【摘 要】
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石油测井技术在石油的勘探与开采中有着极为重要的作用。针对当前水平井、大斜度井测井难题,提出过钻具阵列声波测井技术。过钻具阵列声波测井技术能够避免常规电缆测井可能
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石油测井技术在石油的勘探与开采中有着极为重要的作用。针对当前水平井、大斜度井测井难题,提出过钻具阵列声波测井技术。过钻具阵列声波测井技术能够避免常规电缆测井可能出现的遇阻、遇卡等高风险作业问题,提高测井时效。井下主控电路是过钻具阵列声波测井仪器的核心模块,其为仪器和采集条带处理模块提供了传输枢纽,同时也是井下测井流程的控制中心。为了满足低功耗、耐高温、高集成度的性能需求和多模式激发、阵列化并行接收、大容量存储、高速传输的功能需求。提出了一种基于FPGA的过钻具阵列声波测井的主控电路的设计方案。该方案完全采用FPGA芯片(A3P1000)作为核心控制处理器,产生多模式阵列声波激发与接收时序,控制采集数据的编排和FLASH存储,实现与上位机的USB接口通信和通过遥传短接的数据上传。实验结果表明:完全基于FPGA的主控单元能够为过钻具阵列声波测井信号的激发接收提供精确可靠的控制时序,相比于多MCU方案和FPGA+DSP方案,具有集成度高、功耗低、实时性强的优点。本文的主要创新点在于:1.功耗更低:采用去掉DSP芯片,功耗低至1560m W;2.集成度更高:长278mm、宽38mm的PCB面积上完成全部需求;3.大容量数据存储:设计了16GB内存的NANDFLASH存储方案,可存储7小时工作的声波数据;4.高速传输:设计了USB2.0接口,可全速实现480Mbps的传输速率;5.误码率更低:在采集板和主控板之间设计了差分抗干扰的LVDS接口。
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