文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
多参数组合测井仪主控系统设计
姓名:李旺火
申请学位级别:硕士
专业:检测技术与自动化装置
指导教师:张朴
2011-02-22
华中科技大学硕士学位论文
摘要
激发极化、自然电位、地层水电阻率三种方法组合测井,在测井解释时能够实
现参数之间相互补偿,利于对地层情况的反演。与传统的测井仪相比,该组合测井
仪更为准确地获得地层水电阻率和极化率等参数,对评价油田水淹层,求解剩余油
饱和度具有重要意义。主控系统为组合测井仪的核心,其性能好坏直接决定了多参
数能否获取,以及组合测井能否实现。
本文在分析三种电法测井原理的基础上,根据三者之间的异同性,提出了一种
组合测井方法。该方法利用一套工作流程可以实现三种不同的测井方式,其实现依
赖于主控系统精确的控制时序。论文所述主控系统以数字信号处理(Digital Signal
Processing,DSP)芯片为主控制器,现场可编程门阵列(Field Programmable Gate
Array,FPGA)为从控制器,实现对多通道电路信号的采样,并利用 CAN 总线以报
文的形式实现与地面数控系统之间的数据交互。本文不仅详细介绍了主控系统的电
路设计,也给出了软件设计的具体方法。系统在 FPGA 内部设计了总线控制器和中
断控制器,使 FPGA 可作为 DSP 的外设使用,一方面可以产生各种控制时序,另一
方面,可有效进行数据预处理和数据传输。软件设计采用星形设计结构,模块化设
计方式,灵活性高,并且引入参数控制模式,使得 DSP 能够修改 FPGA 内部控制参
数,实现控制时序的实时调整。此外,在 FPGA 内部设计累加平均器,对采样数据
进行预处理,有效提高了信号的信噪比。
在完成硬件电路设计和系统软件设计的基础上,在实验室环境搭建电化学实验
平台,进行了激发极化测井模拟实验,验证了系统设计的功能和性能。分析结果表
明,系统时序控制精确,稳定性好,测量误差小,达到了组合测井的设计指标。
关键词:组合测井主控系统数字信号处理现场可编程门阵列电化学
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
The logging instrument, which is designed by using bination of induced
polarization, spontaneous potential and formation water resistivity, could implement
pensation among the parameters when logging interpretation. It is beneficial to
implement stratigraphic inversion. Compared with the traditional logging, it could obtain
more accurate relative parameters as for instance in formation water resistivity and
polarizability. And it is of great significance to evaluate the flooded layer of oil filed and
solve the remaining oil saturation. Master control system, as the core of the logging
instrument, whose performance directly affects the access of multi-parameter and the
realization bination logging.
Based on the study of the principles of three kinds of electrical logging, according to
the differences, the thesis proposes binatory logging method, which could
implement three different kinds of methods by one workflow dependence on the precise
control timing of the master control system. Taking Digital Signal Process