随钻声波测井井下仪器维护与保障系统方案设计.doc

摘 要
石油被誉为“液体黄金”，在世界经济和战略中都占据十分重要的位置。随着我国经济的发展和国民生活水平的提高，对石油的需求逐年增加。这对我国在石油探测方面提出了更高的要求。声波测井作为应用最为广泛的现代油气测井方法之一，历经几十年的发展已经成为了一个独立的学科。
随钻声波测井井下仪器维护与保障系统的研制是中海油服公司重大科研项目“随钻声波测井技术研究”的子课题，目的是自主研发具有实际应用价值的、先进的随钻声波测井仪及其相关产品，打破国外技术和设备垄断。维护与保障系统结合当前流行的嵌入式Linux系统，利用串口通信实现对井下仪器命令的下发、数据的读取，通过USB总线完成命令的接收以及同上位机的数据双向传输，借助以太网完成远程数据的准确传输。为了能在不拆卸仪器的现场应用环境下及时更新井下仪器电路中的程序，还利用串口模拟JTAG口完成井下仪器电路中DSP和CPLD的程序更新下载。该系统有效地增强了随钻声波测井井下仪器的便捷性和可维护性，同时具有较强的扩展性。
针对随钻声波测井及其井下仪器的特殊性，本文着重阐述了基于ARM9微处理器和嵌入式Linux系统的随钻声波测井井下仪器维护与保障系统的设计。首先对系统的硬件电路的设计进行了阐述，包括总体结构、芯片选型、时钟控制电路、通信接口电路、电源及复位等各功能电路的设计；其次，阐述了本系统的部分软件设计，包括嵌入式Linux系统的构建、串口、USB口和网口的驱动开发；最后，对本系统的单板调试和系统联调中遇到的问题进行分析并提出解决方法。实际试验结果表明了随钻声波测井井下仪器维护与保障系统设计的正确性和必要性。


关键词：随钻声波测井，嵌入式Linux系统，驱动开发，数据传输