随钻密度测井仪峰值检测方法研究及能谱采集存储模块设计

发布时间：2020-06-02 12:22

【摘要】：随钻密度测井仪是一种利用伽马射线与地层物质反应产生信号,对产生的信号进行采集、处理、存储、上传,从而得到地层评价所需参数的仪器。能谱采集存储模块是仪器的核心模块之一,可以对探头探测到的信号进行采集、处理、存储。能谱采集存储模块包含模拟电路部分与数字电路部分,其中模拟电路是峰值检测电路,用于检测探头输出波形的峰值,便于后续采集。本文分为方案设计、设计实现、设计验证三个部分。首先结合随钻密度测井仪的整体结构与工作流程,分析能谱采集存储模块的设计需求,设计能谱采集存储模块的结构,确定能谱采集存储模块的工作流程。其次,由能谱采集存储模块的需求出发,根据峰值检测电路的原理,提出一种新的峰值检测电路思路,并根据该思路设计一种峰值检测电路。由能谱采集存储模块的结构与工作流程,确定FPGA+MCU的硬件框架,设计能谱采集模块与存储模块的硬件电路,包括主处理器模块、FPGA模块、ADC模块、通信模块、供电模块、存储模块。根据硬件电路,设计能谱采集模块与能谱存储模块的软件逻辑,包括AD控制模块、能谱绘制RAM模块、扇区信息模块、通信模块、存储基本操作模块、状态机和控制信号生成模块、校验模块、坏块管理模块、存储上层模块。最后,本文通过仿真,验证所设计的峰值检测电路性能,并与传统峰值保持电路性能比对。设计系列实验,测试能谱采集存储模块的信号采集与能谱化功能、通信功能、能谱数据存储功能,并将能谱采集存储模块与探头、高压板、方位板、井径板连接,进行联合测试。结果表明,随钻密度测井仪能谱采集与存储模块的设计达到了预期目标。
【图文】：

了补偿单探测器在探测过程中因出现泥饼或井壁提高测井精确性，随钻密度测井仪采用方位测井扇区，每个扇区 22.5 度角，每个扇区单独探测，样测井数据具有方位特性，就可以根据方位特性入底层后，一般与地层物质产生三种效应，分别对效应。对于能量较低的伽马射线和原子序数 Z较电效应；对于中等能量的伽马射线和原子序数 Z较普顿效应；对于能量较高的伽马射线和原子序数生电子对效应，，三种效应的优势区如图 2-1 所示伽马放射源为 CS137，其能量为 0.662MeV，而原子组成，从图中可以得出随钻密度测井中主要应基本可以忽略，如果只记录能量大于 0.1MeV 的光电效应的影响[18]。

A据大量实验证明，地层物质的体积密度与能谱计数率的关系如式（中 N 为源距是 da时的计数率，N0是零源距时的计数率。mbadNNe 0（方程两边取对数，将仪器对地层的灵敏度 A 定义为 A=-σm*da，记 B=测井的基本公式，如式（2-3）所示[18]。( l n)1NBAb （随钻密度测井仪系统介绍 随钻密度测井仪电路系统钻密度测井仪由以下几个部分组成：测试系统、通信总线、电源通采集存储板、方位板、井径板和高压板，根据应用场景不同，每个模式下完成不同的工作。随钻密度测井仪的电路系统如图 2-2 所示
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE927

【参考文献】

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本文编号：2693147