感应测井仪与电磁波传播测井仪中收发系统的关键技术研究

发布时间：2017-10-19 07:11

  本文关键词：感应测井仪与电磁波传播测井仪中收发系统的关键技术研究

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【摘要】：石油作为当前世界上最重要的资源之一,一直以来对其勘探技术的探索从未停止过。随着电子技术的进步,特别是半导体器件工艺的发展,电磁波测井和感应测井等电法测井技术越来越成为当前测井领域的核心技术。我国的电法测井研究起步较晚,电磁波和感应测井仪长期遭受国外测井公司的垄断和技术封锁。新形势下的国内电法测井领域面临着摆脱国外压制、开拓海外市场的战略要求,因而新型具有自主知识产权的电磁波和感应测井仪的研制就成为一项迫在眉睫的重要任务。本文讨论的电磁波测井仪应用于随钻测井系统中,因而对电路具有较高的要求。由于当前测井仪器多尺度、多维度测量的设计要求,仪器线圈和电路结构的设计更加复杂。接收电路是电磁波测井仪的核心电路之一,对仪器的测量精度具有直接影响。本文采用零中频的接收电路设计方法,简化了电路结构,降低了电路功耗,缩减了电路尺寸;设计了一种基于FPGA的DPSD算法实现新方法,有效减少了逻辑资源占用,提高了算法效率。最终通过实验与测试验证了接收电路总体软硬件设计的合理性和有效性,满足设计要求。感应测井的直耦对消是仪器调试过程中的一个重要步骤。由于线圈匝数较多,线圈结构复杂,因而对消过程极为繁琐。本文提出了一种用于感应测井直耦信号对消的改进方法,该方法能够大大简化对消过程,对消精度高、稳定性好,并且能够实现直耦信号的在线自动对消。最终的实验结果表明,改方法能够有效完成直耦信号的自动对消,满足设计要求。
【关键词】：电磁波测井 感应测井 FPGA 零中频 直耦对消
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P631.83
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 国内外研究现状及当前问题12-13
• 1.3 课题研究内容13-14
• 1.4 论文结构安排14-16
• 第二章 电磁波测井仪的基本理论和电路总体方案设计16-23
• 2.1 基本理论16-18
• 2.1.1 电磁波测井的理论基础16-17
• 2.1.2 电磁波测井仪器测量方式17-18
• 2.2 功能指标18-19
• 2.3 电路方案设计与论证19-22
• 2.3.1 仪器整体电路结构19-20
• 2.3.2 电路结构的设计与论证20-21
• 2.3.3 信号检波算法设计与论证21
• 2.3.4 电路总体结构框图21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 电磁波接收电路硬件设计23-45
• 3.1 低噪声放大电路设计23-26
• 3.1.1 器件选型与电路设计23-25
• 3.1.2 电路噪声性能分析25-26
• 3.2 带通滤波电路设计26-30
• 3.2.1 滤波器电路结构设计27-29
• 3.2.2 滤波器性能分析29-30
• 3.3 可控增益放大电路设计30-36
• 3.3.1 可控增益放大电路结构30-32
• 3.3.2 电路设计与仿真32-36
• 3.4 ADC采样电路设计36-39
• 3.4.1 抗混叠滤波36-37
• 3.4.2 ADC驱动与采样37-39
• 3.5 主控单元电路设计39-41
• 3.6 其他电路设计41-44
• 3.6.1 电源电路41
• 3.6.2 电路PCB设计41-44
• 3.7 本章小结44-45
• 第四章 基于FPGA的DPSD算法设计45-54
• 4.1 DPSD算法原理分析与仿真45-50
• 4.1.1 相敏检波原理45-47
• 4.1.2 数字相敏检波算法原理47-48
• 4.1.3 DPSD算法仿真分析48-50
• 4.2 基于FPGA的DPSD改进实现方式50-53
• 4.2.1 基于乘法器、累加器的DPSD算法实现50-51
• 4.2.2 改进的串行乘累加算法51-53
• 4.3 算法实现结果53
• 4.4 本章小结53-54
• 第五章 感应测井的基本理论和直耦自动对消方案设计与实现54-59
• 5.1 感应测井直耦对消基本原理及研究现状54-55
• 5.2 直耦自动对消方法设计55-58
• 5.2.1 多抽头接收线圈设计56-57
• 5.2.2 测量与控制电路结构设计57-58
• 5.3 本章小结58-59
• 第六章 系统调试及实验结果分析59-68
• 6.1 电磁波接收电路硬件测试59-63
• 6.1.1 电路静态参数测试59-60
• 6.1.2 电路动态行为及功能测试60-63
• 6.2 接收电路测量精度测试63-65
• 6.3 接收电路测试结果分析65
• 6.4 感应接收线圈直耦自动对消测试65-67
• 6.5 本章小结67-68
• 第七章 结束语68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果73-74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 刘红丽,李昌禧;一种测量微弱信号的锁定放大电路设计[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2002年05期

2 何峥嵘;;运算放大器电路的噪声分析和设计[J];微电子学;2006年02期

3 潘克修;吴传信;徐志军;晋军;王金明;;电子系统设计技术及应用专题讲座(一) 第2讲 集成运算放大器的特性及选型[J];军事通信技术;2013年03期

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本文编号：1059729