旋转导向钻井系统中定位总成硬件与软件的改进

摘要

近几年，为了满足一些特殊油气资源开发的需要，各种新技术相继被提出，井下闭环钻井技术也被人们所重视。井下闭环旋转导向智能钻井系统的研制成功将最终实现可控闭环三维轨迹钻井，带来钻井业的科技化革命。它的研究和实施将解决业界问题，减少起下钻次数、缩短钻井周期、降低钻井成本、实现井眼轨迹的实时井下闭环控制，从而获得光滑连续的井眼轨迹并最终降低吨原油成本。
　　 论文从旋转导向钻井系统的定位总成入手，开发利用一种新型单片机C8051F060，以此为核心，对其外围电路进行改进和完善，更换了模拟多路开关提高了通道转换时间，不再影响对压力信号的连续采集；更换了运算放大调理电路增强了系统的共模抑制能力，改善微弱信号传输中的问题；增加了LC滤波电路，减弱了稳压源中的纹波噪声；增加了温度采集电路，可以观察到压力信号与温度变化之间的关系。利用C语言编程，解决了一个限制提高和扩展XTCS存储性能的瓶颈，而且还添加了滤波程序，滤除其它无用的信号。最后通过Matlab设计了地面监控系统，完成了采集控制、数据处理、绘图存盘等功能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1项目背景及意义

1.2国内外现状

1.3论文的主要工作

1.4论文开展步骤

1.5本章小结

第二章定位总成双向控制系统工作原理

2.1泥浆动力可控偏心器工作原理

2.2定位总成双向控制系统原理

2.3本章小结

第三章定位总成采集控制电路的改进与完善

3.1定位总成采集控制电路的构成

3.2定位总成采集控制电路的不足

3.3模拟多路开关的改进

3.3.1模拟输入通道的组成

3.3.2器件的选择

3.3.3模拟多路开关测试方法与结果

3.4压力信号调理电路的完善

3.4.1硬件构成

3.4.2放大电路的测试与结果

3.4.3压力传感器的标定

3.4.4与其它放大电路的对比

3.4.5放大电路在压力传感器中的应用

3.5稳压源噪声的消弱

3.6温度采集电路的添加

3.6.1热电偶与AD595芯片的简介

3.6.2基本原理

3.6.3测量数据及分析

3.6.4测温电路实验测试结论

3.7本章小结

第四章定位总成SoC软件程序改进

4.1大容量Flash存储器的改进

4.1.1 K9K8G08U0M性能特点

4.1.2 Flash存储器与SoC的接口

4.1.3驱动程序开发

4.2定位总成通信中的滤波器设计

4.2.1滤波器的选择

4.2.2滤波器的实现

4.2.3滤波效果

4.3结论

第五章旋转导向地面监控系统的设计

5.1地面监控系统设计方案

5.1.1软件设计思路

5.1.2软件设计方案

5.2 GUI基本常识

5.2.1 GUI简介

5.2.2 GUI支持的组件类型

5.3初始化设置

5.3.1串行通信

5.3.2 excel表格初始化设置

5.4采集控制

5.5数据处理

5.5.1加速Matlab运行的方法

5.5.2滤波处理

5.6绘图存盘

5.7本章小结

第六章结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文