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生产测井系统数据采集软件的设计与开发

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生产测井 测井解释 测井技术 测井作业 测井原理 气藏开采
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第32卷第5期 测井技术 2 2008年10月 Y 008文章编号:1004—1338(2008)05—0435,李谦,李传伟(中国石油集闭测井有限公司测井仪器厂,陕西西安710061)摘要:介绍了生产测井地面系统数据采集软件的设计思想和实现方法。其数据采集方式的硬件环境主要由测井信号采集处理电路、单片机系统、件则基于不同的软件平台分层获取数据。通过底层的设备驱动程序实现对硬件的访问;通过上层的多线程客户软件实现生产测井的数据采集与处理。采用多线程技术处理数据完成地面系统实时多任务的采集软件,满足生产测井数据采集要求。在户态的三参数/七参数生产测井客户软件利用多线程实现测井功能。给出了处于核心态的底层设备驱动程序的主要例程和数据通讯方式。现场应用效果良好,系统具有准确性和实时性,运行稳定可靠,达到了生产测井系统的功能要求。关键词:生产测井;地面系统;数据采集;设备驱动程序;多任务;线程中图分类号:14 文献标识码:I I ∞O.1.Xi'10061,P of a in he of is of of SB is P to in n of P is in in is to SB in up by of is he in he of in ey 习油田开发越来越多地借助生产测井提供的资料了解井况。本文介绍的生产测井地面系统采集软件提供了一种应用于石油工程生产测井领域的数据采集方式,它的硬件环境主要由测井信号采集处理电——————_●—-●-●__●_^—●———_—●———一路、单片机系统、件则基于不同的软件平台分层获取数据[2],通过底层的设备驱动程序实现对硬件的访问,做到实时、高效;通过上层的多线程客户软件实现生产测井的数据采集与处理,采用多线程技术处理数据,使系统的效率大大提升,从而很好地作者简介:王鹏,男,1969年生。高级下程师.从事测井仪器开发与技术管理工作。万方数据·436· 测井技术 2008在完成了生产测井数据采集任务。1 系统功能概述1.1 ]。当操作系统处于核心态时,以执行任何指令,并且可以改变状态;当操作系统处于用户态时,能执行非特权指令。在核心态下,组件可以和硬件交互,组件之间也可以交互。用户程序一般都运行在用户态,当用户程序使用特权指令,操作系统就会借助于硬件提供的保护机制剥夺用户程序的控制权并做出相应处理。如图1所示,上部的方框代表了用户进程,它们运行在私有地址空间中,有4种类型:系统支持进程、服务进程、应用程序和环境子程序。其中,服务进程和应用程序是不能直接调用操作系统服务,它们必须通过子系统动态链接库和系统交互。下部是核心态组件,它们都运行在统一的核心地址空间中。核心类组件包括核心、执行体、硬件抽象层、设备驱动程序和图形引擎等内容。图1 生产测井采集系统描述生产测井数据采集系统主要由生产测井信号采集处理电路、单片机系统、井任务开始后,生产测井井下仪器的信号经过信号的预处理、解码后,送人双端片机系统完成数据通信,响应各种传输请求,完成数据传输的控制。通过现了数据的串并转换,在围硬件电路实现了数据的预处理和采样,送人主机后由生产测井实时多任务采集软件进行处理。该软件在据操作系统的要求,用核心态的设备驱动程序实现数据的底层采集工作,同时在用户态利用现数据实时处理工作。2核心设备驱动程序按照硬件访问机制,作系统和驱动程序运行在以执行任何有效的应用程序运行在能直接实现对端口的操作。为使应用程序实时采集数据,只有通过编写底层驱动程序才能访问硬件,从而获取数据。设备驱动通过应用层和硬件专用代码之间的转化完成任务。2.1 )始化各驱动程序的数据结构,并准备其他驱动程序部分的运行环境。(2)成系统检测到有设备插入动程序通过对设备进行配置,最后调用启动设备例程启动设备。当系统检测到有设备从动程序调用系统撤除例程,撤除该设备所占用的系统资源。(3)于创建设备对象,并把创建的设备对象连接到设备对象堆栈中。(4)放.2驱动程序和应用程序通讯的实现在一个设备都抽象为文件,应用程序通过]。具体实现方法如下。(1)取消设备:首先获取设备的独特标识符次获取设备信息集,实现这个功能的函数是下来识别接口信息,调用后通过2)打开设备:通过调用来实现。它可以打开一个文件或其驱动支持3)读写设备:写数据到设备。当应用程序获万方数据第32卷第5期 王鹏,等:生产测井系统数据采集软件的设计与开发得设备句柄,可以拷贝数据发送到缓存并且调用设备读取数据。当应用程序有一个设备句柄,可以使用.3 便快捷、实用性强。用要按照提示设置一些参数就能生成程序框架,在框架中填入少许程序代码即可[4{]。需要注意的是,程序编译前,必须先编译需要的库文件,并对编译的环境参数进行设定。2.4 动程序以用时需要安装。利用自动生成相应的驱动程序安装时设备管理器通过读取相应的客户应用软件3.1 现基于优先级的抢先式多处理器调度系统[1]。调度系统总是运行优先级最高的就绪进程。线程被调度进入运行状态时,按照系统分配给它的时间配额运行,待时间配额用完后系统会判断是否需要降低该线程的优先级,并查找是否有其他高优先级或相同优先级的线程等待运行。(1)主动切换。当1个线程因为进入等待状态而主动放弃于等待队列中,而2)抢先。当高优先级线程的等待完成或1个线程的优先级被改变时,正在处于运行状态的低优先级线程被抢先,被抢先的线程被放回相应优先级的就绪队列中。(3)时间配额用完。当1个处于运行状态的线程用完它的时问配额时,系统首先必须确定是否需要降低该线程的优先级,然后选择高优先级的就绪线程或相同优先级就绪队列中的下一个线程进入运行状态。(4)结束。当线程完成运行时,它的状态从运行状态转到终止状态。在客户软件的编写过程中,正是基于分运用多线程技术,淋漓尽致的发挥出操作系统多任务的特点,使生产测井的数据采集、命令交互和处理同步进行。在客户程序中,应用程序对象作为主线程,开始运行时启动。定时读取数据设置1个线程,向井下仪器下发命令设置1个线程。由于数据采集到后要实时处理,所以数据处理采用消息响应实现。在操作系统的统一协调控制下,通过多线程方式,客户程序成功地实现了生产测井系统的各项功能。3.2多任务实时采集的实现方式(1)通过先进行系统初始化工作,然后打开测动信号采集任务开始后,通过,当后,数据自动打包由2)生产测井采用40 当帧变化时,客户程序读取主机缓冲区中的数据,放入用户缓冲区。(3)当深度发生变化时,应用程序对用户缓冲区的数据进行计算、处理、实时绘图、显示、记盘,完成测井任务。为了保证在单位时间内采集到足够的数据,测速应当有所限制,以满足资料处理要求。(4)如果用户下发各种反馈命令,则通过制井下仪器完成相应的工作。3.3客户应用软件的具体实现多任务机制在软件中由线程函数来实现,包括主线程和辅助线程。主线程负责用户界面,它的生命周期也就是整个用户程序的生命期,用户的各种动作都会触发主线程的消息机制,从而完成用户的响应。辅助线程是在主线程运行过程中产生的,它的生命周期就是它本身,是整个程序生命周期的一部分,一旦函数返回,线程就结束了。在生产测井采集系统中,设置读取主机数据的线程和下发命令的线程为辅助线程,使前台主线程在处理各种事件时,后台线程完成数据采集,下发命令,显示绘图等。线程具体编程实现方法如下。在客户软件的编写过程中,采用了6.0作为程序的开发环境。由于38· 测井技术 2008拒产生了应用程序的主线程。对于辅助线程,要先准备1个线程函数,例如:然后调用启动线程,如: o…川?…150 深度 嬲]00删l∞m “515胛弋之 4520声’1133’ 蜘20≤4530≤ 11.19气.4540 453839·《’ 11.19歹一- 4550 4549.50气 ,113 绷< 45印×井测井曲线3.4应用软件现场效果客户应用软件完成系统的数据采集工作是测井系统软件的瓶颈,也是核心技术之所在。使用该软件进行测井的生产测井系统已经在中国石油集团测井有限公司吐哈事业部、塔里木事业部投入使用,进行测井作业数10口,取得了合格的测井资料,应用效果明显。图2是该系统在新疆地区×××井的现场实测曲线图。4 结 论生产测井数据采集软件充分利用底层的设备驱动程序完成在上层的多线程客户应用软件实现与用户的交互及数据处理任务。通过系统的现场应用表明,系统具有准确性和实时性,运行稳定可靠,达到了生产测井系统的功能要求,目前采用该软件的仪器已投入批量生产。参考文献:[1]尤晋元,等.京:机械工业出版社,2001.[23李安宗.综合化测井地面系统实时多任务采集软件的设计与开发口].测井技术,2007,31(2):159—162.[3]廖济林.应用系统开发实例精讲[M].北京:电子下业出版社,2006.[4]武安河.000/].北京:电子工业出版社,2005.[5]张惠娟.西安:西安电子科技大学出版社,2002.(收稿日期:2008方数据生产测井系统数据采集软件的设计与开发作者: 王鹏, 李谦, 李传伟, 中国石油集闭测井有限公司测井仪器厂,陕西,西安,710061刊名: 测井技术英文刊名: (期): 2008,32(5)参考文献(5条)合化测井地面系统实时多任务采集软件的设计与开发[期刊论文]007(02)000/005本文链接:
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