隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展, 石油的需求量越來越大, 而石油又是一種不可再生資源。因此, 如何保障本國石油的供應(yīng), 已經(jīng)成為各個國家優(yōu)先思考的問題。目前,我國許多正在開采的油田都已經(jīng)到了開采的末期, 急需大量的新油田來穩(wěn)定我國石油的供應(yīng)。近年來, 隨著我國重視程度不斷增加,研制出了許多新的石油測井儀器。這些測井儀器的出現(xiàn)對于尋找新油田、提高現(xiàn)有油田的開采效率起到至關(guān)重要的作用。本文介紹了目前石油測井儀器發(fā)展的現(xiàn)狀,闡述了嵌人式石油測井儀器的設(shè)計過程。
1 石油測井儀器發(fā)展的現(xiàn)狀
傳統(tǒng)的石油測井儀器在使用過程中,需要大量的配套設(shè)備和操作人員, 測井的成本非常高。而且在測量油井時, 采油工作必須暫時停止, 影響了石油開采的效率。隨著各國對石油測井技術(shù)的研究越來越重視, 石油測井技術(shù)取得了飛速的發(fā)展, 石油測井儀器的功能越來越強大, 測井的效率越來越高。其中,嵌人式石油測井儀器由于其具有雙向通信功能、數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣瓤臁y量成本低等特點得到廣泛應(yīng)用。但是,由于目前石油測井儀器在生產(chǎn)和制造的過程中, 沒有制定相應(yīng)的標準,許多企業(yè)的測井儀器都是根據(jù)自己的設(shè)計進行成產(chǎn), 導(dǎo)致目前市面上的測井儀器種類繁多、毫無秩序。由于測井過程中,地面上接收數(shù)據(jù)的設(shè)備只能接受特定的信號。因此,各個廠家之間不同的設(shè)備無法兼容。這給石油測井儀器的發(fā)展帶來了巨大的困擾。一方面, 地面設(shè)備在設(shè)計時必須考慮盡可能多地接受信號,使其應(yīng)用范圍更廣; 另一方面,由于其擴大了信號接受范圍, 導(dǎo)致儀器的元件和體積變大, 增加了設(shè)備的成本, 靈活性也大大降低。
2 嵌入式石油測井儀器的設(shè)計研究
2.1 系統(tǒng)方案的設(shè)計研究
目前, 石油測井儀器的系統(tǒng)主要由兩部分組成: 井上設(shè)備和井下設(shè)備。井上設(shè)備由測井儀、計算機、電源裝置、顯示器等組成。其中電源裝置采用直流電源,主要為測井儀提供工作電壓。測井儀的作用是接收井下儀器傳輸上來的各種信號。通常油井的深度比較深,因此信號在長距離傳輸?shù)倪^程中,信號強度會有所減弱,而且容易參人其它不相干的信號。因此,測井儀在接收到信號之后, 還要采用一些相應(yīng)的信號處理儀器對這些信號進行相應(yīng)的處理。經(jīng)過處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C中,由計算機中的軟件對信號進行分析和處理。井下設(shè)備的主要作用是對油井進行測量, 然后將得到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嬖O(shè)備中。它主要由電纜遙測短節(jié)以及各種不同功能的傳感器組成。由于各個傳感器的功能各不相同,因此要特別注意傳感器的組合方式。目前, 采用較多的組合方式是根據(jù)傳感器采集的信號進行分類,將同一類型的信號進行匯集, 然后傳輸?shù)降孛嬖O(shè)備中。電纜遙測短節(jié)的功能是設(shè)置一條總線使井下的各個測井設(shè)備之間可以互相連。
2.2 硬件系統(tǒng)的設(shè)計研究
目前, 大多數(shù)的嵌人式石油測井儀器的硬件系統(tǒng)設(shè)計中, 都是設(shè)計不同的電路對不同的信號進行處理。比如, 在處理編碼信號時,由于編解碼芯片具有結(jié)構(gòu)簡單、功能強大的特點,因此多采用編解碼芯片。對處理模擬信號時, 采用的是放大倍數(shù)不同的濾波器。因此,使得整個硬件系統(tǒng)的體積變大,設(shè)備的靈活性降低。而且由于設(shè)備中采用了大量的電子元件,因此影響了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。因此, 未來硬件系統(tǒng)設(shè)計研究的重點是采用一條通用的信號采集通路對不同的信號進行處理, 以精簡硬件系統(tǒng),提高硬件系統(tǒng)
的效率。
2.3 軟件系統(tǒng)的設(shè)計研究
隨著人們對集成電路芯片技術(shù)的研究更加深人, 芯片的設(shè)計問題已經(jīng)被解決。因此,目前各個廠家在設(shè)備設(shè)計上的竟爭主要集中在軟件系統(tǒng)上。目前, 比較流行的系統(tǒng)是嵌人式系統(tǒng), 而將嵌人式系統(tǒng)與Linux軟件進行結(jié)合, 成了目前發(fā)展的趨勢。iLnux的特點是占用內(nèi)存小、處理效率高、兼容性強。iLnux自身的功能完備, 可以獨立建立嵌人式系統(tǒng)所需的操作環(huán)境,而且不會受到嵌人式系統(tǒng)中仿真工具問題的影響。一個基于iLnux的嵌人式系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成。第一,iLnux內(nèi)核。iLnux內(nèi)核由虛擬系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)等組成。第二,引導(dǎo)程序。引導(dǎo)程序可以協(xié)助系統(tǒng)的運行, 自動尋找系統(tǒng)運行需要的文件。第三, 初始化進程。初始化進程主要是在系統(tǒng)啟動的時候運行,其它進程的運行都是以它為基礎(chǔ)。第四, 硬件驅(qū)動程序。如果系統(tǒng)的驅(qū)動程序出現(xiàn)問題,
會導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰, 造成嚴重的問題, 而硬件驅(qū)動系統(tǒng)可以對系統(tǒng)的驅(qū)動程序運行引導(dǎo)。
3 結(jié)語
在對油井測量的過程中, 采用嵌人式石油測井儀器可以大大提高測井的準確性, 節(jié)省大量的人力物力資源,提高企業(yè)的生產(chǎn)效率。目前,嵌人式石油測井儀器的研究還處于初級階段, 未來還有很長的一段路要走。
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