[发明专利]双感应测井仪数字化采集处理系统

说明书

技术领域

    本发明属于石油测井技术领域，具体涉及一种双感应测井仪数字化采集处理系统，适用于石沺测井双感应测井仪的技术升级和产品换代。

背景技术

石油测井技术领域中现有感应测井技术的特点是，对主接收线圈（距发射线圈较远）而言，接收的直耦交流信号值（相移90⁰）远大于从地层二次电磁场接收的有用信号（相移180⁰），为此， 反向串接辅助线圈（距发射线圈较近），其接收的反向直耦交流信号可抵消前者。但从地层二次电磁场接收的有用信号抵消较少。如果还有少量直耦交流信号由于温度的变化不能完全抵消时，用相敏检波除去。

    现有感应测井仪存在主要缺点：1、全模拟信号采集受相位移动影响大，直耦信号相敏检波后，会产于直流干扰。2、目前，感应测井仪的发射电路认为发射电流恒定，实际受地层电导率变化，电流也有变化。会造成测井误差。3、发射信号为方波，经滤波后变正弦波，元器件受温度影响，相位变化大。4、模拟测量动态范围较小。5、电路复杂，元器件落后，测速慢。

发明内容

    本发明的目的是针对现有技术中存在的问题和不足，设计一种双感应测井仪数字化采集处理系统，将发射—接收严格同步，提高相位稳定，不再使用模拟滤波器，并可以简化电路、提高测速。

为实现上述发明目的，采取如下技术方案：一种双感应测井仪数字化采集处理系统，数据采集信息通过CAN接口与DSP连接，DSP的信号输出端产生t微秒位脉冲通过数字振荡器产生频率f的正弦波经功率放大器送发射线圈；DSP通过帧同位脉冲与数字振荡器连接实现发射接收同步；同时功率放大器输出端连接参考变压器的初级线圈，参考变压器的次级线圈与测井刻度转换器的信号输入端1连接，测井刻度转换器的信号输入端2和3分别连接浅感应线圈和深感应线圈；测井刻度转换器将参考变压器的输入信号进行刻度变换，然后通过前置放大器与ADC芯片输入端连接，ADC芯片输出端与FPGA连接；测井刻度转换器将钱感应线圈和深感应线圈的输入信号进行刻度变换，然后通过前置放大器、低频滤波器和ADC芯片与FPGA连接；FPGA与DSP建立多串口数据通讯。串接—发射电流参考变压器，可以保证次级输出电压与发射电流成正比。

所述t取值为1.5微秒，f取值为20kHz。

本发明的有益效果： 

1、发射采用数字正弦波发生器（DDS电路，20kHz），发射—接收严格同步，没有模拟滤波器，相位稳定。

2、全数字标准化设计，全波列堆栈式采集，提高抗干扰能力和测量精度。

3、井下DFT变换，复教运算。发射频率为正弦波，DFT变换放井下，分离出实部和虚部信号，复数运算。

4、发射电流及相位自适应处理。引入发射参考信号，对接收线圈的接收信号进行发射电流和相位实时校准，提高了测量精度。全数字化采集及处理电路具有双相位感应测井大动态，高精度特性。

附图说明

图1是本发明电路框图；

       图2是井下采集控制和处理流程。 

具体实施方式

 参见图1，双感应测井仪数字化采集处理系统中，数据采集信息通过CAN接口与DSP连接，DSP的信号输出端产生1.5微秒位脉冲通过数字振荡器产生频率20kHz的正弦波经功率放大器送发射线圈；DSP通过帧同位脉冲与数字振荡器连接实现发射接收同步；同时功率放大器输出端连接参考变压器的初级线圈，参考变压器的次级线圈与测井刻度转换器的信号输入端1连接，测井刻度转换器的信号输入端2和3分别连接浅感应线圈和深感应线圈；测井刻度转换器将参考变压器的输入信号进行刻度变换，然后通过前置放大器与ADC芯片输入端连接，ADC芯片输出端与FPGA连接；测井刻度转换器将钱感应线圈和深感应线圈的输入信号进行刻度变换，然后通过前置放大器、低频滤波器和ADC芯片与FPGA连接；FPGA与DSP建立多串口数据通讯。串接—发射电流参考变压器，可以保证次级输出电压与发射电流成正比。

   深、浅接收线圈信号和参考信号，经测井刻度转换器控制后进行放大滤波再进入ADC芯片进行模数转换，按1.5微秒周期采集，并按周期进行同相位叠加。

    参见图2，时序采集信号经过同相位叠加后取平均值，经 DFT变换后进行复数处理。参考信号校准，将接收线圈信号除以参考信号，其比值作为测井信号，但己消除了发射电流幅度与相位变化影响。进行刻度（按复数运算）运算后，取实部。实部进行趋肤校正就是测井电导率。