三分量感应测井仪发射子系统设计与仿真研究

论文摘要

在我国,各向异性地层所占的比例非常大,当用常规的感应测井仪来测量这些低阻产油层时常常会带来错误。三分量感应测井仪改变了常规感应测井仪线圈布局的方式,可同时测量地层水平和垂直方向的电阻率,能够获得更加丰富的地层信息,使储层的评价更为准确。本文在分析三分量感应测井仪原理和特性的基础上,阐述了三分量感应测井仪发射子系统的设计思想和相关电路的设计方法。发射子系统是三分量感应测井仪中较为重要的子系统。本文将发射子系统划分为控制电路和信号预处理电路两大部分,并对其相关电路进行了具体的分析与设计。控制电路由发射控制器、时钟控制器、DC-DC电源、数字ADC/DSP和功率放大电路等5大部分构成。发射控制器是基于TMS320F2812和FPGA的复杂控制结构,它通过串口与接收部分进行通信,根据地面系统的命令来产生发射信号;时钟控制器控制整个电路工作的时序;发射信号经过滤波器滤波放大后,依照特定的时序被模拟开关选通后进入功率放大电路,成为激励发射线圈的信号。信号预处理电路的设计也是本文重点论述的内容之一,DC-DC电源将大直流信号转换为±75V的励磁电压;实时监测电路保证了电路的良好运行。最后,通过pSpice对所设计的部分电路进行了仿真分析,证实了所设计的发射子系统相关电路的合理性与可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景与研究目的
• 1.2 三分量感应测井仪国内外研究概况
• 1.3 本文的主要工作
• 2 三分量感应测井仪的原理与特性研究
• 2.1 三分量感应测井仪的原理与特性
• 2.2 三分量感应测井仪的线圈系
• 2.3 三分量感应测井仪的整机结构
• 2.4 三分量感应测井仪的发射电路结构
• 2.5 本章小结
• 3 三分量感应测井发射控制电路的设计
• 3.1 发射控制电路的总体设计
• 3.2 发射信号产生电路的设计
• 3.3 实时监测电路的设计
• 3.4 通信接口电路的设计
• 3.5 本章小结
• 4 三分量感应测井发射信号预处理电路的设计
• 4.1 DC-DC 电路的设计
• 4.2 功率级放大电路设计
• 4.3 继电器驱动级电路设计
• 4.4 电源电路的设计
• 4.5 滤波电路的设计
• 4.6 本章小结
• 5 发射部分电路的仿真与分析
• 5.1 电源的仿真与分析
• 5.2 滤波电路的仿真与分析
• 5.3 功放电路的仿真与分析
• 5.4 DC-DC 电路的仿真与分析
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献