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井下套管探伤组合仪地面信息采集系统研制

尹国平  
【摘要】: 在油田开发中,准确掌握套管的损坏状况,研究其损坏机理及如何采取保护和修补措施具有十分重要的意义。电磁探伤仪和多臂井径仪正是为了及时监测套管状况为油井作业、大修提供全面、准确的套管全貌而被油田采用。MIT多臂井径仪主要是对套管内表面进行描述,定量给出套管内径值;电磁探伤仪能够定性识别套管缺陷、确定其特点,定量的计算出套管的壁厚。如果两种仪器能够同时进行测量,就能得到套管的内径值以及套管的厚度,进而能够计算出套管外表面的变形情况,准确反应套管的全貌,为油田科学合理制定生产井修复工艺提供依据;同时也为油田生产管柱设计、开发措施调整、生产管柱保护提供依据。MIT028多臂井径仪和MID_K电磁探伤测井仪是供电、通讯模式均不同的两种仪器。本课题将研发一套组合测试系统,该系统能实现这两种仪器的组合测量和分析,一次下井测量就能为套管测量提供全面准确的测量数据,大幅缩减施工作业时间,提高工作效率。 组合测试仪的设计主要包括两部分,即地面信息采集系统的研制和井下仪器控制器的设计,而本次课题的前阶段的重点在于对地面信息采集系统的研制。文章系统地分析了组合测试仪的工作原理,介绍了MIT028与MID_K两种仪器的工作原理与总线结构,并对作为Ultrawire设备总线与Sondex的Ultralink遥测系统之间的智能桥梁XTU002井下仪(控制器)的操作原理进行了分析。文章还给出了组合仪器的设计方案,MID_K控制系统的设计方案,数字基带信号传输的基本脉冲编码方案,及SONDEX的Ultralink/Ultrawire协议分析。在硬件设计中文章主要阐述了组合仪地面系统的硬件设计,给出了硬件系统的总框图,并对它们的主要电路单元进行了分析与描述。而在软件实现中文章对PLD、CPLD、FPGA、EDA、VHDL作了简要的介绍,并给出了组合仪的可编程逻辑设计实现方案。 经仿真实验结果证明,研发的地面系统与井下仪XTU002通讯正常,传输数据正确,工作状态稳定。


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