基于小型化地层测试器的地面测试仪

摘要

研制了一种基于小型化地面测试器的地面测试仪，该设备是小型化地层测试器的配套产品，其技术性能和指标的设计是依据小型化地层测试器的测试功能要求。该设备是一种模拟测井地面系统，可作为小型化地层测试器中的电子单元、液压动力、单探测器功能检测装置，用于仪器的重复性、稳定性和可靠性检测，以及故障排查，仪器组装、调试等环节。
　　针对小型化地层测试器研发过程遇到的实际问题，并充分考虑石油工业的技术需求，借鉴了国内外已有的技术和经验，在提出总体方案的同时，从硬件电路和软件设计两方面展开研究，开发了测试仪的系统平台。研制了通信调制解调处理电路，在调制解调的基础上完成了FPGA芯片的程序设计，实现了DTB三总线测井通信。在软件方面，开发了基于小型化地层测试器的性能检测专用软件，包括各模块的信号采集、液压控制、数据显示等功能模块。最后，研究了应变压力计、石英晶体压力计和泵压传感器的标定及校正算法并通过系统联调，优化了系统结构，提升了仪器性能。为小型化地层测试器性能的提高提供了技术支撑和检测手段。并按照实际的工程使用与设备的稳定性要求，完成了产品的定型。
　　实际使用情况表明，所研制的系统性能良好，满足各方项技术指标和使用要求，对小型化地层测试器的工程使用提供良好的技术保障，有很好的应用前景。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文研究目的及意义

1．2 国内外研究现状及发展趋势

1．2．1 国内外地层测试器的研究现状及发展趋势

1．2．2 小型化地层测试器的地面测试仪研制背景

1．3 论文的主要研究工作

1．4 论文的组织结构

第二章 小型化地层测试器总体技术研究

2．1 小型化地层测试器(JDC)结构及功能

2．2 仪器主要技术指标

2．2．1 总体性能指标

2．2．2 主要功能部件指标

2．3 仪器挂接电缆遥测系统

2．3．1 电缆遥测系统

2．3．2 仪器挂接测井

2．4 地面测试仪总体设计方案

2．5 本章小结

第三章 地面测试仪的硬件电路研制

3．1 地面测试仪的功能及工作方式

3．1．1 地面测试仪的功能

3．1．2 地面测试仪的工作方式

3．2 地面测试仪的组成

3．3 总线开发板

3．3．1 总线结构

3．3．2 PC104主板

3．4 DTB三总线通讯调制解调板研制

3．4．1 DTB三总线

3．4．2 外围硬件电路设计

3．4．3 FPGA程序设计

3．5 矩阵键盘板

3．6 本章小结

第四章 地面测试仪的软件设计

4．1 检测软件组成模块

4．2 检测软件运行与编程环境

4．2．1 LabWindows／CVI简介

4．2．2 LabWindows／CVI软件的特点

4．3 小型化地层测试器通信协议

4．4 检测软件模块

4．4．1 仪器下发命令与显示界面

4．4．2 电机与电磁阀单独检测

4．4．3 液压时序控制

4．4．4 SG温度与压力刻度计算

4．5 本章小结

第五章 压力计标定及系统联调

5．1 压力计标定

5．2 压力计温度标定流程

5．2．1 标定所需设备

5．2．2 温度标定流程

5．3 应变压力计原理与温度补偿算法

5．3．1 应变压力计原理

5．3．2 应变压力计温度线性补偿算法

5．4 石英晶体压力计原理与温度补偿算法

5．4．1 石英晶体压力计原理

5．4．2 石英晶体压力温度补偿算法

5．5 泵压传感器的功能及标定

5．5．1 泵压传感器的功能

5．5．2 泵压传感器标定

5．6 系统组装联调

5．6．1 系统组装

5．6．2 系统联调

5．7 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 开展的主要研究工作和取得的主要成果

6．2 主要创新点

6．3 展望

致谢

参考文献

附录

攻读学位期间发表的论文