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DSP芯片在超聲波鉆井液測漏儀中的應(yīng)用
2012-12-26
鉆井是石油及天然氣開采的重要環(huán)節(jié)，為了保證高效、安全地鉆井，防止井漏和井噴，需要在鉆井過程中采用具有一定粘結(jié)性能的泥漿作為鉆井液。它是由多種原料根據(jù)井下的地質(zhì)情況按適當(dāng)?shù)谋壤渲瞥傻?，其費(fèi)用約占整個(gè)鉆井成本的三分之一。由于井下地層結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，常常遇到裂縫和有孔隙的地層，造成泥漿漏失，這不僅嚴(yán)重影響鉆井作業(yè)的進(jìn)行，造成經(jīng)濟(jì)上不必要的損失，而且泥漿是一種有害物質(zhì)，漏失后會對地下水資源和地層造成污染，危及子孫后代的生存環(huán)境。發(fā)生泥漿漏失現(xiàn)象后，最為重要的是盡可能準(zhǔn)確地找出漏失位置，以便調(diào)整泥漿成份和顆粒度，堵塞地層裂縫和其它漏源。歷史上采用過的方法主要有兩種：一種是用溫度傳感器監(jiān)測井下不同深度處的溫度變化情況[1]。由于受溫度傳播的不實(shí)時(shí)性和漏失量較小時(shí)溫度變化不明顯等因素的影響，這種方法不能準(zhǔn)確地測定泥漿漏失位置。另一種是采用流量計(jì)直接測量流速的變化，以此確定泥漿的漏失位置[2]。但由于受測量環(huán)境本身的制約，所使用的流量計(jì)中含有轉(zhuǎn)子等可動部件，而可動部件極易受到鉆井中沙粒的影響而造成測量的不可靠或失敗。
被引導(dǎo)的用戶程序必須事先經(jīng)過匯編、連接，以生成DSP能夠認(rèn)識的機(jī)器代碼。在生成的程序代碼前還必須加入一個(gè)引導(dǎo)頭。引導(dǎo)頭的具體結(jié)構(gòu)見參考文獻(xiàn)[3]，其作用是：
(1)實(shí)現(xiàn)字長為32位的DSP與8位、16位或32位外部程序存儲器的接口。
(2)實(shí)現(xiàn)高速DSP與低速ROM的接口。
(3)實(shí)現(xiàn)用戶程序與DSP片內(nèi)存儲空間的匹配。
2.4 數(shù)據(jù)處理
采用TMS320VC33的定時(shí)器1每隔100ms發(fā)送一串?dāng)?shù)目固定的脈沖型激勵(lì)信號，該激勵(lì)信號經(jīng)放大和驅(qū)動后再經(jīng)DSP控制交替地施加到兩只超聲波傳感器上。當(dāng)一只傳感器處于發(fā)送狀態(tài)時(shí)，另一只就處于接收狀態(tài)，即每只傳感器每隔200ms完成一次收和發(fā)。接收到的超聲波信號又經(jīng)過放大和整形后送入DSP的引腳，同時(shí)利用TMS320VC33的定時(shí)器2檢測從發(fā)送到接收所用的時(shí)間，進(jìn)而根據(jù)(3)式計(jì)算出對發(fā)和對收的時(shí)間差，再由(4)式通過浮點(diǎn)運(yùn)算計(jì)算出泥漿流速，并將結(jié)果存儲在DS1251中。在存儲數(shù)據(jù)的同時(shí)，利用DS1251片內(nèi)的時(shí)鐘，將該數(shù)據(jù)所對應(yīng)的時(shí)間也一并存儲在數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)。這就為地面將流速與深度對應(yīng)起來提供了基礎(chǔ)，因?yàn)樵诰峦ㄟ^DS1251計(jì)時(shí)的同時(shí)，地面也有一套與之同步的計(jì)時(shí)器對時(shí)間與深度進(jìn)行了相應(yīng)的記錄。
來源 電能質(zhì)量分析儀 http://www.91zenqing.cn/
被引導(dǎo)的用戶程序必須事先經(jīng)過匯編、連接，以生成DSP能夠認(rèn)識的機(jī)器代碼。在生成的程序代碼前還必須加入一個(gè)引導(dǎo)頭。引導(dǎo)頭的具體結(jié)構(gòu)見參考文獻(xiàn)[3]，其作用是：
(1)實(shí)現(xiàn)字長為32位的DSP與8位、16位或32位外部程序存儲器的接口。
(2)實(shí)現(xiàn)高速DSP與低速ROM的接口。
(3)實(shí)現(xiàn)用戶程序與DSP片內(nèi)存儲空間的匹配。
2.4 數(shù)據(jù)處理
采用TMS320VC33的定時(shí)器1每隔100ms發(fā)送一串?dāng)?shù)目固定的脈沖型激勵(lì)信號，該激勵(lì)信號經(jīng)放大和驅(qū)動后再經(jīng)DSP控制交替地施加到兩只超聲波傳感器上。當(dāng)一只傳感器處于發(fā)送狀態(tài)時(shí)，另一只就處于接收狀態(tài)，即每只傳感器每隔200ms完成一次收和發(fā)。接收到的超聲波信號又經(jīng)過放大和整形后送入DSP的引腳，同時(shí)利用TMS320VC33的定時(shí)器2檢測從發(fā)送到接收所用的時(shí)間，進(jìn)而根據(jù)(3)式計(jì)算出對發(fā)和對收的時(shí)間差，再由(4)式通過浮點(diǎn)運(yùn)算計(jì)算出泥漿流速，并將結(jié)果存儲在DS1251中。在存儲數(shù)據(jù)的同時(shí)，利用DS1251片內(nèi)的時(shí)鐘，將該數(shù)據(jù)所對應(yīng)的時(shí)間也一并存儲在數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)。這就為地面將流速與深度對應(yīng)起來提供了基礎(chǔ)，因?yàn)樵诰峦ㄟ^DS1251計(jì)時(shí)的同時(shí)，地面也有一套與之同步的計(jì)時(shí)器對時(shí)間與深度進(jìn)行了相應(yīng)的記錄。
來源 電能質(zhì)量分析儀 http://www.91zenqing.cn/
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