三维感应测井仪多道数据采集系统的研究与设计

论文摘要

三维感应测井是一种新型的油气储层探测系统,它主要应用于各向异性油层的勘探中,可直接测量水平电阻率和垂直电阻率,是人们认识地层特性,进行油、气储层评价的有效方法。本文通过对三维感应测井仪原理和特性的研究,提出了一种新型的三维感应测井仪多道数据采集系统的设计方案。该设计方案以数字信号处理(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)为核心架构,实现了整个系统的整体控制和数据处理功能。三维感应测井仪多道数据采集系统主要由前置放大模块、滤波模块、模数转换模块、采集控制和数据转换模块、数据处理模块、CAN总线接口模块和电源等模块组成。为了验证方案的可行性,文中首先对关键模块前置放大模块、滤波模块和差分模块等进行了设计前仿真分析和计算。在软件设计方面,文中首先介绍了有限冲击响应滤波(FIR)和数字相敏检波(DPSD)等数字信号处理算法的原理,然后结合实际情况分别设计和实现了针对于本系统的有限冲击响应滤波(FIR)和数字相敏检波算法(DPSD)。实验结果表明,本系统在保证信号同步高速采集、采集效率以及数据可靠性的同时能较好地从强环境噪声中检测到约为4μV的混频微弱信号。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景及研究目的
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文主要研究内容及结构
• 2 三维感应测井仪多道数据采集系统总体方案设计
• 2.1 三维感应测井原理
• 2.2 三维感应测井仪的整体架构
• 2.3 整体需求分析
• 2.4 多道数据采集系统总体设计方案
• 2.5 本章小结
• 3 三维感应测井仪多道数据采集系统硬件电路设计
• 3.1 前置放大模块
• 3.2 低通滤波模块
• 3.3 模数转换模块
• 3.4 采集控制和数据缓存模块
• 3.5 数据处理模块
• 3.6 CAN 总线接口模块
• 3.7 电源模块
• 3.8 本章小结
• 4 三维感应测井仪多道数据采集系统软件设计
• 4.1 FPGA 软件设计
• 4.2 DSP 软件设计
• 4.3 本章小结
• 5 仿真和实验结果分析
• 5.1 仿真分析
• 5.2 实验平台的搭建和结果分析
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录