论文摘要
声波测井用于测量井眼中纵波、横波以及斯通利波的传输特性,得到相应的速度和衰减,从而判断井眼附近地层的岩性、孔隙度、地层渗透率等特征。在石油勘探往往面临恶劣的环境和复杂的地质条件,为了保证测井仪器在作业过程中的高可靠高稳定性、作业质量和时效,同时也为了方便仪器的研发、制造以及日常保养和维护,需要建立一个功能完善的声波测井仪器专用的测试系统。本文设计了一套专用的声波测井仪器井下电路测试系统,该测试系统主要包含三个模块:声系仿真模块,声波换能器测试模块和仪器井下电路测试模块。本文主要对声系仿真模块和仪器井下电路测试模块做出了详细的介绍。声系仿真模块模拟声波测井仪器的发射与接收探测器装置,可为声波测井仪器的井下电路提供调试的信号源和测试源,以便对声波测井仪器井下电路数据采集算法进行验证、对发射换能器的性能进行测试以及模拟通道板的控制参数进行调节。仪器井下电路测试模块模拟EDIB总线传输机制,通过USB接口连接上位机。通过该模块可以实现在不挂接传输短节的情况下,上位机和井下仪器能够正常通讯。EDIB总线测试模块的构建遵循EDIB总线协议,以Mode2、Mode5以及Mode7方式对地面系统命令和井下仪器的声波数据进行传输,完成仪器状态的控制及仪器采集和测试流程的控制。
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摘要ABSTRACT第一章 引言1.1 声波测井概述1.2 国内外声波测井技术动态1.3 课题设计任务第二章 声波测井仪器测试系统的设计方案2.1 声波测井仪器的工作原理2.2 测试系统的总体设计方案2.3 声系仿真模块的设计方案2.4 EDIB总线测试模块的设计方案2.4.1 EDIB总线简介2.4.2 设计方案选择2.5 本章小结第三章 声系仿真模块的具体实现3.1 声系仿真模块的工作原理3.2 控制单元3.2.1 控制单元电路设计3.2.2 控制单元程序设计3.2.2.1 串口通讯3.2.2.2 DSP与FPGA通讯3.2.2.3 输出100K同步串行信号3.3 FPGA逻辑译码单元3.3.1 FPGA逻辑译码单元电路设计3.3.2 FPGA逻辑译码单元程序设计3.3.2.1 100K同步串行信号译码3.3.2.2 D/A转换控制信号的译码3.3.2.3 声波信号输出通道选择的译码3.4 声波信号输出单元3.5 超声波信号输出单元3.6 本章小结第四章 EDIB总线测试模块的具体实现4.1 EDIB总线测试模块的工作原理4.2 控制单元4.2.1 控制单元电路设计4.2.2 控制单元程序设计4.2.2.1 编码状态时控制单元程序设计4.2.2.2 解码状态时控制单元程序设计4.3 FPGA曼切斯特码转换控制单元4.3.1 FPGA曼切斯特码转换控制单元电路设计4.3.2 FPGA曼切斯特码转换控制单元程序设计4.3.2.1 寄存器读写4.3.2.2 M2编解码通道读写信号4.3.2.3 M5/M7解码通道读写信号4.4 M2编解码通道4.4.1 总线收发器电路4.4.2 M2通道编解码芯片4.4.3 编解码数据处理电路4.5 M5/ M7解码通道4.6 USB接口单元4.7 本章小结第五章 系统调试5.1 声系仿真模块系的调试5.1.1 声系仿真板的调试过程5.1.2 声系仿真板的调试结果5.2 EDIB总线测试板的调试5.2.1 EDIB总线测试板的调试过程5.2.2 EDIB总线测试板的调试结果5.3 调试中遇到的问题及其解决方法第六章 总结致谢参考文献攻读硕士期间取得的研究成果
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