CN107795316A - 一种井间声波测井接收探头 - Google Patents
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Abstract
本发明属于矿场地球物理技术领域，尤其是涉及一种井间声波测井接收探头，该接收探头设计时采用多分量声学传感器与加速度计，对微弱声波信号尤其是低频声波信号反应敏感，可有效提高对远距离微弱声波信号的接收准确率。一种井间声波测井接收探头，所述井间声波测井接收探头包括有井下接收电子线路以及井下接收声系；所述井下接收电子线路包括有接收通讯接口模块、井下接收同步模块、数字信号处理以及现场可编程门阵列控制采集模块、井下伽马定方位模块；所述井下接收声系包括有AD数字化模块、接收前放模块、三分量接收换能器模块、马达伺服机构以及多个支撑臂。
Description
技术领域
本发明属于矿场地球物理技术领域，尤其是涉及一种井间声波测井接收探头。
背景技术
作为一种常用的测井技术，声波测井技术利用检测测井声波在井眼间岩层、流体等不同介质中传播时所产生的不同速度、振幅、频率等声学特性的变化情况，来解析得到井眼周边地层的地质信息。而作为声波测井仪器中的重要组成部分，井间声波测井接收探头的性能好坏其对最终对测井所得地层信息的准确性起着至关重要的作用。然而发明人在研究过程中发现，现有井间声波测井接收探头所处井下环境往往较为复杂，存在着孔隙度小、井壁隔声等不利于收集微弱声波信号等因素；此外考虑到井间声波测井接收探头常常与井间声波测井发射探头同井设置，两者会相互干扰，对收集声波信号亦十分不利。
发明内容
本发明提供了一种井间声波测井接收探头，该接收探头设计时采用多分量声学传感器与加速度计，对微弱声波信号尤其是低频声波信号反应敏感，可有效提高对远距离微弱声波信号的接收准确率。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种井间声波测井接收探头，所述井间声波测井接收探头包括有井下接收电子线路以及井下接收声系；
所述井下接收电子线路包括有接收通讯接口模块、井下接收同步模块、数字信号处理以及现场可编程门阵列控制采集模块、井下伽马定方位模块；
所述井下接收声系包括有AD数字化模块、接收前放模块、三分量接收换能器模块、马达伺服机构以及多个支撑臂。
较为优选的，所述井间声波测井接收探头还包括有低压工作电源；所述低压工作电源用于为井下接收电子线路中的接收通讯接口模块、井下接收同步模块、数字信号处理以及现场可编程门阵列控制采集模块、井下伽马定方位模块供电。
进一步的，所述低压工作电源的额定输出电压值为5V、+/-12V、+24V中的任意一种或几种。
较为优选的，所述井下接收声系的三分量接收换能器模块设置于多个支撑臂所在位置处，多个支撑臂受控于马达伺服机构；在马达伺服机构以及多个支撑臂的控制下，井下接收声系贴紧井壁工作。
优选的，所述井下接收声系的接收频率范围为0Hz-30kHz。
优选的，所述井下接收声系处还连接设置有接收通讯接口模块；接收通讯接口模块用于收集井下接收声系中三分量接收换能器所采集的测井声波信号并上传。
本发明提供了一种井间声波测井接收探头，该井间声波测井接收探头包括有井下接收电子线路以及井下接收声系两部分，井下接收电子线路又进一步包括有接收通讯接口模块、井下接收同步模块、数字信号处理以及现场可编程门阵列控制采集模块、井下伽马定方位模块；井下接收声系进一步包括有AD数字化模块、接收前放模块、三分量接收换能器模块、马达伺服机构以及多个支撑臂等结构单元。具有上述结构特征的井间声波测井接收探头，其可用于完成裸眼井间距不小于1500米、金属套管井间距不小于500米的微弱声波的收集工作，该井间声波测井接收探头的耐压140Mpa，井下耐温175摄氏度，接收灵敏度不小于-200db，可有效满足不同井下环境对测井声波的接收要求。
附图说明
图1为本发明提供的一种井间声波测井接收探头的结构框图；
图2为本发明提供的一种井间声波测井接收探头中井下接收电子线路的结构框图；
图3为本发明提供的一种井间声波测井接收探头中井下接收声系的结构框图；
图4为本发明提供的一种井间声波测井接收探头的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种井间声波测井接收探头，该接收探头设计时采用多分量声学传感器与加速度计，对微弱声波信号尤其是低频声波信号反应敏感，可有效提高对远距离微弱声波信号的接收准确率。
如图1所示，井间声波测井接收探头包括有井下接收电子线路1以及井下接收声系2两部分。具体的，如图2所示，井下接收电子线路1进一步包括有接收通讯接口模块11、井下接收同步模块12、数字信号处理以及现场可编程门阵列控制采集模块13、井下伽马定方位模块14；而如图3所示，井下接收声系2包括有AD数字化模块21、接收前放模块22、马达伺服机构23、三分量接收换能器模块24以及多个支撑臂25。如图4所示，井间声波测井接收探头还包括有低压工作电源3，该低压工作电源3的额定输出电压值为5V、+/-12V、+24V中的任意一种或几种，其用于为井下接收电子线路中的接收通讯接口模块、井下接收同步模块、数字信号处理以及现场可编程门阵列控制采集模块、井下伽马定方位模块供电。
具体的，如图4所示，作为本发明的一种较为优选的实施方式，井下接收电子线路1接受地面指令与同步信号控制，并由数字信号处理以及现场可编程门阵列控制采集模块13根据地面指令与同步信号控制生成声波接收采集与控制信号，这些接收采集与控制信号进一步用来控制接收声系中的三分量接收换能器24采集声波信号；接收通讯接口模块11则负责把采集到的声波信号通过与井下接收声系处连接设置的通讯短节4，上传至地面控制站等终端。其中，如图4所示，数字信号处理以及现场可编程门阵列控制采集模块13中进一步由多路开关131、24位AD采样132、24位DSP处理控制电路133、FPGA控制电路134等结构单元构成；井下接收同步模块12将来自地面接收站的同步信号进行恢复、整形与校正后，控制数字信号处理以及现场可编程门阵列控制采集模块13开始采集与控制动作。井下伽马定方位模块14则负责采集来自地层的自然伽玛射线与仪器方位及井斜信息，并传至控制数字信号处理以及现场可编程门阵列控制采集模块13，用于校深与井斜方位测量。井下伽马定方位模块14优选包括有自然伽玛传感器、三轴磁力计与三轴加速度计等。
进一步结合附图对本发明提供的一种井间声波测井接收探头其工作过程进行一下描述：首先地面接收站通过电缆对井间声波测井接收探头进行供电以及数据传输，井间声波测井接收探头在井下受地面指令控制，打开井下接收声系中的多个支撑臂，使之贴合井壁。然后再由地面指令控制和地面同步信号的控制下井间声波测井接收探头有规律地接收来自井间发射声系发射的声波信号。井间声波测井接收探头自上而下分别为井下接收电子线路、井下接收声系等各组成部分之间通过多芯承压连接器串联起来；同时低压工作电源开始为井下接收电子线路中的接收通讯接口模块、井下接收同步模块、数字信号处理以及现场可编程门阵列控制采集模块、井下伽马定方位模块等各模块供电。地面下发给井间声波测井接收探头的指令和同步控制信号到达接收井下接收电子线路的接收通讯接口模块以及井下接收同步模块后，由接收通讯接口模块解码后在井下接收同步模块控制下，再发送给数字信号处理以及现场可编程门阵列控制采集模块，然后传给其中的DSP处理控制电路，DSP处理控制电路发给FPGA控制电路产生接收、采集与控制逻辑，这些控制逻辑经放大驱动进而控制井下接收声系中的三分量接收换能器采集声波信号；信号采集完成后，由井下接收声系中的接收前放模块进行差分放大、滤波、程控放大等模拟处理，之后由井下接收声系中的24位AD数字化模块进行数字化处理打包传给井下接收电子线路中的FPGA控制电路，之后传给井下接收电子线路的DSP处理控制电路连同井下伽马定方位模块测得的方位信息以及温度、电压等相关数据信号数字化处理所得的数据打包上传给通讯短节。至此，完成利用本发明井间声波测井接收探头的微弱测井声波收集工作。
本发明提供了一种井间声波测井接收探头，该井间声波测井接收探头包括有井下接收电子线路以及井下接收声系两部分，井下接收电子线路又进一步包括有接收通讯接口模块、井下接收同步模块、数字信号处理以及现场可编程门阵列控制采集模块、井下伽马定方位模块；井下接收声系进一步包括有AD数字化模块、接收前放模块、三分量接收换能器模块、马达伺服机构以及多个支撑臂等结构单元。具有上述结构特征的井间声波测井接收探头，其可用于完成裸眼井间距不小于1500米、金属套管井间距不小于500米的微弱声波的收集工作，该井间声波测井接收探头的耐压140Mpa，井下耐温175摄氏度，接收灵敏度不小于-200db，可有效满足不同井下环境对测井声波的接收要求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种井间声波测井接收探头，其特征在于，所述井间声波测井接收探头包括有井下接收电子线路以及井下接收声系；
所述井下接收电子线路包括有接收通讯接口模块、井下接收同步模块、数字信号处理以及现场可编程门阵列控制采集模块、井下伽马定方位模块；
所述井下接收声系包括有AD数字化模块、接收前放模块、三分量接收换能器模块、马达伺服机构以及多个支撑臂。
2.根据权利要求1所述的一种井间声波测井接收探头，其特征在于，所述井间声波测井接收探头还包括有低压工作电源；所述低压工作电源用于为井下接收电子线路中的接收通讯接口模块、井下接收同步模块、数字信号处理以及现场可编程门阵列控制采集模块、井下伽马定方位模块供电。
3.根据权利要求2所述的一种井间声波测井接收探头，其特征在于，所述低压工作电源的额定输出电压值为5V、+/-12V、+24V中的任意一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种井间声波测井接收探头，其特征在于，所述井下接收声系的三分量接收换能器模块设置于多个支撑臂所在位置处，多个支撑臂受控于马达伺服机构；在马达伺服机构以及多个支撑臂的控制下，井下接收声系贴紧井壁工作。
5.根据权利要求4所述的一种井间声波测井接收探头，其特征在于，所述井下接收声系的接收频率范围为0Hz-30kHz。
6.根据权利要求4所述的一种井间声波测井接收探头，其特征在于，所述井下接收声系处还连接设置有接收通讯接口模块；接收通讯接口模块用于收集井下接收声系中三分量接收换能器所采集的测井声波信号并上传。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN111502645A (zh) * | 2019-01-30 | 2020-08-07 | 中石化石油工程技术服务有限公司 | 一种推靠式声波测井接收探头 |
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2017
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