石油测井仪器的功能模块化研究

【摘要】针对油田生产测井仪器测量参数单一,测试效率低和功能性、兼容性差等问题,本文根据油田生产测井的要求,定义了仪器软硬件模块化的功能,并设计了一种可扩展的模块化组合测井仪器。仪器一次下井能同时测量多种参数,各个模块化仪器可以通过通信接口统一挂接,用户可以根据自己的需求,扩展功能,随意选择进行组合测井。就此,本文主要研究内容如下：1.根据仪器模块化设计的思路,定义了按照统一的接口协议完成采集或控制功能的仪器为模块化仪器,各个模块化仪器可以通过统一的通信接口挂接构成模块化组合仪器。在此基础上设计了存储式井下摄像仪、电子压力计两个模块化仪器及以CAN总线作为传输方式,Modbus作为传输协议的CAN与RS232双向通信接口,实现了仪器的模块化组合设计。2.采用传输速率快、总线挂接节点数多的CAN总线数据方案,开发了以单片机PIC16F876A为主控制芯片的CAN与RS232双向通信接口硬件电路以及适合数据传输的Modbus协议,实现了串口与CAN总线网络的双向数据的稳定传输。3.搭建了以ARMS3C6410为核心芯片的摄像头,视频存储等硬件电路；在Linux系统下,采用V4L2框架完成图像采集的软件设计,实现了利用S3C6410内部集成的硬件编码器对图像进行H.264编码及视频的SD卡存储,完成了存储式井下摄像仪的设计。4.搭建了以单片机PIC16F73为核心控制器的信号采集,放大,数据存储等耐高温硬件电路,设计了电子压力计的PCB板图以及外壳,采用了采集仪器内温作为温漂修正补偿的方法,开发了测量范围为0-60MPa/0-125℃,测量精度为压力±0.2%F.S、温度±1℃的存储式压力计。5.在室内及室外油井现场对压力计电路所用器件进行耐温、温漂、性能测试,对存储式井下摄像仪的视频采集效果进行试验,并采用与上位机通信的方式验证通信接口。实验结果表明各模块都能够正常工作,压力计采集范围和精度能够达到要求。
【作者】鄢军；
【导师】冯勇建；
【作者基本信息】厦门大学，仪器仪表工程，2014，硕士
【关键词】模块化；通信接口；存储式；井下摄像仪；压力计；

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