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科技论文代发:软件开发毕业论文范文模板

学术论文 2020-08-07 92
 导读:如何撰写出满意的关于软件开发论文是现在很多人都为之苦恼的问题之一,而论文的撰写也并非易事,必定是需要花费很多心思和汗水的,本论文分类为计算机论文,下面是小编为大家整理的几篇关于软件开发论文范文供大家参考。
  软件开发论文2900字(一):动调式陀螺仪数据处理解释软件开发与应用论文
  摘要:动调式陀螺测斜仪是一种新型精密陀螺测斜系统,适用于有磁性干扰的丛式井、加密井的钻探测量及在完井后的套管内或钻杆内进行测量。该仪器漂移很小,有效地提高了井眼轨迹测量结果的准确性。为了匹配仪器测量精度,测试数据处理采用空间曲线积分法,实现井眼轨迹空间展布的精细描述,开发出对应测斜资料分析方法与解释平台,为老井轨迹复测、侧钻井等提供实施依据。
  关键词:动调式陀螺;井眼轨迹;空间曲线积分法;陀螺测斜解释平台
  0引言
  为提高油气井利用率和开发效果,地质部门在开发过程中,经常在原井眼基础上进行开窗侧钻,对井眼轨迹的准确性提出了更高的要求。以往由于受仪器精度及设备技术条件限制,井眼轨迹的测量结果往往存在较大偏差,从而影响了对地层的正确评估。所以,为了提高侧钻井的成功率,就需对某些老井复测井眼轨迹[1-2]。本文采用动调式陀螺仪进行井眼轨迹测量,为匹配仪器测量精度,测试数据处理采用空间曲线积分法,实现井眼轨迹空间展布的精细描述,开发出对应测斜资料分析方法与解释平台,为老井轨迹复测、侧钻井等提供实施依据。
  1陀螺测斜仪
  常用2种陀螺测斜仪测量井眼轨迹。一种是框架式陀螺测斜仪[3],其原理是利用高速旋转的物体具有定轴性的原则实现方位测量,由于高速旋转的运动存在摩擦力,容易产生漂移,而且这种因漂移而产生的偏差会随着时间而增大。另外,框架式陀螺无法直接测量方位,需要在开始测量前用人工确定正北作为基准,这样容易带来人为误差。由于框架式陀螺测斜仪的漂移偏差无法预测和克服,导致井眼轨迹测量结果不稳定。而动调式陀螺仪采用了更为先进的挠性支撑,因而漂移很小,有效地提高了井眼轨迹测量结果的准确性。动调式陀螺测斜仪是一种精密陀螺测斜系统,采用惯性导航原理,利用挠性陀螺仪和石英挠性加速度计作为主要测量元件,通过定点测量仪器各轴的地球自转角速度和加速度分量,经过系统解算后得到当前位置的井斜度、方位角。然后,根据各测量点的方位、倾斜角确定井眼轴线的空间位置,同时为了与钻具配合,必须随时得到工具面角[4]。特别适用于有磁性干扰的丛式井、加密井的钻探测量及在完井后的套管内或钻杆内进行测量。
  2井眼轨迹曲线算法优化
  井眼轨迹算法有很多种,常用方法有平均角法、圆柱螺线法、最小曲率法和曲率半径法[5-6]。这些计算方法大多是将测量段内的井眼轨迹假设为直线、折线、圆柱螺线和斜面圆弧曲线等简单曲线模型[8]。井眼轨迹计算是通过测量井眼的斜深、井斜角和方位角,然后,再用一定的计算方法将这些测量数据解释为XYZ空间坐标数据[9]。
  井眼轨迹计算的积分法是一种基于空间曲线的方法,它将相邻的2个井斜测点的连线视为一渐变空间曲线[5-8],这更符合钻井工作的实际,其精度高于常用的井眼轨迹计算方法。在实际井眼轨迹测试时,通过优化工艺方案,制定合理资料录取方案,采取连续测斜或加密测点方案,可以最大程度地逼近轨迹空间曲线形态。
  3处理解释系统设计
  陀螺测斜解释平台采用C#开发完成,充分利用人工智能,与上游基础数据库紧密衔接,用户仅需进行简单输入工作便可完成井眼轨迹评价,大大提高了单井处理效率。软件设计3个功能模块,主要实现数据处理、图表绘制、报告生成(见图1)。
  3.1数据处理
  动调式陀螺测井仪主要采取点测方式进行,在开窗侧钻位置或最大井斜位置采取加密测点或重复测试某深度点的工艺提高测试数据精度。在数据处理上实现数据质量自动检查,如果相邻测点测深增量ΔL=0,说明这2点为重复测试数据,需要计算其平均井斜角和方位角。再采用空间曲线积分法依次计算相邻测点垂深增量ΔH、水平位移增量ΔS、东西位移增量ΔE、南北位移增量ΔN,并对n个测点位移累积求和就是某点的垂深、水平位移、东西位移和南北位移。
  3.2图表绘制
  对井眼轨迹的描述主要采用水平投影图、垂直剖面图和三维轨迹图方式。绘制水平投影图和垂直剖面图时,需要考虑实现新老井眼轨迹对比功能。因为早期的陀螺测井测量和分析误差相对较大,在开展动调式陀螺仪对老井数据进行普查,落实真正的井眼轨迹时,进行新老井眼轨迹对比绘图(见图2)。
  三维轨迹图主要利用计算机图形化计算,采用OPENGL绘图方式,实现井眼轨迹的三维缩放、旋转等功能,使用户对井眼轨迹走向更能直观准确地观察和掌握(见图3)。
  3.3报告生成
  陀螺测试井眼轨迹报告内容包括井基础数据、现场测试情况、井的三维轨迹图、垂直剖面图、水平投影图、解释结论表等。井基础数据或轨迹对比所需老井井眼数据直接通过油田上游信息系统A2数据库中获取,只需输入正确的井号,便可连接A2系统。
  报告形式以Word格式表现,利用MicrosoftOffice系统中word模板编辑功能,可以预先对报告内容进行整体编辑排版。系统以word标签查找方式,完成计算结果、各种表格、图件等内容对应添加到Word文档中,实现一键自动生成报告的功能,满足不同用户、不同地质需求,大大降低了单井处理解释时间。
  4陀螺测井技术应用
  4.1克服磁性干扰,指导加密井钻进
  油田开发后期,依靠打定向井、加密井或老井侧钻稳产增效[8]。动调式陀螺测井仪由于其不受磁性干扰的特点,可以在井距较小:磁性干扰强烈的环境下,准确测取井筒的倾斜角、方位角、工具面角等参数,进一步计算可得出垂深、南北偏移、东西偏移、闭合方位等参数,指导新井钻进。
  TJH油田计划在的G71井附近打1口水平井,由于该区块为低渗透区块,井距普遍较小。为了保证侧钻顺利完成,该井在侧钻过程中,对本井及邻井均分别进行了陀螺定向及测斜,发现水平井设计井眼轨迹存在问题,该井与水平井的最小距离只有18.58m,存在安全隐患,随后根据计算结果及时调整钻井方案,保证了水平井顺利施工,投入正常生产后初期日产油近50t。
  4.2应用陀螺定向,提高侧钻中靶成功率
  在剩余油富集区实施侧钻井是老井产能建设的重要手段,陀螺定向在油田广泛用于老井开窗侧钻,减少定向时间,提高了侧钻中靶率[9-10]。
  BQ油田B19-1断块计划在高部位部署BS24-7K井,实施前对BS24-7井进行陀螺测试,总水平位移与原来的认识相差204.2m(见图4、图5),根据结果及时进行调整钻井方案,避免井位落空。该井投产后,初期日产油9.8t。
  5结论
  (1)动调式陀螺测斜仪不受铁磁物质的影响,适用于有磁性干扰的丛式井、加密井的钻探测量及在完井后的套管内或钻杆内进行测量。无需人工校北并且采用先进的挠性支撑,更有效地提高了井眼轨迹测量结果的准确性。
  (2)开发了井眼轨迹分析平台,采用与动调式陀螺测斜仪测量精度相匹配的空间曲线积分法,能够更加精细描述井眼曲线空间展布。
  (3)动调式陀螺测井技术在油田落实井眼轨迹、判断油水井在油层中具体位置、指导加密井部署、提高侧钻中靶率等方面提供可靠了依据,能够取得很好的地质应用效果。
  软件开发毕业论文范文模板(二):随采地震监测数据采集控制软件开发论文
  摘要:随采地震能够对工作面前方地质异常体进行连续探测和实时预报,成为近几年的研究热点,但是目前还没有能够在煤矿井下开展随采地震长期连续监测的装备及配套软件。为了解决这个问题,基于MicrosoftFoundationClasses(MFC)开发框架,开发了一套随采地震监测数据采集软件,在室内、野外进行了为期3个月的联调测试,并且在贵州岩脚煤矿与井下随采地震监测设备开展了为期3个月的全面试运行。测试表明,软件实现了随采地震信号的高效采集、完全存储和处理软件的实时通信功能,具有运行稳定、操作便捷、处理高效、便于维护、无人值守等优点。
  关键词:随采地震监测;数据采集;软件设计
  我国的煤矿以井下开采为主,与国外相比,我国煤炭行业的信息化水平较低,矿山空间信息仍然以图表和文字作为主要的存储介质,信息基础设施未能跟上时代变化的脚步,使得煤矿企业的竞争力受到严重的制约[1]。煤矿井下危险具有多变性、隐蔽性,导致安全问题成为威胁煤矿工人生命的核心问题[2]。而采掘工作面更是矿井水害、顶板、火灾以及瓦斯等多种灾害事故的多发区,同时也是工作人员聚集区,因此,也是导致重大生命财产损失的高危区域[3-7]。随采地震勘探[8]是利用采掘活动激发的震动作为震源,探测工作面内部或者掘进面前方一定区域内地质构造的一种地震勘探技术,可以摆脱放炮的安全隐患及对正常采掘生产的影响,实现了采掘的同时进行超前探测[9-11]。随采地震所用震源信号是连续、非可控的,只有进行连续、长期监测,记录远场信号,将其与远场信号作互相关,得到清晰的相关峰值,才能将其转化为脉冲子波,代替炸药震源进行地震勘探[12]。
  因此,研制随采地震监测装备及控制软件成为当务之急。本文针对随采地震监测装备的特点,充分分析其观测系统和监测数据的特点,利用数据库和文件系统的优点,设计了软件的数据结构;考虑处理软件的特点,设计了与处理软件之间的接口;最后基于MicrosoftFoundationClasses(简称MFC)开发框架,开发了数据采集软件,联合测试成功后,并在贵州岩脚煤矿进行了3个月的野外采集工作。
  1随采地震观测系统及其特点
  为了能够获得工作面内部煤层剧烈变化情况、断层和陷落柱位置与规模以及应力集中区等信息,目前的随采地震观测系统采用复杂部署模式。如图1所示,采用H形布局,共72道,其中孔中部署24道,分4个深孔,每个钻孔内部署6道,由一个孔中多级检波器串承担;其余的48道部署于工作面两侧巷道的锚杆上,图1中绿色圆点为巷道检波器。
  数据采集分站为6通道,整个观测系统共需12台分站,数据处理时主要使用煤层中的槽波,而槽波的频率较高,可以达到500Hz,为了采集高质量的数据,采样间隔为250μs,这就对数据采集系统提出了新的要求,不仅仅数据道数多,采样率较高,而且是长期连续实时监测。
  观测系统随着工作面的推进而移动,当工作面推进到检波器测点附近时,要依次将检波器拆卸,避免被埋入采空区中,当工作面推进到距离图2中黄色深孔检波器10~20m时,要将全部的黄色测点移动到蓝色测点位置,以此类推直到工作面回采结束。
  2随采地震监测数据采集软件设计
  2.1软件架构设计
  针对分站多、数据量大、观测系统多变化、实时性要求高以及需要与数据处理分析软件进行通信的特点,采集软件利用多线程技术分别进行数据采集和存储,软件框架设计见图3。
  2.2软件数据结构设计
  采集软件中的数据可以分为两类,一类为数据量不大,变化周期较长的数据,比如:监测分站信息、观测系统信息等;另一类为数据量较大,而且变化周期很短的数据,比如:监测数据。根据数据特点,采集软件采用数据库与文件系统相结合的方式保存数据,以提高数据存储效率。监测数据采用文件系统保存,其他数据采用数据库方式保存。
  a.数据库设计
  数据库主要保存测区信息、采样率、每个文件的采样时长、采集分站信息、传感器信息、观测系统以及监测数据的保存路径等信息,其E-R模型见图4。
  b.文件结构设计
  监测数据的辅助信息,如采样率、观测系统、道数等信息全部保存在数据库中的监测数据表datafile_info中,按照采样顺序将每道数据作为一块写入文件,块的顺序与道号一致,样点值采用有符号的浮点型数据类型保存,详见图5。文件名为第一个样点的采样时间,格式为:YYYY-MM-DD_HH_MM-SS,不足两位数的补零。
  2.3软件交互接口设计
  本软件需要分别与井下采集分站和随采地震数据处理软件进行交互,主要涉及到两个接口。
  a.与采集分站接口
  为了便于和井下采集分站通信,采用UDP与TCP协议相结合的通信模式,采集软件的查询指令通过UDP协议与采集分站通信,通知指令和数据传输则采用TCP协议传输,其通信流程见图6。
  b.与数据处理软件接口
  为了提高数据存储效率,采集软件采用数据库与文件系统相结合的方式存储监测数据,大量的监测数据保存在文件中,但是文件的相关信息,如:道数、采集时间、采样率、观测系统等信息保存在数据库表datafile_info,与数据处理软件的通信也通过数据库来完成,数据记录表中专门设计一个字段为数据状态标志,数据采集时状态为0,采集结束后为1,数据处理软件不断查询该表中数据状态标志为1的记录,一旦有这样的记录,则根据数据库中的信息读取监测数据进行处理,处理结束后将该标志改为2,具体处理流程见图7。
  3随采地震监测数据采集软件实现
  3.1开发环境
  软件基于VisualStudio的微软基础库类(micro-softfoundationclasses,MFC)开发框架,采用C++语言编写,充分利用其图形用户界面(graphicaluserinterface,GUI),大大提高软件的开发效率。在功能开发方面,为了满足随采地震监测的需要,提供数据采集和数据保存功能,采用菜单栏和对话框方式来实现软件与用户之间的人机交互。在整个应用框架的基础上进行功能性、界面性的填充。将软件开发分成若干部分,有效地提高软件研发效率和可读性,同时也便于后期维护升级。
  3.2软件的实现
  为了提高软件的运行效率,将软件操作界面、数据采集、保存和整理以及设备状态监测与恢复功能分别由单独的线程来完成。
  a.数据库实现
  数据库中最主要的两张表为传感器信息表和监测数据表,传感器信息表为观测系统表的基础,而且随着工作面的回采传感器移动后,传感器的位置信息就会发生变化,观测系统随之变化;监测数据表是数据采集软件与处理软件通信的基础,表中需要包含大数据文件路径、观测系统、采样率、采样时间和时长等重要信息,具体见表1和表2。
  传感器信息表中(表1)以Station_ID、Channel和Modify_Time为联合主键,这样表中可以把同一个传感器在不同时间的坐标都保存起来,随时可以获取任何时间段的观测系统。
  监测数据表中(表2)由File_Index为主键,该值为根据时间自动生成一个与时间有关的数,确保唯一性,同时将大数据文件的相关数据信息全部存入该表中,以方便数据处理软件随时查询。
  b.软件操作界面
  随采地震监测软件属于监测类软件,具有自动化程度高、人工干预少等特点,因此,需要用户的操作很少,主要是一些参数设置和监测分站运行状态的显示:系统中监测分站的数量、每台分站的传感器数量及其工作状态。
  传感器参数设置功能主要包括传感器的安装位置及其坐标、所属监测分站号、通道号、测点号等信息的增加、删除和修改,由修改传感器的时间为主键,即可获得该时刻的观测系统。
  c.数据采集功能
  数据采集功能主要包括数据采集软件与监测分站之间的通信、监测分站状态查询与控制、数据采集等。为了达到随时能够与监测分站通信的目的,与监测分站的通信通过UDP和TCP协议两种方式来实现,其中监测分站的信息和状态查询由UDP协议实现,指令的发送、参数设置和数据采集通过TCP协议实现。TCP协议中采集软件为服务器端,监测分站为客户端,服务器端采用完成端口技术来接收多个监测分站上传的数据,为了便于数据保存,每个通道的数据分别存放在独立的缓存区中,缓存区采用循环数组的设计,当数据写入缓存区中后,循环数组的数据采集下标iColDataIndex+1,数据采集详细流程见图8。
  d.数据保存
  为了提高数据存储的效率,将数据存储分为数据保存和整理两个步骤,分别由两个线程执行。数据保存线程监测缓存区中数据采集下标iColData-Index与已保存数据下标iSaveDataIndex之差,当该差值达到预设值时,从数据缓存区中读取数据并保存成数据文件(采用异步模式将每道单独存储为一个文件)。数据保存完成后,循环数组的已保存数据下标iSaveDataIndex+1,其数据保存详细流程见图9。
  e.数据整理
  为方便数据处理需要把同一时段的各道检波器的数据保存为一个文件,当由于检波器或者采集分站故障导致数据缺失时做填零处理。因而增加一个专门进行数据整理的子模块,由一个单独的线程来处理,其数据整理详细流程见图10。
  f.系统自恢复
  井下的供电系统或者网络经常检修或者故障,导致随采地震监测设备出现故障,当故障解决后,系统应该能够自动恢复,但是该系统是由多个监测分站组成的,分站之间需要不断进行时间同步,当一台分站出现故障后,该分站停止采集,其他分站仍然正常采集,当该分站故障解决后,要想恢复采集,必须要把系统中所有的分站进行重启。图11所示流程,就是用来检测网络是否出现故障,如果出现故障,则一直检测,直到故障修复,然后重新启动系统。
  4随采地震监测数据采集软件联调与测试
  4.1运行环境
  数据采集软对运行环境的要求如下:
  操作系统:windows7及其以上;CPU:2.5GHz,4核;内存:8GB;硬盘:500GB。
  4.2联调与测试
  该软件与井下监测分站以及数据处理系统在实验室进行为期1个月的联调测试,联调过程中对采集软件与监测分站和数据处理软件的接口进行了修改和完善,并在野外进行了为期2个月的稳定运行后,各项性能指标都达到了设计要求,软件实时波形界面见图12所示。最后在贵州岩脚煤矿进行为期3个月全面试运行,无论是采集数据还是与数据处理软件的通信都正常工作。
  5结论
  a.整个软件的设计契合了随采地震监测系统的特点,实现了随采地震信号的高效采集、完全存储和与处理软件的实时通信,软件具有运行稳定、操作便捷、处理高效、便于维护等优点。
  b.软件采用数据库与文件系统相结合的方式,不仅仅提高了原始数据的存储效率,而且也方便了与数据处理软件的通信。
  c.利用网络监听模块可以在井下监测分站恢复后,实现系统自动重启,将恢复正常的监测分站重新加入系统进行采集,从而实现系统的无人值守。

关于科技开发与创新相关问题研究
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