[发明专利]一种利用负载阻抗特性提高井下测斜仪抗震性能的电路

说明书

技术领域

本发明涉及石油随钻测井系统中井下测斜仪的传感器技术领域，尤其是指一种利用负载阻抗特性提高井下测斜仪抗震性能的电路。

背景技术

业内习知，在石油随钻测井系统中使用测斜仪传感器技术测量仪器在井下定位是十分必要的，定位参数主要有井斜、方位和工具面。传感器的测量精度直接影响测斜仪的定向参数性能，现场作业时，井下强烈震动环境严重影响传感器测量精度，要准确地测量定向参数，关键措施之一是提高传感器的抗震性能及输出测量信号的处理电路，现提出改变加速度传感器负载阻抗的方案实现信号无失真处理，进而提高了测斜仪的抗震性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提供一种利用负载阻抗特性提高井下测斜仪抗震性能的电路，能够根据井下震动环境的变化改变负载阻抗，利用负载阻抗特性提高井下测斜仪的抗震性能。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种利用负载阻抗特性提高井下测斜仪抗震性能的电路，它包括有三个加速度传感器信号调理单元、多通道电子开关、信号放大器、模拟数字转换芯片，每个加速度传感器信号调理单元的输入端与各自相应的加速度传感器的输出端连接，其输出端与多通道电子开关一一对应相接，所述加速度传感器主要测量井下测斜仪的工具面参数，所述多通道电子开关、信号放大器、模拟数字转换芯片依次连接；其中，每个加速度传感器信号调理单元均包括有旁路电容、限流电阻以及用于将加速度传感器输出的电流信号转换为电压信号的采样电阻，所述旁路电容和采样电阻相互并联，其一端接地，且并联后串联有限流电阻，所述旁路电容和限流电阻构成了加速度传感器的负载，形成有负载阻抗，且呈现的负载阻抗能够随加速度传感器加测量信号的变化而变化。

所述旁路电容和采样电阻之间串联有电感，所述旁路电容、电感和限流电阻构成加速度传感器的负载，能够改变加速度传感器的负载阻抗，其阻抗公式如下：

Zi=jwCi+1R+jwLii=1,2,3]]>

式中，j为虚数；w为角速度，是信号频率f的2π倍；C_i为旁路电容值，R为限流电值，L_i为电感值。

它还包括有三个磁信号调理单元，每个磁信号调理单元的输入端与各自相应的磁场强度传感器的输出端连接，其输出端与多通道电子开关一一对应相接，所述磁场强度传感器主要测量井下测斜仪的方位参数。

所述多通道电子开关在任意时刻仅选通输出其中的一路。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、可改变三件高灵敏度的加速度传感器输出负载阻抗，使它们在测量动态加速度时测量信号无失真，保证了测量精度，也提高了测斜仪的抗震性能；

2、可以对加速度传感器输出信号进行低通滤波和去噪声处理，改善信号质量；

3、本电路特别适用于井下复杂环境下测量仪器的井斜、方位、工具面等参数，可在高温125℃环境下稳定工作。

附图说明

图1为本发明电路的原理图。

图2为加速度传感器G1结合去掉电感L1的加速度传感器信号调理单元的示意图。

图3为加速度传感器G1的工作信号示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本实施例所述的利用负载阻抗特性提高井下测斜仪抗震性能的电路，包括：

三个加速度传感器信号调理单元，利用负载阻抗随震动频率变化实现三个加速度传感器G1、G2、G3在强震环境下保证了测量精度，提高井下测斜仪的抗震性能；

三个磁信号调理单元MC1、MC2、MC3，用于确保三个磁场强度传感器M1、M2、M3的测量精度；

多通道电子开关U1，输入六通道传感器信号，任意时刻仅选通输出其中的一路；

信号放大器U2，对选通后的信号进行放大处理；