雙感應(yīng)測(cè)井儀數(shù)字化采集處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種雙感應(yīng)測(cè)井儀數(shù)字化采集處理系統(tǒng)，由DSP產(chǎn)生1.5微秒位脈沖通過(guò)數(shù)字振蕩器產(chǎn)生20kHZ正弦波經(jīng)功放送發(fā)射線圈。由幀同步脈沖實(shí)現(xiàn)發(fā)射接收同步。同時(shí)串接—發(fā)射電流參考變壓器，次級(jí)輸出電壓與發(fā)射電流成正比。深、淺接收線圈信號(hào)和參考信號(hào)，經(jīng)測(cè)井刻度轉(zhuǎn)換器控制后進(jìn)行放大濾波再進(jìn)入ADC芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，按1.5微秒周期采集，并按周期進(jìn)行同相位疊加。本發(fā)明可使發(fā)射—接收嚴(yán)格同步，沒(méi)有模擬濾波器，相位穩(wěn)定。全數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，全波列堆棧式采集，提高抗干擾能力和測(cè)量精度。發(fā)射電流及相位自適應(yīng)處理。引入發(fā)射參考信號(hào)，對(duì)接收線圈的接收信號(hào)進(jìn)行發(fā)射電流和相位實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，提高了測(cè)量精度。
【專利說(shuō)明】雙感應(yīng)測(cè)井儀數(shù)字化采集處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油測(cè)井【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種雙感應(yīng)測(cè)井儀數(shù)字化采集處理系統(tǒng)，適用于石汩測(cè)井雙感應(yīng)測(cè)井儀的技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)品換代。
【背景技術(shù)】
[0002]石油測(cè)井【技術(shù)領(lǐng)域】中現(xiàn)有感應(yīng)測(cè)井技術(shù)的特點(diǎn)是，對(duì)主接收線圈(距發(fā)射線圈較遠(yuǎn))而言，接收的直耦交流信號(hào)值(相移90°)遠(yuǎn)大于從地層二次電磁場(chǎng)接收的有用信號(hào)(相移180°)，為此，反向串接輔助線圈(距發(fā)射線圈較近)，其接收的反向直耦交流信號(hào)可抵消前者。但從地層二次電磁場(chǎng)接收的有用信號(hào)抵消較少。如果還有少量直耦交流信號(hào)由于溫度的變化不能完全抵消時(shí)，用相敏檢波除去。
[0003]現(xiàn)有感應(yīng)測(cè)井儀存在主要缺點(diǎn):1、全模擬信號(hào)采集受相位移動(dòng)影響大，直耦信號(hào)相敏檢波后，會(huì)產(chǎn)于直流干擾。2、目前，感應(yīng)測(cè)井儀的發(fā)射電路認(rèn)為發(fā)射電流恒定，實(shí)際受地層電導(dǎo)率變化，電流也有變化。會(huì)造成測(cè)井誤差。3、發(fā)射信號(hào)為方波，經(jīng)濾波后變正弦波，元器件受溫度影響，相位變化大。4、模擬測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍較小。5、電路復(fù)雜，元器件落后，測(cè)速慢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題和不足，設(shè)計(jì)一種雙感應(yīng)測(cè)井儀數(shù)字化采集處理系統(tǒng)，將發(fā)射一接收嚴(yán)格同步，提高相位穩(wěn)定，不再使用模擬濾波器，并可以簡(jiǎn)化電路、提聞測(cè)速。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，采取如下技術(shù)方案:一種雙感應(yīng)測(cè)井儀數(shù)字化采集處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集信息通過(guò)CAN接口與DSP連接，DSP的信號(hào)輸出端產(chǎn)生t微秒位脈沖通過(guò)數(shù)字振蕩器產(chǎn)生頻率f的正弦波經(jīng)功率放大器送發(fā)射線圈；DSP通過(guò)幀同位脈沖與數(shù)字振蕩器連接實(shí)現(xiàn)發(fā)射接收同步；同時(shí)功率放大器輸出端連接參考變壓器的初級(jí)線圈，參考變壓器的次級(jí)線圈與測(cè)井刻度轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端I連接，測(cè)井刻度轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端2和3分別連接淺感應(yīng)線圈和深感應(yīng)線圈；測(cè)井刻度轉(zhuǎn)換器將參考變壓器的輸入信號(hào)進(jìn)行刻度變換，然后通過(guò)前置放大器與ADC芯片輸入端連接，ADC芯片輸出端與FPGA連接；測(cè)井刻度轉(zhuǎn)換器將錢(qián)感應(yīng)線圈和深感應(yīng)線圈的輸入信號(hào)進(jìn)行刻度變換，然后通過(guò)前置放大器、低頻濾波器和ADC芯片與FPGA連接；FPGA與DSP建立多串口數(shù)據(jù)通訊。串接一發(fā)射電流參考變壓器，可以保證次級(jí)輸出電壓與發(fā)射電流成正比。
[0006]所述t取值為1.5微秒，f取值為20kHz。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
1、發(fā)射采用數(shù)字正弦波發(fā)生器(DDS電路，20kHz)，發(fā)射一接收嚴(yán)格同步，沒(méi)有模擬濾波器，相位穩(wěn)定。
[0008]2、全數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，全波列堆棧式采集，提高抗干擾能力和測(cè)量精度。
[0009]3、井下DFT變換，復(fù)教運(yùn)算。發(fā)射頻率為正弦波，DFT變換放井下，分離出實(shí)部和虛部信號(hào)，復(fù)數(shù)運(yùn)算。
[0010]4、發(fā)射電流及相位自適應(yīng)處理。引入發(fā)射參考信號(hào)，對(duì)接收線圈的接收信號(hào)進(jìn)行發(fā)射電流和相位實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，提高了測(cè)量精度。全數(shù)字化采集及處理電路具有雙相位感應(yīng)測(cè)井大動(dòng)態(tài)，高精度特性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明電路框圖；
圖2是井下采集控制和處理流程。
【具體實(shí)施方式】
[0012]參見(jiàn)圖1，雙感應(yīng)測(cè)井儀數(shù)字化采集處理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)采集信息通過(guò)CAN接口與DSP連接，DSP的信號(hào)輸出端產(chǎn)生1.5微秒位脈沖通過(guò)數(shù)字振蕩器產(chǎn)生頻率20kHz的正弦波經(jīng)功率放大器送發(fā)射線圈；DSP通過(guò)幀同位脈沖與數(shù)字振蕩器連接實(shí)現(xiàn)發(fā)射接收同步；同時(shí)功率放大器輸出端連接參考變壓器的初級(jí)線圈，參考變壓器的次級(jí)線圈與測(cè)井刻度轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端I連接，測(cè)井刻度轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端2和3分別連接淺感應(yīng)線圈和深感應(yīng)線圈；測(cè)井刻度轉(zhuǎn)換器將參考變壓器的輸入信號(hào)進(jìn)行刻度變換，然后通過(guò)前置放大器與ADC芯片輸入端連接，ADC芯片輸出端與FPGA連接；測(cè)井刻度轉(zhuǎn)換器將錢(qián)感應(yīng)線圈和深感應(yīng)線圈的輸入信號(hào)進(jìn)行刻度變換，然后通過(guò)前置放大器、低頻濾波器和ADC芯片與FPGA連接；FPGA與DSP建立多串口數(shù)據(jù)通訊。串接一發(fā)射電流參考變壓器，可以保證次級(jí)輸出電壓與發(fā)射電流成正比。
[0013]深、淺接收線圈信號(hào)和參考信號(hào)，經(jīng)測(cè)井刻度轉(zhuǎn)換器控制后進(jìn)行放大濾波再進(jìn)入ADC芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，按1.5微秒周期采集，并按周期進(jìn)行同相位疊加。
[0014]參見(jiàn)圖2，時(shí)序采集信號(hào)經(jīng)過(guò)同相位疊加后取平均值，經(jīng)DFT變換后進(jìn)行復(fù)數(shù)處理。參考信號(hào)校準(zhǔn)，將接收線圈信號(hào)除以參考信號(hào)，其比值作為測(cè)井信號(hào)，但己消除了發(fā)射電流幅度與相位變化影響。進(jìn)行刻度(按復(fù)數(shù)運(yùn)算)運(yùn)算后，取實(shí)部。實(shí)部進(jìn)行趨膚校正就是測(cè)井電導(dǎo)率。
【權(quán)利要求】
1.一種雙感應(yīng)測(cè)井儀數(shù)字化采集處理系統(tǒng)，其特征在于:數(shù)據(jù)采集信息通過(guò)CAN接口與DSP連接，DSP的信號(hào)輸出端產(chǎn)生t微秒位脈沖通過(guò)數(shù)字振蕩器產(chǎn)生頻率f的正弦波經(jīng)功率放大器送發(fā)射線圈；DSP通過(guò)幀同位脈沖與數(shù)字振蕩器連接實(shí)現(xiàn)發(fā)射接收同步；同時(shí)功率放大器輸出端連接參考變壓器的初級(jí)線圈，參考變壓器的次級(jí)線圈與測(cè)井刻度轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端I連接，測(cè)井刻度轉(zhuǎn)換器的信號(hào)輸入端2和3分別連接淺感應(yīng)線圈和深感應(yīng)線圈；測(cè)井刻度轉(zhuǎn)換器將參考變壓器的輸入信號(hào)進(jìn)行刻度變換，然后通過(guò)前置放大器與ADC芯片輸入端連接，ADC芯片輸出端與FPGA連接；測(cè)井刻度轉(zhuǎn)換器將錢(qián)感應(yīng)線圈和深感應(yīng)線圈的輸入信號(hào)進(jìn)行刻度變換，然后通過(guò)前置放大器、低頻濾波器和ADC芯片與FPGA連接；FPGA與DSP建立多串口數(shù)據(jù)通訊。
2.串接一發(fā)射電流參考變壓器，可以保證次級(jí)輸出電壓與發(fā)射電流成正比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙感應(yīng)測(cè)井儀數(shù)字化采集處理系統(tǒng)，其特征在于:所述t取值為1.5微秒，f取值為20kHzο
【文檔編號(hào)】E21B47/00GK103850675SQ201410131714
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】許 鵬, 胡昌旭, 高怡, 王芳, 趙宏斌 申請(qǐng)人:西安威爾羅根能源科技有限公司