基于VB的井下供电负荷计算软件

针对煤矿井下供电负荷计算过程耗时费力、容易出错的问题,运用面向对象的、可视化的VB程序设计语言,编写了煤矿井下供电负荷计算软件。该软件能够实现井下供电负荷的快速计算,并能根据负荷计算的结果选择变压器容量。通过实例计算,验证了该软件的有效性和实用性。     

井筒微芯片示踪器电源技术及现场试验

微芯片示踪器的工作性能受电源影响较大,有时在井下不能采集到完整的数据,为此,设计了以可充电锂电池为电源,采用无线充电技术给其充电的供电方案。通过充放电试验考察了无线充电过程中充电电压与送电电压、线圈对心距和充电时间的关系,以及高温环境对电池放电特性的影响。结果表明:送电电压和线圈对心距之间相互影响,送电电压较小和充电距离过大,充电电压均达不到充电要求,反之充电电压过大会导致电池被充爆;充电时间越长充电效果越好,但会增长现场作业时间,而充电时间过短又会导致电池充电不充分;锂电池高温下的放电速度比常温下快。现场入井试验结果表明,采用设计供电方案的微芯片示踪器能够采集到整个井筒的温度数据。这表明微芯片示踪器采用设计的供电方案可以解决示踪器工作性能受电源影响的问题。      

便携式岩屑声波录井系统研制与测试

为了在钻井过程中实时测量所钻地层的声波速度,在研究岩屑声波录井方法的基础上,研制了高精度的便携式岩屑声波录井系统。设计岩屑声波录井系统时,采用了具有脉冲发生器和示波器功能的一体化电路,并研制了能够快速读取、存储波形数据的软件示波器;采用了超声波透射法,通过超声波探头发射1 MHz频率的超声波,测量声波穿过岩屑样品的纵波速度和横波速度。对该系统进行了实验室比对和实钻井偶极子声波测井比对测试,结果表明,声波速度测量精度大于98.0%、岩屑声波和电缆声波数据一致性大于80.0%。利用该系统不仅可以随钻监测地层异常压力,还可以实时评价岩石的脆性、可压性、可钻性和井壁稳定性。      

可相控声波高压激励系统设计

针对随钻声波具有方位性的可相控声系结构研究的迫切需求,提出了一种可相控激励声波高压激励系统设计方案。系统采用CPLD作为逻辑控制器,可以实现多通道单独激励,产生高达千伏以上的高压激励脉冲,并且对通道间激励延迟时间和脉冲宽度可以精确控制,可调节范围达200μs。可以根据换能器主频和声束偏转角度来合理选择高压激励信号工作参数,本文研究能很好地满足科研及实际应用需求。     

随钻声波仪器刻槽钻铤结构分析

随钻声波仪器通常需要在发射器和接收器之间安装一根刻有规律排列的凹槽的钻铤来阻隔钻铤波,以提高仪器的测量精度,但凹槽会降低钻铤的机械强度,因此在设计时有必要对刻槽钻铤进行有限元分析与校核。本文利用Solid Works及其有限元分析模块,分析了刻环形槽钻铤在受拉力作用或受压、扭、弯共同作用时,环形槽参数对钻铤强度的影响。计算结果显示,环形槽区域应力较大,环形槽根部会出现应力集中;环形槽越深,刻槽区域钻铤截面积越小,钻铤机械强度越差;环形槽根部增加导圆角会减少应力集中。研究结果表明,为了提高刻环形槽钻铤的机械强度,应该减小环形槽的深度,增大刻槽区域钻铤截面积,并根据声学特性,优化环形槽根部倒圆角半径、环形槽宽度、间隔以及数量等等。上述研究成果为随钻声波仪器的设计提供了依据。     

HDB3编译码及其在Cyclone II FPGA的实现研究

为提高电缆测井数据传输的性能,提出一种基于HDB3码并利用Cyclone II系列FPGA的编、译码系统设计方案。详细分析了编译码的原理与实现方法,并在编译码实现过程中采用双相码来表示相应的码元,可以快速便捷地识别取代码,同时也解决了FPGA只能处理单极性电平的问题。在译码时特意先提取极性信息,故只需用一组移位寄存器来存放输入码流。最后给出了对应的仿真结果,并成功应用于石油测井领域的电缆测井数据通信系统研究装置中。     

基于FPGA的HDB3编码方法及其在测井电缆传输中的应用研究

通过分析电缆测井数据传输中常用的编码技术以及HDB3编码的原理和优势,提出应用HDB3编码技术实现测井数据传输的设想.设计中以FPGA为核心部件,实现编译码以及与PC机的数据交互.分析了编译码模块的原理和尽可能优化的设计方法,以及PC端软件的功能和实现方法.该设计具有较好的扩展性和冗余性,可用于在数据压缩处理、数字滤波以及时域均衡处理等方面对该编码传输技术进行更为深入的研究.     

钻铤结构对随钻声波测井响应的影响

为了有效提取随钻声波测井时的地层声波信息，采用有限差分法和时间慢度相关分析法，研究了钻铤外径、钻铤内径、钻铤内部变径和钻铤外壁刻槽等因素对钻铤波传播的影响。模拟计算结果显示，钻铤外半径变大时，即钻铤外壁和井壁的间隙较小时，接收波形里没有地层横波；钻铤内半径变小时，钻铤波、地层横波和斯通利波幅度变化不大，但是当钻铤壁厚变薄时斯通利波幅度明显增大；钻铤内变径对钻铤波幅度的影响，主要取决于声源频率是否在钻铤固有阻带频率范围内；钻铤外壁刻槽后，钻铤波幅度变小，可以从接收波形里提取出地层纵波。研究结果表明，钻铤的内径和外径变化会对地层横波和斯通利波的接收产生影响，而钻铤的内壁和外壁形状（如刻槽）会对钻铤波的幅度产生影响，钻铤结构与随钻声波测井响应的变化关系可以为随钻声波测井仪隔声体设计和随钻声波测井资料解释提供理论依据。      

声电测井仪研究

声电测井是重要的储层渗透率评价方法。研究实现了一种新型声电测井仪(AELT),该仪器采用独创的阵列式复合探测器结构,具有针对声电测井方法的全功能、多参数探测能力。论述了探测器的结构和基本参数;仪器电子系统包括声电信号激励、数据采集、仪器控制和数据通讯等模块,对其组成及原理进行了介绍。仪器实际测井数据确认了界面和伴随2种基本声电转换波信号的特征,提出的归一化转换波能量比被证明与地层渗透特性高度相关;对进一步深入研究的方向作出了展望。