[发明专利]一种感应测井直耦信号自动对消方法

说明书

本发明公开了一种感应测井直耦信号自动对消方法，利用发射线圈向地层激励起固定频率的交变磁场即直耦信号，处在交变磁场中的地质层会产生涡流，并向外辐射二次感应信号。两者叠加后成为复合信号，运用数字相敏检波DPSP算法，得出直耦信号、二次感应信号两者的幅值大小与相位对应关系，DSP主控模块控制DDS数字频率合成器输出幅度相近且与直耦信号相位相差180度的补偿信号。经过信号叠加后，直耦信号被对消到最小，最终提取剩下的二次感应信号参与电导率的计算。本方法通过软件算法自动实现直耦信号对消，省去了补偿线圈硬件结构，无需校准，实用性强，可靠性更好。

技术领域

本发明属于电磁感应技术领域，具体涉及一种感应测井直耦信号自动对消方法的设计。

背景技术

感应测井仪发射线圈在导电地层中产生涡流，涡流对接收线圈产生携带地层信息的二次感应信号，通过测量二次感应信号来获取地层信息。但是在实际测量过程中，由于发射线圈和接收线圈的耦合效应，接收线圈还会接收到来自发射线圈的直耦信号。直耦信号不携带地层信息，通常为无用信号，并且一般会比二次感应信号大好几个数量级以上，如果不加以对消，有用的二次感应信号往往会淹没在直耦信号里，这样会对接收处理单元的信号提取造成很大的困难，同时也大大增加了测量难度，因此需要对接收线圈的直耦信号进行对消。

由电磁感应的基本原理可知，在测井仪中通常采用在接收线圈上串接补偿线圈的方式来去除直耦信号，具体通过改变补偿线圈的匝数和面积来实现。然而绕制的线圈存在精度不够、稳定性差的缺点，并且一旦组装完成，若仪器在运输和使用中对消效果出现变化，或者因使用环境的变化而出现对消误差，又要重新调试对消，这样会消耗大量的时间和人力成本。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术的不足之处，提出了一种感应测井直耦信号自动对消方法，使测井仪的调试过程简单易操作、精度高、稳定性好，无需校准，同时省去补偿线圈以及线圈匝数与绕向的设计，适用于测井行业中不断变化的操作环境。

本发明的技术方案为：一种感应测井直耦信号自动对消方法，包括以下步骤：

A1、选通感应测井仪的某一发射线圈，使能发射信号输出至地层，并通知FPGA可编程门阵列模块控制参考信号切换模块切换到相应的发射线圈通道；

A2、控制感应测井仪的接收线圈接收来自发射线圈的直耦信号以及来自地层的二次感应信号，形成混合信号；

A3、将混合信号与补偿信号(初始值为0)在加法运算电路模块中进行叠加，形成复合信号；

A4、对复合信号进行信号放大滤波调理，包括依次进行的低噪声放大、带通滤波以及程控放大处理；

A5、对参考信号及调理后的复合信号进行ADC采样，将模拟信号转换成数字信号；

A6、采用FPGA可编程门阵列模块读取并累加ADC采样后的数据，同时向DSP主控模块上传累加后的数据；

A7、对累加后的数据进行DPSD数字相敏检波运算，实现对复合信号的正交分离，得到复合信号与参考信号的相位关系；

A8、比较复合信号相对于参考信号的相位角θ的大小，判断是否满足θ≥45°，若是则直耦信号对消结束，否则进入步骤A9；

A9、控制DDS数字频率合成器输出补偿信号，经过增益调节(依次进行低通滤波与低噪声放大处理)后再与混合信号在加法运算电路模块中进行叠加，形成新的复合信号，返回步骤A4。