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超声井壁扫描成像测井仪研究

李德健  
【摘要】:超声井壁扫描成像测仪是利用回波信号对油井井壁进行扫描成像,通过一个收发一体的超声换能器发射和接收超声波信号,经过相应的处理电路提取出有效地井壁信息,并把信号发送到PC机上进行处理显示,直观检测出井壁的腐蚀、损伤状况。本井壁超声成像测井仪主要是针对油井井壁状况检测而设计的,满足了其体积小等现场环境要求,系统稳定可靠,对国内油井井壁超声检测的硬件电路研发和软件研究具有很大的参考价值。 论文主要介绍了井壁成像测井仪的基本成像原理,在此基础上,介绍了硬件电路设计和显示软件的设计,详细的介绍了仪器主要电路的设计原理和方法,并对部分电路做了仿真分析,给出了电路的实测波形。硬件电路主要包括超声激励发射电路、超声限幅电路、超声放大滤波电路、超声检波电路、A/D电路、FIFO电路、单片机控制电路以及接口电路。其中接口电路介绍了单芯电缆2ASK电流调制驱动电路设计。软件部分包括控制程序的设计和超声软件显示界面的设计。硬件电路主要采用单片机来控制发射电路来激励超声换能器,并控制A/D来转换超声模拟回波信息,同时控制FIFO来对数据进行缓存,最后把回波信息通过接口电路传送到PC机上。软件程序主要是单片机Keil C控制程序的设计和C#.NET软件界面的编写。 该测井仪电路和软件都经过实验验证,获得了良好的激励脉冲,提取了较为理想的微弱回波信号,在PC机上能获得良好的波形和回波信号强弱的伪彩色显示,对小直径油井井壁有比较好的检测效果,对超声测井仪的研究有一定的参考价值。


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