基于FPGA的HDB3编解码方法及其在阵列电导探针流动测井中的应用

了解决高速长距离传输中电缆测井数据的衰减、干扰等问题,设计了基于FPGA的HDB3编解码电路,HDB3码具有无直流分量、低频分量少、便于提取时钟、具有一定的检错能力、传输速度是曼彻斯特码的2倍等优点。该电路应用在阵列电导探针流动成像测井中,可以保证井下数据传输的速度和准确性,从而实现在PC机的上位机软件中实时显示井下油水流动的状态。设计中以FPGA为核心部件,完成了采集、编解码、时钟提取以及与PC机的数据交互,分析了HDB3编解码模块的原理和设计,以及PC端软件的功能和实现方法。结合实验表明,该方案稳定可靠、切实可行,可以应用于实际项目中。     

油泡对电磁流量计内部敏感场的影响

借助电磁流量计管道中含有油泡时虚电流分布的理论模型，分别利用Ansys软件与Schwartz交替迭代法求解敏感场内的电势分布和虚电流分布规律。仿真结果表明：在电极附近，虚电流值达到最大值；在被测区域内，虚电流的分布在油泡附近区域有明显的起伏变化，在油泡内部虚电流的值为零；虚电流的分布因油泡的存在而变得更加复杂，油泡越大，对电磁流量计影响面越大。     

阵列电导探针流体成像仪在油水两相下的实验

设计加工了阵列电导探针流动成像样机并分别在垂直模拟井和水平模拟井进行动态实验.对垂直井,绘制出油泡统计个数与油水流量和含水率之间的图版,并进行了对比分析,得出了油水流量与油泡统计个数以及含水率与油泡个数之间的对应关系.对水平井,针对不用流量下不同含水的油水分层情况做了图片的对照和误差的分析.实验结果表明:实拍分层照片与软件显示分层结果是一致的.     

四电极电导传感器输出响应特性

对应用于油井井下油水两相流含水率测量的电导传感器输出响应特性进行了研究。通过建立传感器管道轴线位置含多个球形油泡时敏感场分布的理论模型,利用多坐标系交替迭代法求解了传感器内的电势分布,得到了电导传感器对多个不同大小球形油泡的响应特性。研究结果表明:相对于全水状态下传感器输出电压值而言,多个油泡同时流动时所引起电压差变化量等于各个油泡单独作用时所引起电压差变化量的和。     

垂直上升管内油气水三相流数值模拟方法研究

利用计算流体动力学软件FLU-ENT对内径20mm垂直上升管内油气水三相流进行了数值模拟。按油水界面特征和气液界面特征将油气水三相流划分为4种流型,给出了相应的流型结构图,并得出4种典型流量下油气水三相流的流型图;计算了管道内径向含气率的分布。计算结果表明,在水基分散流型下,径向含气率最大值基本出现在管道中心位置附近,从而为油气水三相流流动参数的准确测量提供了理论依据。     

基于TMS320C32的数据采集与信号处理系统

以TI公司的高性能DSP芯片TMS320C32-40为核心,并经USB接口芯片与上位机连接,设计一种数据采集系统,实现采样系统与PC机之间的高速数据传输。该系统具有采样速率高、支持即插即用以及抗干扰能力强等优点。经实际应用证实,此系统可以作为一个通用平台,用于高速动态信号分析、各种仪器仪表设备的测控等场合。