随着经济的飞速发展, 石油的需求量越来越大, 而石油又是一种不可再生资源。因此, 如何保障本国石油的供应, 已经成为各个国家优先思考的问题。目前,我国许多正在开采的油田都已经到了开采的末期, 急需大量的新油田来稳定我国石油的供应。近年来, 随着我国重视程度不断增加,研制出了许多新的石油测井仪器。这些测井仪器的出现对于寻找新油田、提高现有油田的开采效率起到至关重要的作用。本文介绍了目前石油测井仪器发展的现状,阐述了嵌人式石油测井仪器的设计过程。
1 石油测井仪器发展的现状
传统的石油测井仪器在使用过程中,需要大量的配套设备和操作人员, 测井的成本非常高。而且在测量油井时, 采油工作必须暂时停止, 影响了石油开采的效率。随着各国对石油测井技术的研究越来越重视, 石油测井技术取得了飞速的发展, 石油测井仪器的功能越来越强大, 测井的效率越来越高。其中,嵌人式石油测井仪器由于其具有双向通信功能、数据传输的速度快、测量成本低等特点得到广泛应用。但是,由于目前石油测井仪器在生产和制造的过程中, 没有制定相应的标准,许多企业的测井仪器都是根据自己的设计进行成产, 导致目前市面上的测井仪器种类繁多、毫无秩序。由于测井过程中,地面上接收数据的设备只能接受特定的信号。因此,各个厂家之间不同的设备无法兼容。这给石油测井仪器的发展带来了巨大的困扰。一方面, 地面设备在设计时必须考虑尽可能多地接受信号,使其应用范围更广; 另一方面,由于其扩大了信号接受范围, 导致仪器的元件和体积变大, 增加了设备的成本, 灵活性也大大降低。
2 嵌入式石油测井仪器的设计研究
2.1 系统方案的设计研究
目前, 石油测井仪器的系统主要由两部分组成: 井上设备和井下设备。井上设备由测井仪、计算机、电源装置、显示器等组成。其中电源装置采用直流电源,主要为测井仪提供工作电压。测井仪的作用是接收井下仪器传输上来的各种信号。通常油井的深度比较深,因此信号在长距离传输的过程中,信号强度会有所减弱,而且容易参人其它不相干的信号。因此,测井仪在接收到信号之后, 还要采用一些相应的信号处理仪器对这些信号进行相应的处理。经过处理后的数据传输到计算机中,由计算机中的软件对信号进行分析和处理。井下设备的主要作用是对油井进行测量, 然后将得到的数据传输到地面设备中。它主要由电缆遥测短节以及各种不同功能的传感器组成。由于各个传感器的功能各不相同,因此要特别注意传感器的组合方式。目前, 采用较多的组合方式是根据传感器采集的信号进行分类,将同一类型的信号进行汇集, 然后传输到地面设备中。电缆遥测短节的功能是设置一条总线使井下的各个测井设备之间可以互相连。
2.2 硬件系统的设计研究
目前, 大多数的嵌人式石油测井仪器的硬件系统设计中, 都是设计不同的电路对不同的信号进行处理。比如, 在处理编码信号时,由于编解码芯片具有结构简单、功能强大的特点,因此多采用编解码芯片。对处理模拟信号时, 采用的是放大倍数不同的滤波器。因此,使得整个硬件系统的体积变大,设备的灵活性降低。而且由于设备中采用了大量的电子元件,因此影响了系统运行的稳定性和可靠性。因此, 未来硬件系统设计研究的重点是采用一条通用的信号采集通路对不同的信号进行处理, 以精简硬件系统,提高硬件系统
的效率。
2.3 软件系统的设计研究
随着人们对集成电路芯片技术的研究更加深人, 芯片的设计问题已经被解决。因此,目前各个厂家在设备设计上的竟争主要集中在软件系统上。目前, 比较流行的系统是嵌人式系统, 而将嵌人式系统与Linux软件进行结合, 成了目前发展的趋势。iLnux的特点是占用内存小、处理效率高、兼容性强。iLnux自身的功能完备, 可以独立建立嵌人式系统所需的操作环境,而且不会受到嵌人式系统中仿真工具问题的影响。一个基于iLnux的嵌人式系统主要由以下几部分构成。第一,iLnux内核。iLnux内核由虚拟系统、启动系统等组成。第二,引导程序。引导程序可以协助系统的运行, 自动寻找系统运行需要的文件。第三, 初始化进程。初始化进程主要是在系统启动的时候运行,其它进程的运行都是以它为基础。第四, 硬件驱动程序。如果系统的驱动程序出现问题,
会导致系统崩溃, 造成严重的问题, 而硬件驱动系统可以对系统的驱动程序运行引导。
3 结语
在对油井测量的过程中, 采用嵌人式石油测井仪器可以大大提高测井的准确性, 节省大量的人力物力资源,提高企业的生产效率。目前,嵌人式石油测井仪器的研究还处于初级阶段, 未来还有很长的一段路要走。
