声波测井技术研究进展

以声波测井换能器技术的变化为主线,分析了声波测井技术的进展以及我国在该技术领域内取得的进步.单极子声波测井技术已经成为我国成熟的声波测井技术,包括非对称声源技术在内的多极子声波测井技术已经进入产业化进程.以井下声波的定向辐射和定向接收为最主要特征的相控声波测井技术是正在研发的新一代声波测井技术,我国在此领域已经取得显著...     

Tb2TiO5-Dy2TiO5中子吸收材料的显微组织及性能

以Tb₄O₇粉、Dy₂O₃粉和TiO₂粉为原料,采用高能球磨、冷等静压和高温烧结工艺制备了Tb₂TiO₅-30%(质量分数)Dy₂TiO₅中子吸收材料,研究不同球磨时间(0~48 h)下混合粉体的微观结构,不同烧结温度(1 200~1 400℃)与时间(1~96 h)下烧结块体材料的微观结构、热物理性能和耐腐蚀性能。结果表明:混合粉体的晶粒尺寸随球磨时间的延长而减小,球磨12 h后即可获得均匀混合的纳米晶粉体,纳米晶混合粉体在1 300℃烧结96 h获得了具有高致密度正交晶体结构Tb₂TiO₅-Dy₂TiO₅块体材料;该块体材料在500℃的热导率和热膨胀系数分别为2.2 W·m^-1·K^-1和5.8×10^-6 K^-1,在360℃/18.6 MPa去离子水中的腐蚀速率变化很小,平均腐蚀速率为0.18 mg·dm^-2·h^-1,该块体材料具有较高的热导率、较低的热膨胀系数以及较好的耐高温水腐蚀性能,是控制棒用中子吸收材料较优的候选材料。     

方位反射声波成像测井技术在井旁地质体评价中的应用

方位反射声波成像测井技术能够接收来自井旁地层不同方向的纵波信号,实现对井旁几十米范围内的地质体方位和到井距离的测量.当井旁地质体尺度明显大于地层中的纵波波长时,利用该地质体产生的反射纵波可以对地质体进行精确成像;当井旁地质体尺度与地层中的纵波波长相当时,则可以利用该地质体产生的散射纵波获得地质体的分布情况.方位远探测声波测井仪器装配了 10个八单元声波接收站,每个接收站由沿圆周均匀分布的8个压电型接收振子构成,可以获得多个源距、不同方位的声波数据.介绍了方位反射声波成像测井技术及2个应用案例,并将声波相控阵技术应用于方位声波测井资料处理中,以提高井旁地质体方位测量的准确度.针对过井裂缝和相邻井的方位反射声波成像测井测量实例,验证了利用该测井方法评价井旁地质体空间位置时的可靠性.     

USB在阵列声波测井数据采集中的应用

提出了一种基于通用串行总线(USB)的阵列声波测井数据采集系统,该采集系统的构成模块包括模拟信号处理、高速数据采集子系统、采集控制器、串行数据和控制接口以及主机接口等;以CPLD担当数据采集控制器,采集深度、速率等参数可根据实际需要动态设置,从驱动程序初始化和卸载、设备启动、设备控制和数据读写等方面详细分析了用于数据采集系统的USB驱动程序设计,基于14位ADC的采集电路实测信噪比不小于65dB;该采集系统可用于井下阵列声波测井仪调试,以及实验室声波换能器性能测试。     

基于控制器局域网的石油井下仪器互连技术研究

设计一种用于石油井下仪器互连的接口方案。提出了基于控制器局域网的互连模型,以数字信号处理器内部集成的控制器局域网模块为基础,其软件编程主要涉及到控制器局域网模块的初始化、数据收发,以及邮箱中断管理等技术环节。测试表明,该设计具有高可靠性和实时性,完全能够满足石油井下仪器控制和数据传输的需要。     

高速高精度ADC在井下高温环境的应用研究

基于多极子阵列声波测井仪的设计要求,详细说明了用于井下高温环境ADC的选型因素以及高温测试和筛选方法,讨论了数据采集系统中模拟信号处理注意的问题和数字接口方法,并给出ADI公司军品级器件AD7899SR-1在多极子阵列声波测井仪中的多通道同步数据采集应用设计实例,高温环境下测试表明,各通道具有很好的一致性,采集精度达到0.05%,完全能够满足对井下声波全波信息探测的要求.     

基于USB总线的远探测方位反射声波成像测井仪数据读取接口设计

远探测方位反射声波成像测井仪(BAR)是新一代成像测井仪,其测井数据存储于内部大容量存储模块中;为了实现在测井现场快速读取和回放测井数据,设计了一种基于USB总线的数据读取接口;数据读取接口通过USB总线与PC通讯,通过自定义高速串行总线与下井仪数据存储模块通讯;高速串行总线为基于M-LVDS的差分总线,设计的工作频率为80 MHz,采用8B/10B编码;数据读取接口电路采用FPGA作为主控芯片,高速总线协议和传输控制均在FGPA中实现;所设计数据读取接口已实现8 口井的现场测井数据读取,数据读取速度达到57 Mbps;该设计实现了测井数据的现场快速读取和回放,保证了测井数据检验的时效及测井施工的效率.     

随钻声波测井仪总线转换接口设计

针对随钻声波测井仪器的装配调试及实际测控需要,开发了一种用于随钻声波测井数据通信的USB-CAN总线转换接口和相应的地面测控软件.通过对USB总线以及CAN总线的通信协议进行分析研究,并结合随钻声波测井数据命令传输特点,以USB控制芯片CY7C 68013A和CAN控制器SJA1000为核心设计了一种可靠的总线转换接口电路,并基于USB主控芯片编写了接口电路的固件程序.开发了与接口电路对应的上位机USB驱动程序,根据仪器总线通信协议编写的应用程序可以实现仪器控制命令下发、测井数据上传、波形显示、文件存储与回放等功能.     

Tm_2TiO_5中子吸收材料的制备及性能研究

采用粉末冶金工艺制备了Tm_2TiO_5中子吸收材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析了球磨参数和烧结参数分别对混合粉末微观组织和烧结块体微观组织的影响规律,对Tm_2TiO_5烧结块体材料开展了热导率、热膨胀系数、耐腐蚀性能和离子辐照性能的测试和分析。实验结果表明:Tm_2O_3和TiO_2的颗粒和晶粒尺寸随球磨时间的增加而减小,球磨转速越高非晶化程度越高。通过球磨可获得组织结构混合均匀的Tm_2O_3-TiO_2纳米晶混合粉末。烧结块体中的Tm_2TiO_5物相占比随烧结温度的升高和烧结时间的增加而增加,在1300℃烧结96 h可获得高密度、单一立方结构的Tm_2TiO_5块体材料。在500℃的热导率和热膨胀系数分别为2.1 W·(m·K)-1和9.1×10-6K-1。在100℃/大气压和360℃/18.6 MPa去离子水中的腐蚀增重速率随时间增加而增大,温度和氧环境对其腐蚀速率的影响不大。在400~700℃离子辐照至30 d Pa,在辐照区仅观察到极少数的空位团,辐照肿胀率远低于0.01%。Tm_2TiO_5块体表现出高的热导率和低的热膨胀系数,以及良好的耐腐蚀性能和耐辐照肿胀性能。