泥浆电参数测量电路系统研究

摘要

经济是否能够健康可持续发展，在很大程度上依赖于能源。就目前发现的所有能源当中，石油作为重要的战略资源，其储备量的多少直接影响到一个国家的长期稳定和经济的可持续发展。由于我国在开采海底石油仪器方面研究较西方发达国家而言起步较晚，并且西方某些发达国家在关键技术转移方面，对我国一直采取打压、禁止出售的政策。为此，打破这种技术垄断的态势迫在眉睫。
　　泥浆电参数测量电路系统的研究就是基于上述大背景提出来的研究课题。为了准确获取钻杆周围泥浆的电参数，同时又为了克服传统直接测量泥浆的困难，本文采用了间接测量方式，即将一个特制的环形容器安装在钻杆上，钻杆周围的泥浆会在钻井过程中流过环形容器的内壁与外壁之间的空间，以该泥浆作为环形容器的电介质，将环形容器等效为一个环形电容，通过测量该环形电容的复阻抗值来推导环形容器内的泥浆电参数。
　　由于测井仪器需要在距离地表几千米以下的深度工作，其周围的环境温度将超过集成电路芯片正常工作温度的最大限度。不仅如此，驱动钻杆旋转的大功率电机和其它强电设备产生的电磁信号将对随钻测井仪器产生极大的电磁干扰，严重影响仪器测量数据的准确性。为了解决这些问题，设计中一方面选用了耐高温器件，耐高温 PCB（印制电路板）板材；另一方面设计了自校准电路，采用高速电磁兼容PCB布局布线设计思路。通过这两方面的措施，在很大程度上提升了电路系统自身的耐高温和抗干扰能力，为电路系统测量精度和准确性提供了保证，满足实际工程中应用的需要。

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第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究现状及问题

1.3课题研究内容

1.4论文结构安排

第二章 泥浆电参数测量的基本理论和系统总体方案设计

2.1基本理论

2.2系统方案设计与论证

2.3本章小结

第三章 泥浆电参数电路系统设计

3.1系统整体方案设计

3.2硬件电路设计

3.3上位机监测软件设计

3.4本章小结

第四章 电路系统的测量与数据分析

4.1 调试电路过程中遇到的问题及对应解决方案

4.2泥浆电参数电路系统测试及测量结果分析

4.3电路系统测量数据正确性测试

4.4电路系统测量数据稳定性测试

4.5泥浆电参数测量结果反推验证

4.6本章小结

第五章 结束语

致谢

参考文献

第八章 攻读硕士学位期间取得的研究成果