DSP芯片在超聲波鉆井液測漏儀中的應用
2012-12-26
鉆井是石油及天然氣開采的重要環節，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性能的泥漿作為鉆井液。它是由多種原料根據井下的地質情況按適當的比例配制成的，其費用約占整個鉆井成本的三分之一。由于井下地層結構的復雜性，常常遇到裂縫和有孔隙的地層，造成泥漿漏失，這不僅嚴重影響鉆井作業的進行，造成經濟上不必要的損失，而且泥漿是一種有害物質，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境。發生泥漿漏失現象后，最為重要的是盡可能準確地找出漏失位置，以便調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時性和漏失量較小時溫度變化不明顯等因素的影響，這種方法不能準確地測定泥漿漏失位置。另一種是采用流量計直接測量流速的變化，以此確定泥漿的漏失位置[2]。但由于受測量環境本身的制約，所使用的流量計中含有轉子等可動部件，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。
被引導的用戶程序必須事先經過匯編、連接，以生成DSP能夠認識的機器代碼。在生成的程序代碼前還必須加入一個引導頭。引導頭的具體結構見參考文獻[3]，其作用是：
(1)實現字長為32位的DSP與8位、16位或32位外部程序存儲器的接口。
(2)實現高速DSP與低速ROM的接口。
(3)實現用戶程序與DSP片內存儲空間的匹配。
2.4 數據處理
采用TMS320VC33的定時器1每隔100ms發送一串數目固定的脈沖型激勵信號，該激勵信號經放大和驅動后再經DSP控制交替地施加到兩只超聲波傳感器上。當一只傳感器處于發送狀態時，另一只就處于接收狀態，即每只傳感器每隔200ms完成一次收和發。接收到的超聲波信號又經過放大和整形后送入DSP的引腳，同時利用TMS320VC33的定時器2檢測從發送到接收所用的時間，進而根據(3)式計算出對發和對收的時間差，再由(4)式通過浮點運算計算出泥漿流速，并將結果存儲在DS1251中。在存儲數據的同時，利用DS1251片內的時鐘，將該數據所對應的時間也一并存儲在數據區內。這就為地面將流速與深度對應起來提供了基礎，因為在井下通過DS1251計時的同時，地面也有一套與之同步的計時器對時間與深度進行了相應的記錄。
來源 電能質量分析儀 http://www.gffae.cn/
被引導的用戶程序必須事先經過匯編、連接，以生成DSP能夠認識的機器代碼。在生成的程序代碼前還必須加入一個引導頭。引導頭的具體結構見參考文獻[3]，其作用是：
(1)實現字長為32位的DSP與8位、16位或32位外部程序存儲器的接口。
(2)實現高速DSP與低速ROM的接口。
(3)實現用戶程序與DSP片內存儲空間的匹配。
2.4 數據處理
采用TMS320VC33的定時器1每隔100ms發送一串數目固定的脈沖型激勵信號，該激勵信號經放大和驅動后再經DSP控制交替地施加到兩只超聲波傳感器上。當一只傳感器處于發送狀態時，另一只就處于接收狀態，即每只傳感器每隔200ms完成一次收和發。接收到的超聲波信號又經過放大和整形后送入DSP的引腳，同時利用TMS320VC33的定時器2檢測從發送到接收所用的時間，進而根據(3)式計算出對發和對收的時間差，再由(4)式通過浮點運算計算出泥漿流速，并將結果存儲在DS1251中。在存儲數據的同時，利用DS1251片內的時鐘，將該數據所對應的時間也一并存儲在數據區內。這就為地面將流速與深度對應起來提供了基礎，因為在井下通過DS1251計時的同時，地面也有一套與之同步的計時器對時間與深度進行了相應的記錄。
來源 電能質量分析儀 http://www.gffae.cn/
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