【正文】 二、研究目的和意義 三、閱讀的主要參考文獻及資料名稱 四、國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向 五、主要研究內(nèi)容、需重點研究的關鍵問題及解決思路 六、完成畢業(yè)設計所必須具備的工作條件（如工具書、計算機輔助設計、某類市場 調(diào)研、實驗設備和實驗環(huán)境條件等）及解決的辦法 七、工作的主要階段、進度與時間安排 八、指導教師審查意見 注 1： 格式 要求 ： （ 1）題 目 名稱 ： 要求與畢業(yè)設計題 目 名稱一致 ，小二號，黑體加粗，居中，段前后各空一行。 測井電纜注磁系統(tǒng)的設計 學生： XXXXXX，電子信息學院 指導教師：吳愛平，電子信息學院 一、題目來源 隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家對石油的需求越來越大。國內(nèi)目前測井電纜標定方案主要有 2 種 , 一種是水平 ( 室內(nèi) ) 標定：該方案不受天氣影響 , 且標定均勻性好 , 但注磁結束后 , 必須在標準井上進行檢驗 , 其工作量大 。本文提出測井電纜注磁系統(tǒng)設計的方法具有運行穩(wěn)定可靠，電纜標定準確性高、系統(tǒng)操作簡便、文件管理方便的特 點。而本文提出的測井電纜注磁系統(tǒng)設計的方法不僅實現(xiàn)了注磁標定全參數(shù)顯示、 故障信息提示以及歷史文件管理等功能 , 而且該系統(tǒng)無論是在軟硬件功能、可靠性、操作與維護 方面 , 還是在電纜標定精度上都完全滿足實際需求。我國陸上的油氣勘探主要是構造一巖性等陷蔽油藏、山前等復雜油氣的勘探。油田勘探與開發(fā)過程中，測井是確定和評價油、氣層的重要手段，也是解決一系列地質問題的重要手段 。 核測井又稱為放射性測井，它是根據(jù)地層巖石及其孔隙流體的核物理性質，研究地層性質、深測油氣等的一類測井方法。套管井測井在某些環(huán)境，如地質和構造已完 全清楚的油田，能完全取代裸眼井電纜測井。③三維感應電阻率、交叉偶極聲波、核磁共振測井儀、電纜地層測試器等研究剛開始。 ⑦永久傳感器應用以引進為主，自研發(fā)能力認識不足。⑩新型的生產(chǎn)測井儀傳感器、編碼及傳輸方式的仿造水平較低。 測井技術經(jīng)過 70 多年的發(fā)展，特別是近十幾年 來，油氣勘探開發(fā)的新的需求成為測井技術發(fā)展的重要動力之一，相關領域的技術進步推動了測井技術的發(fā)展，成像測井的新技術測井項目系列如陣列感應成像測井、微電阻率掃描成像測井、偶極聲波測井、核磁共振測井、模塊式地層測試器等測井新技術以其針對性強、測量信息大且精度高的特點在油氣勘探的油氣儲層識別和評價中正日益發(fā)揮出重要作用，這些測井新技術在國內(nèi)陸上油田勘探開發(fā)中的應用顯示出其良好的應用前景。為適應老油田開發(fā)需要，套管測井儀器系列不斷完善和改進。 2)測井資料應用由單井處理解釋轉向于多井綜合對比分析，以提高解釋符合率。 3)測井采集向陣列化和集成化發(fā)展。 五、主要研究的內(nèi)容、需要重點研究的關鍵問題及解決思路 ：注磁 1 能檢測出峰值為 500mv 的 CCL信號； 2 每檢測出 3 個 CCL 信號，發(fā)出注磁控制信號，正向注磁時間 500ms，反向注磁時間 500ms； 3 每檢測出 10 個 CCL信號，發(fā)出大標注磁控制信號，連續(xù)產(chǎn)生 3 組注磁控制信號； 4 對深度信號進行 計數(shù)，記錄儀器運行的深度。 4 月 11 日 ~5 月 5 日 ：完成系統(tǒng)的初步設計方案 5 月 6 日 ~5 月 28 日：開始整理畢業(yè)設計 5 月 29 日 ~6 月 4 日： 畢業(yè)論文及相關文檔定稿、審查、評閱； 6 月 5 日 ~6 月 9 日： 畢業(yè)設計答辯。學生掌握基礎和專業(yè)知識的情況，解決實際問題的能力， 畢業(yè)論文 (設計 )是否完成規(guī)定任務，達到了學士學位論文的水平，是否同意參加答辯 。 文章設計了一種由單片機 8031 模擬數(shù)控測井儀中的深度系統(tǒng) ,它可實現(xiàn)測井深度、速度的測量、檢測和自動校正。 注磁 。 depth?，F(xiàn)行測井方法中廣泛采用將馬丁代克法和電纜磁標記法兩種方法相結合來保證油層深度測量的準確性。我國陸上的油氣勘探主要是構造一巖性等陷蔽油藏、山前等復雜油氣的勘探。而且，在鉆井過程中，影響深井機械鉆速因素眾多，情況復雜，且各因素對結果的影響難以用一定量公式準確的表達出來。國內(nèi)現(xiàn)有的測井電纜注磁系統(tǒng)大都難以解決電纜累積誤差與深度記號間隔不均勻的問題。 另一種則是井口 ( 室外 ) 標定 , 其特點是接箍信號校正與注磁標定同步進行 , 累計誤差小 , 且操作過程簡單 , 便于維護。提出了一種測井電纜（室內(nèi)） 測井電纜注磁系統(tǒng)設計的方案， 系統(tǒng)實現(xiàn)了注磁標定過程全參數(shù)測控與顯示，安全保護與故障信息 提示，以及歷史文件與標準井刻度尺管理等功能，有效降低了電纜深度記號累積誤差，解決了深度記號不均勻問題。 外國有很多國家已經(jīng)掌握制造生產(chǎn)測井高新科技的技術，具有壟斷性，他們能用先進的科技為石油開采提供支撐。測井儀器目前已經(jīng)經(jīng)歷了五次換代，近幾年來在國內(nèi)陸上油氣田主要使用的是第四代數(shù)控測井儀和第五代成像測井儀。包括自然伽馬測井、自然伽馬能譜測井、密度測井、中子孔隙度測井等。套管井測井能減少儀器故障和井眼不穩(wěn)定所伴隨的裸眼井測井風險，另外，通過較少的測井次數(shù)和使用不太貴的修井或完井鉆機，套管井測井能顯著地降低作業(yè)成本。②高分辨陣列感應電阻率、微掃等聲電成像儀等研究水平低，儀器精度、分辨率、耐溫等與先進儀器相差較大。⑥高 含水情況下，沒有很好的持率測量方法，氧活化、流動成像儀器沒有。⑨國內(nèi)的過套管井地層電阻率、套管井地層測試器、過套管密度儀及水流儀研究空白。（ 13）大斜度、水平井測井方法、儀器及解釋 模型研究力量較弱。通過各種傳感器集成，以及電子線路和電源共用，縮短儀器長度，提高測井時效，降低服務成本。安全環(huán)保要求使非化學源的核測量探頭得到進一步商業(yè)化應用。測井應用軟件的采集、處理、數(shù)模轉換、解釋及應用的功能一體化，適應不同層次需要的應用綜合化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和提高決策效率的信息網(wǎng)絡化；測井評價從目前的單井解釋和多井評價，發(fā)展為以測井為主導在地質認識約束下的具有多學科結合特征的油氣藏測井評價技術，為油氣勘探開發(fā)提供重要保障。在今后的發(fā)展進程中，進一步加強基礎理論的應用性研究、儀器制造、實驗方 法與手段、軟件開發(fā)、科研開發(fā)的組織管理，測井科技發(fā)展必須要突出自主創(chuàng)新的作用，采取自主研發(fā)、合作研發(fā)、技術引進等多種方式，提高自主創(chuàng)新能力，實現(xiàn)跨越式發(fā)展，快速提升我國測井技術整體水平，縮小與西方國家的差距。 解決思路：用一個整波電路和一個驅動電路來分別解決這些問題 (3)方案論證 測井電纜 圖 1 測井電纜圖 用途 承荷探測電纜屬電氣裝備用電纜，其主要功用是承受拉力、系統(tǒng)供電、訊號傳輸、深度控制。 執(zhí)行標準 承荷探測電纜執(zhí)行企業(yè)標準，（高于 SY/T660020xx 和 JB/T3302 標準）目前可生產(chǎn) 150℃ 、 180℃ 、 232℃ 、 260℃ 四人溫度級，電纜直徑范圍 ～，單芯至七芯等三十多個品種的承荷探測電纜。隨著測井行業(yè)標準和測井作業(yè)任務時效要求的不斷提高 , 需要有新的方法來進一步提高標定深度記號的精度與時效。測井電纜注磁系統(tǒng)設計方法的原理是依據(jù)標準井井下套管為參考深度對測井電纜進行注磁。 另外井下套管的長度基本都在 10 m 左右 , 相對于 25 m 的標準記 號至少可以校正 2 次以上 , 完全可以達到作業(yè)所需的精度要求。 （ 3) 電纜深度記號標定裝置具有較好的可靠性和穩(wěn)定性 , 對井下信號和控制信號的處理快捷準確 , 在數(shù)據(jù)顯示、深度校正、成果文檔輸出等 方面技術具有一定的先進性 , 適應國內(nèi)測井隊伍作業(yè)的需要 。事實上，鉆工利用 100 英尺的鋼卷尺測量從井眼中拉出的鉆桿長度以確定井的總深度。因此，必須使電纜做磁記號時的負荷與相對應長度時的實際負荷相等。 ．測井電纜注磁系統(tǒng)設計的工作原理與系統(tǒng)結構 測井 電纜 注磁標定裝置 (下圖 )包括固定式電纜絞車、地滑輪、光電編碼器( 取代了井口馬達 )、天滑輪、張力傳感器、消磁器 / 注磁器、檢磁器、井下儀器。 測井電纜注磁系統(tǒng)的設計方法將井下的每一節(jié)套管都作為標準尺 , 井下儀器每接收到 1 根套管就對系統(tǒng)深度進行 1 次修正 ,根據(jù)所修正的深度對測井電纜進行注磁 , 標定出 25m 及 500 m 的標準深度記號。所以標定出的深度記號不但比較均勻 , 而且消除了有測井電纜深度記號以來一直都無法消除的累計誤差 , 解決了長期困擾測井深度記號。由深度卡、同步馬達、編碼器、井口馬達等構成 ,為測井過程提供深度采樣驅動。 ②判斷測井方向及深度預置 (通過鍵盤 )。 系統(tǒng)硬件框圖如圖 3 所示。深度編碼器由編碼盤和數(shù)據(jù)采集電路組成 , 編碼盤的結構如圖 4 所示。數(shù)據(jù)采集電路完成電纜移動信號到電脈沖的轉換及整形 , 其原理圖如圖 5所示 : 圖 5 深度編碼器 通過對圖中的 R R6 選擇不同的阻值可以 改變接收三極管輸出高電壓的幅度。設接收二極管的導通電阻為Ron, 截止電阻為 Roff , 則根據(jù) CD4903 觸發(fā)電平的大小可知 : 5+5R Ucc URon R ??+T ； 5+5R Ucc URoff R ??T ； 其 中 U+T=， UT =,因此 R5 取 ? 是比較合適的。 深度信息的檢測是以 8031 單片機為中心組成的現(xiàn)場控制系統(tǒng) , 主要完成深度計數(shù)、井下儀器移動方向檢測、測井速度檢測、誤差校正、數(shù)據(jù)傳輸并送顯示電路顯示井下測井儀器的深度、移動速度的測量結果。地址鎖存器采用 74LS373, 它使 EPROM 與 CPU 之間地址總線與數(shù)據(jù)總線分時復用。 2)程序存儲擴展級 該部分 主要完成程序的存儲和運行 , 2764 為外部程序存儲器 , 由于 2764不存在與其它程序儲器地址沖突的問題 , 所以將 CE端接地 , 使其始終保持選通狀態(tài)。 擴展鍵盤和顯示電路 由于 8031的 P0與 P1口的一部分已被用于擴展程序存儲器 , 所以剩下的端口要同時擴展鍵盤的八位顯示就必須擴展 I/O 接口。 RD、 WR 與 8031 的 RD、 WR直接相連 , 可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)由I/O 端口的輸入輸出 , Reset 復位與 8031 的 Reset 直接相連 , 使 8155 與 8031同時復位。數(shù)據(jù)線 AD0～ AD7, 完成一次端口輸入操作 (在寫信號 WR有效時 ),在 AD0～ AD7將數(shù)據(jù)寫入后便可在端口線上輸出數(shù)據(jù)。在獲得測井的速度信息后 , 能夠將深度和速度信息送數(shù)碼管上顯示。程序分為三個層次 , 它們是 : 1) 主控模塊完成功能要求說明 , 提供軟件設計項目供用戶選擇 。 主 程序框圖如圖 6 所示。為了提高深度脈沖信號的抗干擾能力，我們將 A+,A,B+,B四路深度脈 沖信號經(jīng)過如圖 7 所示的深度信號預處理電路變成 A,B 兩組脈沖信號，如圖 7 所示。的方波組成。我們采用單片機直接編程的方法來實現(xiàn)深度信號，這樣可以靈活地通過軟件編程實現(xiàn)方波相位差為 90，并且硬件接口也比較簡單。深度信號的頻率可以通過讀取端口數(shù)據(jù)來改變，在 PCA 捕捉／比較模塊中斷程序中，當深度脈沖信號 A 處于上升沿時進人中斷判斷信號 B，由信號 B 的電平高低來確定深度方向，深度向下時深度計數(shù)累加，深度向上時深度計數(shù)遞減。 2 個磁鋼同極性對著擺放中間有一個線圈，此時線圈內(nèi)磁通 量為零不變。信號被記錄，由放大器放大再經(jīng)過整形處理，上傳，在電腦上顯示，顯示出來的是毫伏級電壓信號。 其他的應用：除了確定套管接箍外，還可以用于確 定套管的損傷、腐蝕、穿透狀況，在套管破損位置由于套管壁厚的變化也會發(fā)生磁場強度的變化，但是很弱幾乎看不到變化。磁定位道由輸入信號纜芯選擇繼電器、面板調(diào)節(jié)電位器、有源濾波器、同相放大器、窗口濾波放大器、基值調(diào)零等部分組成。系統(tǒng)實現(xiàn)了注磁標定過程全參數(shù)測控與顯示，安全保護與故障信息提示，以及歷史文件與標準井刻度尺管理等功能，有效降低了電纜深度記號累積誤差，解決了深度記號不均勻問題。該系統(tǒng)將 IDW 的 2 路編碼器設為 1 組 , 單芯測井電纜和多芯測井電纜各 1組。 PCLD 782支持 16位隔 離輸入 ,用于檢測纜速控制及張力控制的手動 /自動切換開關狀態(tài)。 測井電纜注磁標定控制系統(tǒng)的主要功能要求包括 ,系統(tǒng)配置參數(shù)設置 :設置 PCI 178 CL818HG、 PCL 727 卡的基地址、單芯 / 多芯測井電纜的張力折算系數(shù)、IDW 米脈沖數(shù) ,以及 IDW 測量輪的磨損量 。標準井參數(shù) :修正測井電纜注磁標定的整體偏差與局部偏差 。 歷史記錄 : 可按不同速度回放歷史注磁標定過程中的速度曲線、張力曲線、注磁曲線以及注磁點磁信號的強度波形 實時測控 在注磁標定過程中 ,系統(tǒng)實時采集檢測現(xiàn)場張力、轉 速等信號 ,實現(xiàn)直流電機的轉速、電纜張力的自動控制 ,并根據(jù)測井電纜當前計量的長度實時控制注磁器的狀態(tài)。在測井電纜注磁標定過程中，測井電纜所承受的張力與測井電纜運行的速度相互影響。在測井電纜注磁標定過程中 , 測井電纜所承受的張力與測井電纜運行的速度相互影響。對于張