基于高速单片机的井下仪器DTB总线模块的设计

设计了基于单片机的井下DTB总线通讯模块,该模块采用高速单片机并结合外围电路,通过汇编语言对单片机编程实现DTB三总线的通讯时序和数据格式,可移植性和扩展性强,能够广泛应用于各种DTB总线通讯产品的研发中.     

高速电缆遥传系统中的调制解调器设计

根据奈斯特定律,测井电缆所能传输的基带信号的极限速率为200 kBit/s,这给提高信息传输速率带来很大困难.因此,需要采用高效的调制解调技术.介绍了高速电缆遥传系统中的调制解调器设计方案及实现.通过对OFDM(正交频分复用)技术原理及测井电缆传输特性的分析,设计出满足测井电缆所需的调制解调器.在测井仪器中首次使用OFDM技术,满足了测井仪器的设计要求.     

井下仪器总线转换功能模块设计

通过分析井下仪器综合测试设备功能需求,确定了以DTB/CAN转换和CAN/USB这2个总线转换模块为核心体系架构.重点设计了DTB/CAN总线的转换模块,将DTB总线仪器挂接到CAN总线上.该模块利用FP-GA实现DTB总线的控制和数据采集,并通过FIFO将数据发送给DSP,由DSP将采集的数据送往CAN总线.该电路的...     

基于OFDM的高速遥传电缆调制解调器设计

为满足成像测井仪器采集数据量大的要求,对高速电缆遥传系统中的关键环节--电缆调制解调器进行了研制.电缆调制解调器采用OFDM等编码调制技术,解决了高数据传输率和有限的电缆带宽的矛盾.介绍了正交频分复用(OFDM)技术的原理.根据该原理,设计出了高速遥传电缆调制解调器结构图和硬件框图,并作了详细阐述.给出了OFDM调制/解调流程图及其说明.所设计的电缆调制解调器经过室内测试和野外测井试验,试验表明电缆调制解调器的设计是合理可行的.     

基于FPGA的测井数据遥传测试板设计及应用

设计了一种基于FPGA(EP1C12Q240)的数据遥传测试板,将其应用到(EILog测井系统的测试台架中.测试板具有CAN、DTB主控端和DTB仪器端通讯功能.CAN接口功能由FPGA内部控制逻辑和SJA1000芯片共同实现;DTB接口除少量外围电平转换电路外,控制逻辑及数据缓存功能均在FPGA中实现.该卡在软件的配合下既能模拟高性能地面系统及遥测短节对CAN和DTB总线井下仪器进行调试,也能模拟CAN和DTB总线井下仪器对高性能地面系统和遥测短节进行调试.     

基于NiosⅡ技术的小直径遥传集成化设计

介绍高温高压小直径测井仪器遥传集成化设计。利用NiosⅡ技术,应用Altera公司的cyclone III系列芯片,采用SOPC Builder在1个FPGA芯片中定制3个Nios II软核处理器及其与调制解调相关的"软"硬件模块,协同实现500kbit/s传输速率的小直径测井仪器高速电缆井下数据采集、数据发送和命令接收等功能,大幅提高了仪器集成度;将原来处理中使用FPGA+DSP的实现方式转变为单FPGA的实现方式,使得电路设计相对简单,可靠性更高,电路尺寸可满足仪器小直径的要求。使用的FPGA采用应变硅、三层氧化和低K金属间绝缘技术,最大程度地减少了FPGA的静态功耗和动态功耗,从而降低了电路的整体功耗,为井下遥传在保温瓶内长时间工作提供了保障。     

基于正交频分复用(OFDM)技术的高速测井遥传系统

采用传统的曼彻斯特等编码调制方式的遥传系统所获得的低传输率已成为制约测井仪器发展的瓶颈.正交频分复用技术(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multipexing)利用子载波间的正交性很好地解决了频带利用率和码间干扰问题,具有较强的抗干扰能力和自适应能力,可以在带宽有限的测井电缆上实...     

遥传网络中网桥的性能优化方法

网桥是制约测井数据遥传网络性能的关键部分之一。根据测井单芯电缆遥传网络的特点和需求,给出了基于CAN总线和OFDM链路的网桥方案。为提高网桥的有效吞吐量和实时性,提出了遥传链路帧和具有精简结构的CAN总线重载帧以提高封装效率,多通道缓存链动态存储数据以减少数据搬移,超时和累计帧的延迟中断处理以减少中断频率。实验表明,这些优化方法能有效减小开销,提高测井数据网桥转发效率。     

电缆测井高速遥传系统中比特分配与星座映射的实现

通过在现有的硬件平台提高电缆的传输速率,优化系统硬件平台内部资源分配。采用"注水"算法进行信道比特及能量联合分配。该方法与子信道能量均匀分配方式相比,链路层传输速率提高9.13%。设计了一种OFDM系统中星座映射的新方法,与原有方法相比,新方法大大节约了硬件存储资源。     

一种高速实时的数据采集处理系统的设计与实现

针对感应测井仪器的现状,为提高其传输速度、精度,降低功耗,减小体积,设计了一种感应测井仪的数据采集和处理系统.文章介绍了设计原理、软硬件结构及实现方法.该系统基于高性能的FPGA和DSP芯片,实现了井下仪器的精确时序控制,数据的高速、实时和高精度处理,为感应测井仪器的发展提供了新的方法和途径.     

基于单芯测井电缆的高速遥传系统设计

生产测井现有基于单芯测井电缆的传输系统的传输速率较低制约了成像测井仪器的使用.在分析单芯测井电缆传输特性及生产测井特点的基础上,设计了一套高速传输系统.采用正交频分复用技术完成上行信道OFDM调制方式的高速数据传输,下行信道的命令采用AMI的方案信号交替反转码实现.介绍了高速传输系统设计思路及主要系统参数,给出了软硬件系统设计方案.通过在7 600m的CAMESA公司的T1N32P型单芯测井电缆上实测,系统上行信道误码率在1.0×10-8以下,传输速率达到350 kbit/s以上.通过测试,下发命令未影响上行信道的传输,直流电的工作电压在一定范围内调节,不影响整个遥传系统的正常数据传输.     

高性能井下电缆数据传输总线设计

介绍一种用于井间地震测量系统井下数据传输总线 ,各地震接收阵列可直接利用 6或 7芯铠装测井电缆形成较长距离的柔性连接 ,完成包括系统供电、推靠、控制和双向高速数据通讯等操作。研究内容还包括为地震接收子系统 DSP信号处理器提供接口的 CPL D等关键部件的设计。本研究成果适用于所有现代数字化石油测井系统。     

XSKC92数控测井仪总线接口

在比较８／１６Ｅ计算机系统和８０Ｘ８６微机系统的两种总线结构的基础上，描述了ＸＳＫＣ９２总线接口的设计与实现方法，分析了不同数据、指令的转换过程，控制信号的产生等，提出了一种实现指令的方法。并给出了接口板的结构框图。总线接口在ＸＳＫＣ９２中起着数据连通的关键作用。     

井下测井仪器数据总线的研究与设计

针对井下测井仪器数据总线的数据传输及测井需求提出并设计了一个新的高速井下测井仪器数据总线方案。该方案采用1路CAN总线完成下发命令及上传小数据量测井仪器的数据,采用1路RS-485总线完成上传大数据量测井仪器的数据。所设计的RS-485总线通过在发送端采用8B/10B码、接收端采用位同步恢复技术实现了在100m非屏蔽双绞线上10 Mbit/s的高速数据传输,误码率小于1.0×10-11。通过测试,该方案在实验环境下工作稳定、可靠。利用现有器件可实现在210℃的环境温度下连续工作4h。     

双通道电缆遥测系统传输接口设计

用于传输井下数据的双通道电缆遥测系统传输接口，它使用模式５与模式７两个通道，总传输速率可以达到４００ＫＢＰＳ，采用数据分配和合成方法，显著简化了系统的硬件结构，提高了系统的可靠性。     

时间控制式分配泵高速电磁阀驱动电路的设计

本文介绍了一种用于驱动时间控制式分配泵高速电磁阀的电路.通过采用恒流斩波驱动,实现了对电磁阀电流的精确控制.试验结果表明,电流上升到峰值所需时间为0.35 ms,电流下降时间不到0.23 ms,动态响应好,系统功耗低,满足设计要求.     

高温小直径多参数高速遥测仪器研制

针对遥测仪器在超深井施工中存在耐温性能低、传输速率低、仪器外径大、测量参数少等问题,研发了高温小直径多参数高速遥测测井仪。基于一体化保温瓶技术的耐高温设计和小直径机械结构设计解决了仪器耐温和外径大的问题。仪器集成了磁接箍、主辅电源、井温、张力、泥浆电阻率、自然伽马、井斜、方位等信号的处理采集电路,实现了多参数测量功能。基于ADSL和以太网技术设计的遥测单元使仪器的数据传输速率达到1100 kbps以上,大幅提高了数据传输速率。仪器具有耐温高、重量轻、结构紧凑、测量参数多、传输速率高、可靠性强等特点,室内测试和实际应用效果较好。     

用虚拟仪器技术设计遥测仪器接口

虚拟仪器是仪器技术和计算机技术深层次结合的产物。将虚拟仪器技术引入数字仪器接口设计中，使用全新的方法设计一种接口系统将CSU测井系统的TCC遥测仪器配接到国产小数控测井地面仪器上，以适应目前国内外测井市场的需要。该系统具有硬件结构简单、可靠性高、成本低和开发周期短等特点。     

动电效应测井探测器电子系统设计

介绍了动电效应测井探测器电子系统的设计.该电子系统由主控电路、声激励电路、电激励电路和电、声信号处理及采集电路组成,各功能电路通过自定义高速仪器控制总线互联,形成分布式架构.该电子系统广泛使用CPLD/FPGA实现总线协议和子系统控制功能,并在电、声信号处理及采集电路中运行NIOS系统,完成本地数据采集控制和数据处理的功能.主控电路运行μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统,实现系统实时控制.整个电子系统经过实验室高温测试和水池实验及现场测井实验,得到了良好的测试数据,系统运行稳定可靠.