智能电击穿性能测试仪的研制

【摘要】能源是一个国家经济和社会发展的重要动力，也是一个国家综合国力的全面体现。石油，作为地球上最重要的能源，在工农业生产以及人们生活的各个领域都扮演着极其重要的作用。我国作为世界上最大的发展中国家，同时也是世界上人口最多的国家以及世界第二大经济体，是世界上最大的石油消耗国之一。除了一部分依靠进口，我国的大多数石油消耗依赖于国内各大油田的开采，因此勘探和开采技术对于我国石油产量的影响是显而易见的。在石油勘探和开采领域，钻井是一项非常重要的技术，起到非常关键的作用，已经成为一门成熟的学科理论体系。在钻井的各个环节中，钻井液的作用是至关重要的，相当于钻井的“血液”。经过不断的发展和创新，油基钻井液已经越来越广泛的应用到了钻井工程中，其中又以油包水乳化钻井液的应用最为广泛。对于油包水乳化钻井液在实际钻井工程中的应用，其性能会产生重要影响，其中就包括电击穿性能。本文研究的重点，就是通过设计研制智能电击穿性能测试仪对油包水乳化钻井液的电击穿性能实施测试和评价。仪器的研制是一项系统的工程，最重要的研究任务是主控电路的设计和研发。FPGA以其高性能、低功耗、低成本等优势，是目前电子设计领域的热点，受到工程师和研究人员的一致好评。相比于单片机和DSP，FPGA有其自身的优势。本文的研究中，选用了美国Altera公司出品的Cyclone第四代FPGA芯片，用以控制整个主控电路，包括信号采集电路、数模转换电路等重要模块。通过自主设计研制主控电路，以及与仪器的其他模块实现整合，最终完成智能电击穿性能测试仪的研制。仪器设计完成后，根据设计要求，在实验室完成了对仪器的稳定性测试和功能性测试。通过对数据的采集和分析，得出了仪器既能实现稳定测试，又能完成对不同配制条件的钻井液的电击穿性能评价这两项重要结论。文章的最后一部分，是对仪器的整个设计研制过程的总结，以及由此产生的一些思考，并且展望了下一代测试仪的模型。
【作者】李官敏；
【导师】邓明；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），信息与通信工程，2014，硕士
【关键词】油包水乳化钻井液；电击穿性能；FPGA；测试仪；

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