随钻声波测井仪井下信号采集与处理系统设计

针对随钻声波测井信号的特点,设计了一种基于"DSP+ADC"的井下信号采集与处理系统。介绍了电路的硬件结构和软件设计流程,重点描述了6通道模拟信号的高精度同步采样方法及数据压缩算法。设计中充分利用了DSP的丰富资源,实现各种控制及数据传输接口,并完成相应的数据处理。实验结果表明,该电路的设计满足随钻声波测井的实时性、低功耗要求,在井下高温高压恶劣环境中能够可靠地长时间工作。     

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.     

随钻声波测井井下仪器现场维护与保障系统设计

针对随钻声波测井及其井下仪器的特殊性,提出了随钻声波测井井下仪器现场维护与保障系统的设计.本系统核心基于ARM9微处理器和嵌入式Linux系统,利用串口通信实现对井下仪器命令的下发、数据的读取,通过USB总线完成命令的接收以及同上位机的数据双向传输,借助以太网完成远程数据的准确传输.为了能在不拆卸仪器的现场应用环境下及...     

浅谈随钻测量仪的节电设计

随着油田开发进入中后期,对钻井工艺要求越来越高了,常常要打一些定向井,所以油田对随钻测量仪的需求量越来越大,油田需求最多的是无线遥测形式随钻测量仪,我公司对无线随钻测量仪进行开发。在随钻测量仪中而随钻测量仪大多数使用电池来供电,这样一来电池能量的大小就决定了随钻测量仪在井下连续工作的时间。目前大多数使用电池的随钻测量仪在井下连续工作的时间都在150至200小时,如何在不增加电池数量的前提下提高随钻测量仪在井下连续工作的时间就成为我们重点研究的课题,该文介绍在随钻测量仪器中对节电的设计应用。     

时域积分的LWD振动加速度处理电路

根据随钻测井(LWD)仪器的振动位移对随钻测井数据进行评估,是提高随钻测井准确性的有效方法。研制了一种基于时域积分方法的加速度信号处理电路,其可在井下实时测量随钻测井仪器的振动加速度,再通过积分计算获得井下实时振动位移。该电路的数字信号处理器件选用高可靠性的32位定点DSP器件TMS320F2812,加速度信号处理方法选用占用资源少、便于微型系统实时计算的时域积分方法,再采用拟合多项式极值方法,消除了积分中产生的趋势项误差。振动测试表明,该加速度测量电路所得的位移时程曲线与理论值曲线拟合的精度较高,能满足随钻测井仪器位移测量的需求。     

一种用于井下电源质量监测的EMI采集与处理电路

随钻测井仪器工作于高温、高压等恶劣环境下,对电源质量进行监测可避免电子系统因供电问题而死机。由于钻铤内部空间狭窄且传输带宽有限,使得测量电流电压的传统方法并不适用。根据电磁干扰(EMI)信号的设备独立性和导体传播等特点,设计了一种电源线上的EMI信号在线采集与处理电路,适用于井下电源质量监测。该电路设计了低通、放大、抗混叠滤波等完整信号调理链路,并研制了高速模数转换模块,使用FPGA+STM32的运算架构将EMI信号实时转换为频谱。在FPGA中实现了模数转换器(ADC)的时序控制和可变静态存储控制器(FSMC)总线驱动,使得系统能够自主配置ADC的采样率和采样数目,采样率可达40 MHz。实验结果表明本电路具有良好的信号调理性能,通频带纹波低于0.1 dB,能够可靠地完成随钻测井仪器电源线上EMI信号的频谱采集。     

声波测井仪器测试系统的实现

本文提出了一套可以为声波测井仪器井下电路部分提供信号源和测试源的系统。该系统作为信号源时,根据当前仪器种类,由上位机软件传输对应的声波数据文本到该电路系统中,再由该系统控制D／A转换产生与该仪器对应的各种工作模式的声波波形信号。此信号可以作为声波仪器井下电路的信号源,替代井下测井仪器换能器部分的工作,使得井下仪器的调试能够更加安全和方便地进行。该系统作为测试源时,可以对井下仪器的发射换能器进行测试,同时也能够通过上位机软件控制前置通道板的增益。     

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。     

交叉偶极阵列声波测井仪信号处理电路的抗干扰设计

针对交叉偶极阵列声波测井仪高温、强背景噪声的作业环境,通过深入分析噪声源,采取信号滤波和优化的布局布线等技术手段设计交叉偶极声波信号处理电路。着重阐述了恶劣环境下前置预放大电路、高精度带通滤波器和逻辑控制等功能模块的抗干扰设计。试验结果表明,该处理电路能在井下恶劣环境中稳定可靠工作,有较强的噪声抑制能力,完全满足工业生产作业的需要。     

DC-DC电源的应用设计研究

通过分析DC-DC稳压器的基本原理和特性,分别对线性稳压器和开关稳压器进行性能和结构原理的分析比较,并根据实际情况对DC-DC电源的设计应用提供所需要考虑的各种因素。对直流电源电路设计中电源芯片选型基本方法进行详细的介绍,为实际直流电源电路的芯片应用和设计提供参考方案。     

工业以太网交换机不间断供电系统设计

针对工业以太网交换机对供电电源质量要求较高的问题,设计了一种工业以太网交换机不间断供电系统;详细介绍了该系统硬件电路即直流稳压供电电路、蓄电池充电管理控制电路、蓄电池温度检测电路、电源切换电路、CAN总线通信电路和单片机控制电路的设计,并给出了该系统主程序流程。试验结果表明,该系统具有动态响应快、静态功耗小等特点,可满足复杂环境下的工业以太网交换机供电需求。     

光伏发电的嵌入式系统电源设计

基于光伏发电的嵌入式系统电源,利用铅酸电池、太阳能电池板和相应电路,调控光能采集并进行储存。通过UC3906铅酸电池充电管理芯片及外围电路构成智能充电模块,最大限度延长了铅酸电池的使用寿命;利用Buck—Boost电路和单片机控制回路提供太阳能电池板最大功率跟踪,保证了供电效率;采用光电耦合器提供双电源切换功能,确保在...     

智能声波测井仪无线测位系统设计及自动测井方法的实现

为实现工程现场方便快速地检测岩层结构的地质特征,开发了一款自动测量声波测井仪井下位置信息的无线测位系统.硬件部分以STC89C52为主控制器,测量出编码器的位移脉冲信息,通过无线串口把位置信息实时传送给基于Windows操作系统的上位机;软件部分由C语言及LabVIEW虚拟仪器控制,实现土位机与无线测位系统的通信及测井仪信号的分析处理;还提出了一种自动测井方法,使测井仪在使用过程中,自动采集声波数据.工程实际应用表明:此系统测量精度高、响应速度快,能够准确地记录位移信息;此方法能够自动控制测井仪采集声波数据,且人机交互界面友好,信息显示直观、易读取.该系统已应用于天鸿检测科技有限公司研制的TH301型测井仪中.     

一种静电除尘脉冲电源及控制系统设计

针对常用的静电除尘电源在处理高比阻粉尘和超细粉尘时暴露出来的问题,设计了一种静电除尘用脉冲电源及控制系统,介绍了脉冲产生的谐振原理并给出了详细的计算公式。脉冲电源的控制系统是在DSP+FPGA联合控制的基础上,加上电源采样保护电路,确保电源的安全运行,重点设计了脉冲回路采样保护电路的脉冲一次侧过零过流电路,同时设计了一种DSP与FPGA组合控制的IGBT开关控制逻辑。     

超声波随钻井径检测仪的数据采集与传输

为了更好地发挥随钻测井仪检测数据的真实性和使用灵活性等优点,文中基于Actel公司的APA075FPGA数据采集和传输系统所涉及到的AD数据采集、FPGA数据缓存、FPGA中数据的串口发送三部允在实验室自制的一块FPGA最小系统板上,开发了一种激发换能器来对回波进行采集、缓存和传输。     

基于GPRS的水文遥测终端机设计

针对GPRS水文遥测终端机野外环境下供用电方式和工作模式的特点,利用单片机、GPRS远传模块和水文传感器,设计了集数据采集、存储和网络远程传输为一体的综合系统;提出了分区供电的电源管理方法和中断激活——分时操作的混合工作模式,给出了基于分区供电的电源管理电路,实现了系统合理有序的利用电能,降低了GPRS水文遥测终端机的耗电量,给出了中断激活——分时操作混合工作模式的实现方法;该模式摆脱了由于节电需要致使GPRS水文遥测终端机工作模式局限于自报式的状况;实际应用表明,该系统有明显的节电效果且系统控制性好。     

一种实用动力电池用大功率电子开关设计

利用NMOS管设计了一种简单实用的24V、30A的动力电池用大功率电子开关。该开关主要应用于24V大功率电池电源管理系统的充、放电电路,设有常开触点、常闭触点各一个,具有充电防反接、放电防倒灌的功能,并设置了电源指示灯,可以直观地了解电路的工作状态。