小体积与低频发射要求,利用调制技术将低频发射控制信号变成高频信号,以适应变压器小体积的实现要求,对经变压器耦合后的高频信号整流滤波还原低频控制信号。各项测试结果表明:(1)可稳定输出双极性脉冲信号,信号幅度在200V-3000V范围内可调,频率在200Hz-2000Hz范围内可调;(2)尺寸达到预期设计指标,在150℃环境下可长时间稳定工作;(3)与同类技术的相比,本系统所激励的双极性脉冲信号具有更高的工作效率,该系统应用于随钻远探测测井是可行的。综上所述,本文实现的声波远探测发射电路系统具有发射能量大、频率范围宽、耐高温和小体积的特点。系统整体结构合理,集成度高,可扩展性强,各项性能指标能满足随钻声波远探测技术需求,具有较好的应用前景。

付绍凯[10](2019)在《声波测井仪器井下数据文件系统研究》文中研究指明随着声波测井仪器的不断丰富和发展,尤其是随钻声波测井仪器和大规模阵列声波成像测井仪器的出现,对测井数据的井下存储要求越来越高。但是目前声波测井井下存储采用的是直接驱动物理存储器的方式,这样不仅增加了仪器的开发难度,也降低了数据在存取过程的准确性。因此有必要在声波测井仪器中引入“文件系统”对测井数据进行文件化管理,实现数据的“按名存取”。本文首先介绍了嵌入式文件系统的发展现状,以随钻声波测井仪器和方位远探测反射声波测井仪器为例分析了测井仪器井下存储的必要性。然后在基于DSP控制器的基础上,设计了通过FPGA控制NAND Flash进行井下数据存储的控制电路。接下来,提出了井下数据文件系统分层实现的软件结构思路,以嵌入式文件系统FatFS为基础,通过设计闪存转换层FTL,实现了在NAND Flash上建立并稳定运行FAT文件系统。文中简要介绍了 FatFS文件系统及其移植过程,详细论述了 FTL的实现过程,包括地址映射、坏块管理、ECC纠错以及均衡摩擦等模块。最后基于STM32开发板和上位机软件设计了文件管理系统的测试系统,并通过此测试系统对该系统进行了相应的测试,测试结果表明该系统能够满足目前声波测井仪器井下存储的使用要求。

二、成像测井系统软件主控模块的设计与分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、成像测井系统软件主控模块的设计与分析(论文提纲范文)

(1)VideoLog井下测控系统研制(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 本文研究内容及章节安排
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 论文章节安排
    1.4 本章小结
第二章 系统总体设计方案
    2.1 Videolog井下电视概述
        2.1.1 井下电视结构介绍
        2.1.2 高速遥传技术介绍
    2.2 系统总体方案框架
    2.3 系统硬件组网设计方案
        2.3.1 上位机与主控制器组网方案
        2.3.2 测控系统组网方案
    2.4 系统软件设计方案
    2.5 本章小结
第三章 系统硬件设计
    3.1 测控系统硬件总体设计
    3.2 主控制器硬件设计
    3.3 测控模块硬件设计
        3.3.1 测温模块硬件设计
        3.3.2 测压模块硬件设计
        3.3.3 调光控制模块硬件设计
        3.3.4 云台硬件设计
    3.4 电源模块硬件设计
    3.5 本章小结
第四章 系统软件设计
    4.1 系统软件总体设计方案介绍
    4.2 上位机设计
    4.3 串口透明传输建立
        4.3.1 建立P2P通信
        4.3.2 编码器程序设计
    4.4 井下主控制器软件设计
        4.4.1 通信控制
        4.4.2 通信协议设计
    4.5 测控模块软件设计
        4.5.1 温度采集模块软件设计
        4.5.2 测压模块件设计
        4.5.3 调光控制模块软件设计
        4.5.4 云台控制软件设计
    4.6 本章小结
第五章 系统测试
    5.1 串口透传测试
    5.2 系统整体测试
        5.2.1 测试系统搭建
        5.2.2 云台控制调试
        5.2.3 调光控制调试
        5.2.4 温度压力精度测试
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加的科研情况及获得的学术成果

(2)井周超声成像测井仪检测系统设计和实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 本课题研究的背景和意义
    1.2 本课题国内外研究现状与发展进程
    1.3 本文主要研究内容及结构安排
第二章 检测系统总体设计概述
    2.1 井周超声成像测井仪的工作原理
    2.2 检测系统的任务需求
    2.3 检测系统的总体设计
    2.4 检测系统工作流程
    2.5 本章小结
第三章 检测系统的硬件系统设计
    3.1 测井仪器电路
        3.1.1 测井仪器功能结构
        3.1.2 测井仪器接口定义
    3.2 电机驱动器
        3.2.1 电机和电机驱动器的选型
        3.2.2 电机与电机驱动器
    3.3 通信转接板设计
        3.3.1 FPGA外围电路设计
        3.3.2 串口通信电路设计
        3.3.3 EDIB总线接口设计
        3.3.4 FPGA逻辑程序设计
    3.4 检测系统结构设计
    3.5 本章小结
第四章 检测系统显控软件设计
    4.1 显控软件的UML建模
        4.1.1 使用UML建模必要性
        4.1.2 显控软件的需求分析
        4.1.3 显控系统的软件结构
    4.2 用户界面设计
        4.2.1 PyQt5 简介
        4.2.2 信号和槽机制
        4.2.3 用户界面实现
    4.3 通信模块程序设计
        4.3.1 EDIB总线协议指令格式
        4.3.2 串口通信协议数据帧格式
        4.3.3 串口类程序设计
    4.4 在线升级模块程序设计
        4.4.1 FPGA在线升级程序设计
        4.4.2 PIC单片机在线升级程序设计
    4.5 数据显示模块程序设计
    4.6 首波到时提取算法设计
        4.6.1 首波到时算法介绍
        4.6.2 STA/LTA算法实现
    4.7 本章小结
第五章 检测系统测试与结果分析
    5.1 测试工作环境准备和测试内容
    5.2 功能测试及结果分析
        5.2.1 通信转接板测试
        5.2.2 测井仪器电路通信测试
        5.2.3 在线升级功能测试
    5.3 发射和采集测试及结果分析
    5.4 本章小结
第六章 结束语
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(3)井周超声成像测井仪信号处理及发射驱动电路设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 井周超声成像测井仪技术课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要工作和结构安排
第二章 井周超声成像测井仪总体介绍
    2.1 井周超声成像测井仪工作原理
    2.2 井周超声成像测井仪结构
    2.3 井周超声成像测井仪控制与信号处理需求分析
    2.4 井周超声成像测井仪发射控制电路需求分析
    2.5 本章小结
第三章 井周超声成像仪主控控制及回波信号处理设计
    3.1 井周超声成像仪主控控制及信号处理总体设计
    3.2 主控芯片选择
    3.3 命令接收模块设计
    3.4 发射控制模块设计
    3.5 回波信号接收及处理模块设计
        3.5.1 回波信号接收设计
        3.5.2 信号处理模块设计
    3.6 数据上传处理模块设计
    3.7 本章小结
第四章 井周超声成像仪发射驱动电路设计
    4.1 发射驱动电路总体设计
    4.2 MOSFET驱动设计
    4.3 去尾振电路设计
    4.4 电源模块电路设计
    4.5 高压控制与调档设计
    4.6 探头发射通道供电设计
    4.7 高压采样电路设计
    4.8 本章小结
第五章 信号存储控制设计
    5.1 信号存储模块电路设计
    5.2 信号存储控制模块总体设计
    5.3 命令接收模块设计
    5.4 状态控制模块设计
    5.5 擦除数据模块设计
    5.6 读数据模块设计
    5.7 写数据模块设计
    5.8 ECC校验模块设计
        5.8.1 ECC校验基本原理
        5.8.2 ECC校验逻辑设计
    5.9 坏块管理
    5.10 本章小结
第六章 测试结果分析与讨论
    6.1 控制及信号处理测试结果及分析
        6.1.1 通信模块的验证
        6.1.2 控制发射
        6.1.3 控制发射探头转换
        6.1.4 控制采集时间
        6.1.5 测量幅度与到时
    6.2 发射驱动电路测试结果及分析
        6.2.1 高压调档测试
        6.2.2 发射通道测试
        6.2.3 高压采集模块硬件测试
        6.2.4 去尾振模块测试
    6.3 信号存储控制模块测试结果及分析
    6.4 系统联调与水槽测试结果及分析
        6.4.1 连续声波激励
        6.4.2 接受数据
        6.4.3 水槽实验测量裂缝
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
致谢
参考文献

(4)大动态范围微弱信号检测成像测井电路研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景及意义
    1.2 国内外研究发展
    1.3 论文的主要研究内容
    1.4 论文的结构安排
第二章 基本设计原理
    2.1 电阻率测量原理
    2.2 噪声相关原理
        2.2.1 电阻热噪声
        2.2.2 运放噪声
        2.2.3 噪声仿真分析
    2.3 D类功率放大器原理
    2.4 数字相敏检波原理
    2.5 本章小结
第三章 发射电路设计
    3.1 发射电路硬件设计
    3.2 发射电路软件设计
        3.2.1 指令接收模块
        3.2.2 SPWM信号产生模块
    3.3 发射电路PCB及实物
    3.4 本章小结
第四章 采集电路设计
    4.1 采集电路硬件设计
        4.1.1 采集电路方案框图
        4.1.2 流压转换电路
        4.1.2.1 电路设计
        4.1.2.2 频率响应分析
        4.1.2.3 噪声分析
        4.1.3 放大电路设计
        4.1.3.1 电路设计
        4.1.3.2 频率响应分析
        4.1.3.3 噪声分析
        4.1.4 带通滤波器设计
        4.1.4.1 电路设计
        4.1.4.2 频率响应分析
        4.1.4.3 噪声分析
        4.1.5 A/D转换电路
        4.1.6 FPGA信号处理电路
        4.1.6.1 主控芯片选型
        4.1.6.2 FPGA配置
    4.2 采集电路软件设计
        4.2.1 指令解析模块设计
        4.2.2 通道切换模块设计
        4.2.3 A/D转换控制模块
        4.2.4 数字相敏检波模块
    4.3 采集电路PCB及实物
    4.4 本章小结
第五章 电路测试与分析
    5.1 发射电路测试分析
        5.1.1 控制指令测试
        5.1.2 spwm信号测试
        5.1.3 激励信号测试
    5.2 采集电路测试分析
        5.2.1 线性度及动态范围测量
        5.2.2 重复性实验
    5.3 本章小结
第六章 总结
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(5)油气井套损可视化检测技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 目的及意义
    1.3 国内外现状
        1.3.1 国内外油气田套管损坏状况
        1.3.2 国内外油气田套管损坏的原因和类型
        1.3.3 国内外油气田套管损坏的检测技术
    1.4 研究内容
        1.4.1 关键技术及理论基础
        1.4.2 可视化检测应用的总体方案
        1.4.3 可视化检测设备的研发
    1.5 论文结构
第二章 关键技术及理论
    2.1 2M检测设备
        2.1.1 电磁检测
        2.1.2 机械检测
    2.2 VideoLog可视化检测系统
    2.3 电缆传输技术及理论
        2.3.1 电缆传输基础
        2.3.2 电缆高速传输编码调制
    2.4 视频图像的处理技术
        2.4.1 视频压缩编码技术
        2.4.2 H.264的编解码原理
    2.5 井下总线
        2.5.1 2M检测井下系统
        2.5.2 VideoLog可视化检测井下系统
    2.6 本章小结
第三章 可视化检测设备应用方案的总体设计
    3.1 井下仪器的组合方案
        3.1.1 各系统组成
        3.1.2 详细技术指标
        3.1.3 井下总线的设计
    3.2 地面设备的组合方案
        3.2.1 CPCI标准板卡
        3.2.2 地面主板的接口设计
        3.2.3 地面主板功能模块
    3.3 本章小结
第四章 可视化检测设备的软硬件设计
    4.1 组合系统地面机箱挂接技术
        4.1.1 组合系统地面测井流程
        4.1.2 主控板卡互通技术
        4.1.3 软件接口定义
    4.2 微处理器模块
        4.2.1 STM32单片机简介
        4.2.2 程序下载电路设计
        4.2.3 晶振电路设计
    4.3 视频图像采集处理模块
        4.3.1 井下图像采集处理硬件设计
        4.3.2 井下图像采集处理软件设计
    4.4 字符叠加模块
        4.4.1 字符叠加硬件设计
        4.4.2 字符叠加软件设计
    4.5 高速遥传模块
    4.6 系统抗干扰与PCB制作
    4.7 测井仪器的组合
        4.7.1 并行信号七芯电缆接法
        4.7.2 七芯电缆传输方案速率实验
        4.7.3 测井仪组合的试验
    4.8 本章小结
第五章 系统功能测试及应用研究
    5.1 系统整体功能测试实验
    5.2 现场应用前期的井准备
        5.2.1 井液中杂质的构成
        5.2.2 井液中杂质的处理
    5.3 应用案例
        5.3.1 案例一套管错断检测
        5.3.2 案例二套管变形检测
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(6)井下电视在延长油田吴起采油厂的应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文研究内容及章节安排
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 论文文档结构
第二章 井下电视成像测井系统关键技术及基础理论知识
    2.1 井下视频成像基础
        2.1.1 视频信号采集
        2.1.2 视频信号处理
    2.2 测井电缆基础理论
        2.2.1 测井电缆种类、优缺点
        2.2.2 测井电缆传输特性及方式
        2.2.3 测井电缆连接设备
    2.3 小结
第三章 延长吴起油田低产停产井现状研究
    3.1 延长吴起油田地质特点研究
        3.1.1 地质概况
        3.1.2 地层水特征及影响
    3.2 油井低产停产种类和主要原因分析研究
        3.2.1 油井低产停产情况分析
        3.2.2 治理措施分析
    3.3 现有井下套管检测技术研究
        3.3.1 现有检测技术及其特点
    3.4 小结
第四章 井下电视成像测井系统的设计与研制
    4.1 井下电视成像测井系统基本概况
    4.2 井下电视成像测井系统主要研究内容和设计方案
        4.2.1 系统总体设计要求及技术指标
        4.2.2 测井电缆高速遥传模块研究设计
        4.2.3 深度、速度测量模块研究设计
        4.2.4 井温测量模块研究设计
        4.2.5 字符叠加模块研究设计
        4.2.6 井下仪器结构及摄像头研究设计
        4.2.7 井下仪器光源研究设计
    4.3 井下电视成像测井系统性能测试实验
        4.3.1 井下仪器结构耐温、耐压测试
        4.3.2 井下电视成像测井系统传输性能测试
    4.4 小结
第五章 井下电视成像测井系统在油井工程实际问题中的应用研究
    5.1 井下电视成像测井系统在油井工程中的应用
        5.1.1 施工准备
        5.1.2 检测过程
        5.1.3 检测结果及分析
    5.2 井下电视成像测井系统的适用范围研究
    5.3 井下电视成像测井系统的测井工艺研究
    5.4 井下电视成像测井系统在实际应用中存在的问题总结和探讨
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加的科研情况及获得的学术成果

(7)井周超声成像仪主控系统设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 井周超声成像测井技术课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状与发展进程
    1.3 本文的主要工作及结构安排
第二章 主控系统总体结构设计
    2.1 井周超声成像仪仪器概述
        2.1.1 井周超声成像仪仪器结构
        2.1.2 井周超声成像仪工作原理
    2.2 井周超声成像仪主控系统功能需求
    2.3 主控系统总体结构设计与功能说明
        2.3.1 主控系统功能说明
        2.3.2 主控系统总体结构设计
    2.4 主控系统工作流程
    2.5 本章小结
第三章 井周超声成像仪主控系统电路设计
    3.1 主控系统硬件电路总体设计
    3.2 主控及其外围电路设计
        3.2.1 主控芯片选型
        3.2.2 主控芯片外围电路设计
    3.3 EDIB通信模块电路设计
    3.4 BodyMark与齿牙信号整形电路设计
    3.5 辅助信息测量电路设计
        3.5.1 内温测量电路设计
        3.5.2 外温测量电路设计
    3.6 电源模块电路设计
    3.7 本章小结
第四章 井周超声成像仪主控系统程序设计
    4.1 主控系统通信模块软件设计
        4.1.1 主控系统与地面系统通信程序设计
        4.1.2 主控系统PIC单片机与FPGA通信程序设计
    4.2 主控系统发射采集流程控制与数据存储处理程序设计
        4.2.1 仪器发射采集流程控制
        4.2.2 仪器数据存储与数据处理程序设计
    4.3 辅助信息测量程序设计
        4.3.1 仪器内温测量程序设计
        4.3.2 仪器外温测量程序设计
    4.4 幅度与到时提取算法设计
        4.4.1 STA/LTA回波到时提取法介绍
        4.4.2 STA/LTA算法实现
    4.5 本章小结
第五章 井周超声成像仪主控系统软硬件调试与数据分析
    5.1 软硬件调试环境介绍
    5.2 主控系统单板测试与分析
        5.2.1 主控系统PIC单片机与FPGA通信测试
        5.2.2 发射采集流程控制功能测试
        5.2.3 辅助信息测量测试
    5.3 主控系统与地面系统通信测试
    5.4 本章小结
第六章 结束语
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(8)油基泥浆多频微电阻率采集电路系统研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 微电阻率测井技术研究背景与意义
    1.2 国内外技术发展与现状
    1.3 课题设计指标
    1.4 本文主要工作及章节安排
        1.4.1 本文的主要工作
        1.4.2 本文的章节安排
第二章 微电阻率测井技术原理与相关理论
    2.1 微电阻率成像测井原理
    2.2 噪声分析与抑制手段
        2.2.1 多级运放电路的噪声系数
        2.2.2 电阻热噪声
        2.2.3 运放固有噪声
        2.2.4 运放电路噪声计算
        2.2.5 其他噪声与抑制手段
    2.3 检波与变频技术
        2.3.1 数字相敏检波
        2.3.2 模拟信号下变频
    2.4 本章小结
第三章 多频测井电路系统硬件模块设计
    3.1 采集系统整体框架
    3.2 采集板模块设计
        3.2.1 流压转换电路
        3.2.2 高低增益滤波电路
        3.2.3 数字控制电路
        3.2.4 RS485 通信接口
    3.3 主板电路设计
        3.3.1 数字处理模块设计
        3.3.2 信号产生模块
        3.3.3 采集板模拟信号处理模块
    3.4 PCB设计规范
    3.5 硬件实物
    3.6 本章小结
第四章 多频测井电路系统程序设计
    4.1 主处理板FPGA程序设计
        4.1.1 时序控制模块设计
        4.1.2 McBSP通信模块设计
        4.1.3 发送控制模块设计
        4.1.4 MCU通信模块设计
        4.1.5 AD采样与相敏检波模块设计
        4.1.6 FPGA整体仿真
    4.2 主处理板单片机程序设计
    4.3 采集板单片机程序设计
    4.4 主处理板与主控板通信帧结构
    4.5 本章小结
第五章 系统测试与分析
    5.1 测量周期
    5.2 发射信号波形
    5.3 空采样噪声测试
    5.4 线性度测试
        5.4.1 幅值线性度
        5.4.2 相位线性度
    5.5 重复性测试
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献

(9)远探测声波发射电路系统设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景与意义
    1.2 国内外发展研究现状
    1.3 远探测声波发射电路关键技术难点
    1.4 本文的主要工作及章节安排
第2章 远探测声波发射电路总体方案设计
    2.1 远探测声波发射电路技术指标
    2.2 重难点分析与解决思路
    2.3 总体方案设计
    2.4 本章小结
第3章 远探测声波发射电路硬件设计
    3.1 主控模块
        3.1.1 通信接口电路
        3.1.2 电压测量电路
    3.2 发射开关模块
        3.2.1 开关器件的选择
        3.2.2 低端驱动电路
        3.2.3 高端驱动电路
        3.2.4 开关驱动时序
    3.3 高压电源模块
        3.3.1 高压电源工作原理
        3.3.2 高压电源电路
    3.4 本章小结
第4章 远探测声波发射电路软件设计
    4.1 软件架构
    4.2 PWM脉宽调制模块设计
    4.3 开关发射控制模块设计
    4.4 高压检测模块设计
    4.5 通信模块设计
    4.6 本章小结
第5章 远探测声波发射电路系统功能测试
    5.1 电路功能测试
        5.1.1 通信功能测试
        5.1.2 输出频率测试
        5.1.3 高压电源测试
        5.1.4 输出波形测试
    5.2 温度性能测试
    5.3 现场对比测试
        5.3.1 双圆管低频发射换能器
        5.3.2 Valerie低频发射换能器
        5.3.3 对比结论
    5.4 远探测性能测试
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
致谢
参考文献
个人简介

(10)声波测井仪器井下数据文件系统研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 嵌入式文件系统研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 论文的结构安排
第2章 井下数据文件系统整体方案设计
    2.1 系统功能需求
    2.2 总体架构设计
第3章 井下数据文件系统硬件设计
    3.1 TMS320F28335简介
    3.2 Flash存储器简介
        3.2.1 Flash存储器概述
        3.2.2 Flash存储器的技术分类及比较
        3.2.3 NAND Flash芯片介绍
    3.3 井下存储控制电路设计
        3.3.1 电源及时钟模块
        3.3.2 SRAM接口模块
        3.3.3 Flash接口模块
        3.3.4 通讯模块
    3.4 调试系统前端机简介
        3.4.1 开发板资源简介
        3.4.2 测试系统硬件简介
第4章 井下数据文件系统软件设计
    4.1 基于NAND Flash的文件系统总体设计
    4.2 FatFS文件系统简介
    4.3 井下文件系统的实现
        4.3.1 文件管理层设计
        4.3.2 底层驱动实现
        4.3.3 顶层接口实现
第5章 测试系统设计
    5.1 前端机应用程序设计
    5.2 上位机软件系统架构
    5.3 上位机软件界面设计
    5.4 上位机软件功能模块
        5.4.1 网络通讯模块
        5.4.2 系统参数设置模块
        5.4.3 文件管理模块
第6章 井下数据文件系统测试
    6.1 系统测试方案
    6.2 测试结果
        6.2.1 功能测试
        6.2.2 性能测试
        6.2.3 系统测试
第7章 结论
    7.1 研究成果
    7.2 存在问题和改进措施
参考文献
致谢

四、成像测井系统软件主控模块的设计与分析(论文参考文献)

  • [1]VideoLog井下测控系统研制[D]. 方履宽. 西安石油大学, 2021(09)
  • [2]井周超声成像测井仪检测系统设计和实现[D]. 钟涛. 电子科技大学, 2021(01)
  • [3]井周超声成像测井仪信号处理及发射驱动电路设计[D]. 刘豪. 电子科技大学, 2021(01)
  • [4]大动态范围微弱信号检测成像测井电路研究[D]. 徐杰. 电子科技大学, 2021(01)
  • [5]油气井套损可视化检测技术研究[D]. 樊亦洲. 西安石油大学, 2020(04)
  • [6]井下电视在延长油田吴起采油厂的应用研究[D]. 张斌山. 西安石油大学, 2020(02)
  • [7]井周超声成像仪主控系统设计[D]. 占志鹏. 电子科技大学, 2020(07)
  • [8]油基泥浆多频微电阻率采集电路系统研究[D]. 沈旭东. 电子科技大学, 2020(07)
  • [9]远探测声波发射电路系统设计[D]. 徐川. 长江大学, 2020(02)
  • [10]声波测井仪器井下数据文件系统研究[D]. 付绍凯. 中国石油大学(北京), 2019(02)

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成像测井系统软件主控模块的设计与分析
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