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测井电缆传输系统中编码方法研究

王泉  
【摘要】:测井作为地球物理的一门应用技术,已经有半个世纪以上的历史。今天,随着计算机技术和数字技术的应用,测井已经成为石油普查、地质勘察等各个阶段不可缺少的重要生产环节。在测井过程中会产生大量的测井数据,如井温、井下压力、声波曲线、自然伽玛、深浅侧向、自然电位参数等,大批量的数据都需要及时的通过各种传输方式传送到地面单元,而后通过对这些测量数据的分析、处理和解释,可以及时有效地进行综合的地层评价,正确有效的完善整个测井过程。 测井数据传输系统就是通过适当的通信方式,将地面单元发送的命令传送至井下单元,井下单元根据接收到的命令控制井下仪器进行数据采集,并将采集到的数据传送给地面单元。测井数据传输系统的性能是决定测井效率和测井质量的关键因素之一,研究和设计高速的、实时的测井数据传输系统也是测井技术近几年发展的重要方向之一。 本文研制了一种应用于地质测井系统中的高速数据传输系统。在该系统中数据传输的媒介是4芯电缆;地面单元与井下单元采用全双工的方式进行数据通信,采用时分复用的技术消除下行信号对上行信号的干扰,即在同一时刻,信道上只会出现一种信号,相当于半双工方式进行数据通信;下行数据和上行数据采用脉冲间隔编码,该数据编码方法为一种高密度的数据编码;数据的编码和解码都是通过单片机软件程序实现的。 在本文第一章,首先介绍了课题的来源、背景和研究意义,还有国内外的发展状况及差距。 第二章对数据传输系统中的一些概念,如传输介质、通信系统的性能指标、通信信道的频率特性、通信线路的工作方式和信号的传输模式作了简单的介绍,接着分析了4芯测井电缆的传输特性,然后对应用在测井电缆传输系统中的几种编码方法进行了分析说明,最后介绍了高速数据传输系统的具体实现方法。 第三章介绍了系统的硬件电路设计,包括地面单元电路设计和井下单元电路设计。地面单元硬件电路设计分为:PC接口电路、下行信号编码电路、下行信号驱动电路、上行信号解码电路和上行信号接收电路。井下电路设计分为:上行信号编码电路、上行信号驱动电路、下行信号解码电路、下行信号接收电路和井下仪器接口电路。 第四章介绍了系统的软件程序设计,分为地面单元程序设计和井下单元程序设计。地面单元程序设计分为串行口中断程序、定时器中断编码程序和脉冲捕获中断程序。井下单元程序设计有脉冲捕获解码程序、与井下仪器接口程序、INTO和INT1中断编码程序。 第五章为地面单元和井下单元数据通信测试及结果分析。 最后经过测试,在该传输系统上进行数据传输,信号抗干扰能力强、性能可靠、误码率低,传输速率可以达至(?)115kbit/s。完全可以满足目前数控测井仪的100kbit/s的基本数据传输速率。并且在该系统中提出的编码方法仍有进一步研究的空间,如果减少码元“0”和“1”的时间间隔,在通频带固定的信道中就可以传输更多的数据。


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