DSP芯片在超声波钻井液测漏仪中的应用
2012-12-26
钻井是石油及天然气开采的重要环节，为了保证高效、安全地钻井，防止井漏和井喷，需要在钻井过程中采用具有一定粘结性能的泥浆作为钻井液。它是由多种原料根据井下的地质情况按适当的比例配制成的，其费用约占整个钻井成本的三分之一。由于井下地层结构的复杂性，常常遇到裂缝和有孔隙的地层，造成泥浆漏失，这不仅严重影响钻井作业的进行，造成经济上不必要的损失，而且泥浆是一种有害物质，漏失后会对地下水资源和地层造成污染，危及子孙后代的生存环境。发生泥浆漏失现象后，最为重要的是尽可能准确地找出漏失位置，以便调整泥浆成份和颗粒度，堵塞地层裂缝和其它漏源。历史上采用过的方法主要有两种：一种是用温度传感器监测井下不同深度处的温度变化情况[1]。由于受温度传播的不实时性和漏失量较小时温度变化不明显等因素的影响，这种方法不能准确地测定泥浆漏失位置。另一种是采用流量计直接测量流速的变化，以此确定泥浆的漏失位置[2]。但由于受测量环境本身的制约，所使用的流量计中含有转子等可动部件，而可动部件极易受到钻井中沙粒的影响而造成测量的不可靠或失败。
被引导的用户程序必须事先经过汇编、连接，以生成DSP能够认识的机器代码。在生成的程序代码前还必须加入一个引导头。引导头的具体结构见参考文献[3]，其作用是：
(1)实现字长为32位的DSP与8位、16位或32位外部程序存储器的接口。
(2)实现高速DSP与低速ROM的接口。
(3)实现用户程序与DSP片内存储空间的匹配。
2.4 数据处理
采用TMS320VC33的定时器1每隔100ms发送一串数目固定的脉冲型激励信号，该激励信号经放大和驱动后再经DSP控制交替地施加到两只超声波传感器上。当一只传感器处于发送状态时，另一只就处于接收状态，即每只传感器每隔200ms完成一次收和发。接收到的超声波信号又经过放大和整形后送入DSP的引脚，同时利用TMS320VC33的定时器2检测从发送到接收所用的时间，进而根据(3)式计算出对发和对收的时间差，再由(4)式通过浮点运算计算出泥浆流速，并将结果存储在DS1251中。在存储数据的同时，利用DS1251片内的时钟，将该数据所对应的时间也一并存储在数据区内。这就为地面将流速与深度对应起来提供了基础，因为在井下通过DS1251计时的同时，地面也有一套与之同步的计时器对时间与深度进行了相应的记录。
来源 电能质量分析仪 http://www.hncsw.net/
被引导的用户程序必须事先经过汇编、连接，以生成DSP能够认识的机器代码。在生成的程序代码前还必须加入一个引导头。引导头的具体结构见参考文献[3]，其作用是：
(1)实现字长为32位的DSP与8位、16位或32位外部程序存储器的接口。
(2)实现高速DSP与低速ROM的接口。
(3)实现用户程序与DSP片内存储空间的匹配。
2.4 数据处理
采用TMS320VC33的定时器1每隔100ms发送一串数目固定的脉冲型激励信号，该激励信号经放大和驱动后再经DSP控制交替地施加到两只超声波传感器上。当一只传感器处于发送状态时，另一只就处于接收状态，即每只传感器每隔200ms完成一次收和发。接收到的超声波信号又经过放大和整形后送入DSP的引脚，同时利用TMS320VC33的定时器2检测从发送到接收所用的时间，进而根据(3)式计算出对发和对收的时间差，再由(4)式通过浮点运算计算出泥浆流速，并将结果存储在DS1251中。在存储数据的同时，利用DS1251片内的时钟，将该数据所对应的时间也一并存储在数据区内。这就为地面将流速与深度对应起来提供了基础，因为在井下通过DS1251计时的同时，地面也有一套与之同步的计时器对时间与深度进行了相应的记录。
来源 电能质量分析仪 http://www.hncsw.net/
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