НАЗЕМНАЯ СТАНЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО СЕЙСМИЧЕСКОГО ПРОФИЛИРОВАНИЯ

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ВЕРТИКАЛЬНОЕ СЕЙСМИЧЕСКОЕ ПРОФИЛИРОВАНИЕ 7
1.1. Метод ВСП 7
1.2. Модификации метода ВСП 8
1.3. Направления развития ВСП 11
2. МОДУЛЬ ПРЕОБРАЗУЮЩИЙ ETHERNET В UART 14
2.1. Краткое описание протоколов TCP и UDP 14
2.1.1. Основы UDP 14
2.1.2. Основы TCP 15
2.3. Ethernet мост Wiznet W5500 17
2.4. Интеллект конвертера Ethernet-UART 20
2.5. Модульное исполнение конвертера Ethernet-UART 23
3. МОДУЛЬ СИНХРОНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКАМИ
СЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ 25
3.1. Функционал системы синхронизации 25
3.2. Аппаратная архитектура модуля 25
3.2.1. Блок питания 25
3.2.2. Входной аттенюатор 26
3.2.3. Контроллер процесса 27
3.3. Протокол связи 31
3.4. Алгоритм работы программного обеспечения 33
3.5. Корпус модуля 36
4. БЛОК ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПОЛЯРНОСТИ 38
5. НАЗЕМНЫЕ КАНАЛЫ СЕНСОРОВ ВИБРАЦИЙ 41
5.1. Архитектура аппаратной части сенсора 41
5.2. Алгоритм ПО с низким энергопотреблением 48
5.3. Усилитель мощности на 2.4 ГГц 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 56
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Купить

ВСП - вертикальное сейсмическое профилирование - один из методов скважинной сейсморазведки, в основе которого лежит изучение особенностей волнового поля во внутренних точках среды применительно к решению целого ряда задач по геологическому строению в зоне, близлежащей к каротируемой скважине. В общем комплексе скважинной геофизики данные ВСП существенно расширяют информацию об особенностях строения и физических свойствах среды, как в стволе скважины, так и околоскважинном пространстве. Сейсмические наблюдения в скважинах методом ВСП особенно востребованы на стадии доразведки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений. Получаемая информация о строении разреза в околоскважинном пространстве на удалениях нескольких сот метров, а в благоприятных условиях до 1.5 км, позволяет оптимизировать выбор точек заложения доразведочных и эксплуатационных скважин, снижая вероятность их непродуктивности [1].
В основных районах нефтегазовой добычи нашей страны объемы скважинных сейсмических исследований методом ВСП непрерывно растут. Поэтому одной из перспективных и актуальных направлений в нефтегазовой промышленности является автоматизация процессов по скважинной сейсморазведке.
Процесс сейсморазведки, в частности ВСП требует целый аппаратурный комплекс для проведения измерений. Аппаратурный комплекс для ВСП принято разделять на глубинные зонды и наземные каналы. Управление осуществляется диспетчером через блок управления. Диспетчер вынужден вручную осуществлять управление лебедкой, выставляющий глубину зонда, в случае необходимости вручную ориентируясь по показаниям прибора прижимать лапу зонда к стенке скважины и запускать измерение. Запуск измерения также осуществляется вручную, при этом включается источник сейсмического воздействия, а для анализа направленных характеристик колебаний рядом с источником размещаются наземные каналы сенсоров «морковок». Весь процесс повторяется с дискретным изменением глубины.
Автоматизация процесса сейсмических исследований ВСП значительно увеличит производительность процесса и облегчит работу диспетчера. Для автоматизации целого аппаратного комплекса необходимо программно-аппаратная модификация каждой системы ВСП, а именно:
• Контроль и мониторинг системы энергообеспечения, системы синхронизации источника сейсмического воздействия и системы управления глубинными зондами по сетевому каналу Ethernet. При этом система должна иметь программно-аппаратное решение позволяющее оперировать с протоколами транспортного уровня TCP или UDP. Данная модификация позволяет диспетчеру удаленно выполнять процедуру ВСП, что может быть ключевым аспектом в локально критических условиях.
• Модификация наземных каналов путем исключения проводной передачи данных и переходом к беспроводным каналам связи. Есть множество решений для этой задачи, однако потенциал очевиден. Кроме удобства размещения, в местах с трудностью протягивания кабелей линии связи данное решение уменьшает время развертывания на предполагаемой местности.
• Система управления контроллерами источников сейсмического воздействия. Данная система является связующим звеном между программным обеспечением верхнего уровня, являющимся интеллектом всего процесса проведения ВСП, и аппаратной частью источника. Модификация позволяет программе управлять физическим воздействием, с возможностью точного запуска и остановки воздействия.
• Управление электромеханическими частями глубинных зондов. Как и в предыдущем пункте передает управление программе.
Каждая из этих модификаций требует реализацию отдельных модулей и разработку эффективного программного обеспечения для их функционирования. Это весьма длительный и трудоемкий процесс, решение которого описывается в данной работе.
Цель данной работы: Разработать программно-аппаратный комплекс синхронизации и контроля наземных каналов для системы вертикального сейсмического профилирования
В связи с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:
> Разработать модуль преобразующий протокол ETHERNET в UART
• Разработать схему электрическую принципиальную
• Разработать топологию печатной платы
• Реализовать гибкое программное обеспечение, осуществляющее прием/передачу по протоколам транспортного уровня TCP и UDP
> Разработать модуль синхронизации и управления источниками сейсмического воздействия
• Разработать схему электрическую принципиальную
• Разработать топологию печатной платы
• Разработать протокол связи (по ethemet)
• Реализовать программное обеспечение низкого уровня
> Разработать блок переключателей полярности для скважинного прижима
• Разработать схему электрическую принципиальную
• Разработать топологию печатной платы
• Реализация программного обеспечения низкого уровня
> Разработать беспроводной вибросенсор для наземных каналов измерений
• Разработать схему электрическую принципиальную
• Разработать топологию печатной платы
• Разработать протокол связи (по ZIGBEE)
• Реализация программного обеспечения низкого уровня
• Разработать ВЧ-усилитель мощности для наземных каналов
Купить