基于FPGA/DSP架构的井下前视声波成像系统的电路设计
文献类型：学位论文
| 作者 | 丁宏宇 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-05-26 |
| 授予单位 | 中国科学院声学研究所 |
| 授予地点 | 声学研究所 |
| 关键词 | 套管井损坏检测 声波成像 FPGA |
| 其他题名 | Circuit Design of an Acoustic Imaging System in Borehole Based on FPGA/DSP Frame |
| 学位专业 | 声学 |
| 中文摘要 | 在油田生产中，对油井套管进行准确的成像检测对于保障油井安全、提高油气采收率都具有重要的意义。传统的井下套管检测局限于下井仪器周向的测量，若遇到变形严重的套管或井下落物将直接导致检测仪器无法下放到检测位置，无法得到套管损坏的情况。本实验室前期设计了一种用于检测油井套管形态的井下前视声波成像实验系统。该系统采用了相控阵超声波扫描技术和一维线阵声波换能器。 本文对这种实验系统的电路部分做了改进，并使其尺寸满足下井仪器要求。在井下前视声波成像系统的数字电路设计中采用现场可编程门阵列（FPGA）、数字信号处理器（DSP）和模数转换器（ADC），构成了‘FPGA+DSP+ADC’的框架。FPGA负责声束形成和整个井下电路的时序，并控制高速AD采样超声回波信号并有序存储。采用专用的数字信号处理芯片DSP作为计算核心，负责对采集到的数据进行叠加、滤波、取包络等处理。 用该系统进行了一系列模拟实验，结果表明：该系统在模拟井下环境的条件下，能够得到套管井的前视声波图像，从而检测出套管井凹陷、井内落物等状态。 |
| 英文摘要 | Accurate damage detection is very important to protect the safety of wells and improve the recovery of oil. Traditional instruments，which focus in radiational detection，can not get into seriously deformed casing boreholes to acquire the results. In our lab a prototype of an acoustic forward-looking imaging system using phased array scanning technology has been developed. It is introduced in this paper that the hardware of the electric part of the prototype is improved by introducing the Field Programmable Gate Array (FPGA) and Digital Signal Processor (DSP) in design of acoustic imaging system in downhole damage detection. The high frequency signal in our system (650 KHz) needs high-rate data acquisition and digitization. FPGA works at high speed; suitable for controlling of high-speed data acquisition. The calculation is intensive in the superposition, filtering, envelope extraction and sampling, so a dedicated digital signal processor DSP is used as the core calculation. A series of simulation experiments were conducted using this system, which demonstrate that the system can detect damages in casing boreholes. |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-05-07 |
| 页码 | 71 |
| 源URL | [http://159.226.59.140/handle/311008/532]  |
| 专题 | 声学研究所_声学所博硕士学位论文_1981-2009博硕士学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 丁宏宇. 基于FPGA/DSP架构的井下前视声波成像系统的电路设计[D]. 声学研究所. 中国科学院声学研究所. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：声学研究所
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