CN116953796A - 深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法、装置及系统，涉及应用地球物理测井技术领域，包含：发射预设声波信号，并实时采集发射预设声波信号时的发射参数以及不发射预设声波信号时的井下参数；基于发射参数，计算得到峰值发射电压以及峰值发射电流，判断发射器是否存在故障，当发射器不存在故障时，计算得到发射电压调节信号；依据井下参数，计算得到针对预设声波信号的校正系数，结合发射电压调节信号，计算得到下次发射预设声波信号时的激励信号宽度。本发明可用于井下万米以上声波远探测仪器测井需求，实时校正声波发射电压，实现简单，发射与接收精度高；可以高效实现对声波远探测测井仪在深地深海等高温高压环境下的准确测量。

Description

深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及应用地球物理测井技术领域，具体地说，涉及一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法、装置及系统。

背景技术

应用地球物理测井中声波测井，由声波发射器发射指定声波信号，然后由声波接收器接收这些经地层反射、折射或衍生出来的各种模式波，然后根据这些声波信号，计算地层参数。声波发射与接收器主要由压电陶瓷等组成。

声波发射过程中，把固定的发射信号驱动后经过升压（变压器）加到压电陶瓷上，使之发出声波信号；声波信号的接收过程则是由接收陶瓷把接收到的声波信号变换为电信号。这样就存在一个问题，声波信号无论发射与接收，都会受到井孔环境的影响，压电陶瓷的性能与井孔温度、压力密切相关，以往的声波测井在这方面没有进行考虑，因此也难以获取高精度与高质量的声波信号。

石油勘探逐渐向着深海深地远距离探测拓展，不断涌现出8000米以上深度的井孔，其温度达到200度以上，压力也达到了160Mpa以上，在这样的条件下声波信号准确度与精度变得更差，来自声波远探测的微弱反射波信号质量尤差，具体表现为随着井下温度和压力升高，声波发射器、接收器及升压变压器的效率将逐渐下降，而且这种下降是非线性的，需要进行相应补偿和校正。

因此，本发明提供了一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法、装置及系统，可用于井下万米以上声波远探测仪器测井需求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法，所述方法包含以下步骤：

S1、发射预设声波信号，并实时采集发射所述预设声波信号时的发射参数以及不发射所述预设声波信号时的井下参数；

S2、基于所述发射参数，计算得到峰值发射电压以及峰值发射电流，判断发射器是否存在故障，当发射器不存在故障时，基于所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流计算得到发射电压调节信号，其中，所述发射参数包含发射电压数据以及发射电流数据；

S3、依据所述井下参数，计算得到针对所述预设声波信号的校正系数，结合所述发射电压调节信号，计算得到下次发射所述预设声波信号时的激励信号宽度；

步骤S2中，通过以下表达式计算得到所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流：

PeakTv=MAX(Tv)

PeakTi=MAX(Ti)

其中，PeakTv表示峰值发射电压；PeakTi表示峰值发射电流；Tv表示发射电压数据；Ti表示发射电流数据；

步骤S2包含：基于所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流判别井下发射状态，并及时保护发射器及发射线路，其中，当所述峰值发射电压大于烧毁发射电压或所述峰值发射电流大于烧毁发射电流时，表征发射器存在故障，需要关闭发射器。

根据本发明的一个实施例，步骤S1包含：通过脉冲宽度调制方式发射所述预设声波信号，所述预设声波信号具备初始激励信号宽度以及预定电压。

根据本发明的一个实施例，所述井下参数包含不发射所述预设声波信号时的发射器井下温度数据、发射器井下压力数据、接收器井下温度数据、接收器井下压力数据。

根据本发明的一个实施例，在步骤S2中，通过以下公式计算得到所述发射电压调节信号：

Coff-PWM =（o×(PeakTv/V)+p×PeakTi）×100%

其中，Coff-PWM表示所述发射电压调节信号；o、p分别表示第一预设参数以及第二预设参数；PeakTv表示峰值发射电压；V表示所述预设声波信号的预定电压；PeakTi表示峰值发射电流。

根据本发明的一个实施例，在步骤S3中，通过以下公式计算得到针对所述预设声波信号的校正系数：

Coff-temp=(k×Coff-tt(AVGTT) ×Coff-rt(AVGTR)) ×100%

Coff-pre=( m×Coff-tp(AVGPT) +n×Coff-rp(AVGPR )) ×100%

其中，Coff-temp表示温度校正系数；k、m、n分别表示第三预设参数、第四预设参数、第五预设参数；Coff-tt表示发射器温度；AVGTT表示发射器平均温度；Coff-rt表示接收器温度；AVGTR表示接收器平均温度；Coff-pre表示压力校正系数；Coff-tp表示发射器压力；AVGPT表示发射器平均压力；Coff-rp表示接收器压力；AVGPR表示接收器平均压力。

根据本发明的一个实施例，在步骤S3中，通过以下公式计算得到下次发射所述预设声波信号时的激励信号宽度：

PWM-width=(a×Coff-PWM+b×Coff-temp+c×Coff-pre) ×100%

其中，PWM-width表示所述激励信号宽度；a、b、c分别表示第六预设参数、第七预设参数、第八预设参数；Coff-PWM表示所述发射电压调节信号；Coff-temp表示温度校正系数；Coff-pre表示压力校正系数。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种存储介质，其包含用于执行如上任一项所述的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法的指令。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿装置，执行如上任一项所述的深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法，所述装置包含：

发射模块，其用于发射预设声波信号，并实时采集发射所述预设声波信号时的发射参数以及不发射所述预设声波信号时的井下参数；

发射电压调节信号模块，其用于基于所述发射参数，计算得到峰值发射电压以及峰值发射电流，判断发射器是否存在故障，当发射器不存在故障时，基于所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流计算得到发射电压调节信号，其中，所述发射参数包含发射电压数据以及发射电流数据；

激励信号宽度模块，其用于依据所述井下参数，计算得到针对所述预设声波信号的校正系数，结合所述发射电压调节信号，计算得到下次发射所述预设声波信号时的激励信号宽度；

所述发射电压调节信号模块中，通过以下表达式计算得到所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流：

PeakTv=MAX(Tv)

PeakTi=MAX(Ti)

其中，PeakTv表示峰值发射电压；PeakTi表示峰值发射电流；Tv表示发射电压数据；Ti表示发射电流数据；

所述发射电压调节信号模块执行以下步骤：基于所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流判别井下发射状态，并及时保护发射器，其中，当所述峰值发射电压大于烧毁发射电压或所述峰值发射电流大于烧毁发射电流时，表征发射器存在故障，需要关闭发射器。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿系统，执行如上任一项所述的深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法，所述系统包含：

发射器，其用于发射所述预设声波信号；

电压采集探测器，其设置在所述发射器前端的电压激发处，用于实时采集发射所述预设声波信号时的发射参数；

发射控制与采集线路，其基于所述发射参数，计算得到峰值发射电压以及峰值发射电流，判断发射器是否存在故障，当发射器不存在故障时，基于所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流计算得到发射电压调节信号，并依据所述井下参数，计算得到针对所述预设声波信号的校正系数，结合所述发射电压调节信号，计算得到下次发射所述预设声波信号时的激励信号宽度，其中，所述发射参数包含发射电压数据以及发射电流数据；

所述发射控制与采集线路中，通过以下表达式计算得到所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流：

PeakTv=MAX(Tv)

PeakTi=MAX(Ti)

其中，PeakTv表示峰值发射电压；PeakTi表示峰值发射电流；Tv表示发射电压数据；Ti表示发射电流数据；

所述发射控制与采集线路执行以下步骤：基于所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流判别井下发射状态，并及时保护发射器及发射线路，其中，当所述峰值发射电压大于烧毁发射电压或所述峰值发射电流大于烧毁发射电流时，表征发射器存在故障，需要关闭发射器。

根据本发明的一个实施例，所述系统包含：

接收器，其用于接收所述预设声波信号的返回信号；

发射器温度及压力探测器，其设置在所述发射器周边，用于采集得到发射及不发射所述预设声波信号时的发射器温度以及发射器压力；

接收器温度及压力探测器，其设置在所述接收器周边，用于采集得到发射及不发射所述预设声波信号时的接收器温度以及接收器压力；

发射升压模块，其用于将来自所述发射控制与采集线路的发射驱动信号进行电压升压，使得所述发射器发出所述预设声波信号。

本发明提供的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法、装置及系统，相比传统的声波发射与接收方法，可用于井下万米以上声波远探测仪器测井需求，实时校正声波发射电压，实现简单，发射与接收精度高；可以高效实现对声波远探测测井仪在深地深海等高温高压环境下的准确测量。实现声波远探测测井中发射与接收的高效实时修正方法与技术，进而提高声波远探测测井的精度与准确性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1显示了根据本发明的一个实施例的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法流程图；

图2显示了根据本发明的另一个实施例的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法流程图；以及

图3显示了根据本发明的一个实施例的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿系统结构框图。

附图中，相同的部件使用相同的附图标记。另外，附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明实施例作进一步地详细说明。

本发明涉及一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法，通过该方法有效提高声波测井信号发射与接收的精度与准确性，尤其是超深井中高温高压环境下的测量，可用于井下万米以上声波远探测仪器测井需求。

图1显示了根据本发明的一个实施例的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法流程图。

如图1所示，在步骤S1中，发射预设声波信号，并实时采集发射预设声波信号时的发射参数以及不发射预设声波信号时的井下参数。

在一个实施例中，步骤S1包含：通过脉冲宽度调制方式发射预设声波信号，预设声波信号具备初始激励信号宽度以及预定电压。

进一步地，发射参数包含发射电压数据Tv以及发射电流数据Ti，井下参数包含不发射预设声波信号时的发射器井下温度数据TT、发射器井下压力数据PT、接收器井下温度数据TR、接收器井下压力数据PR。另外，还需要实时采集发射预设声波信号时的发射器温度Coff-tt、发射器压力Coff-tp、接收器温度Coff-rt、接收器压力Coff-rp。

如图1所示，在步骤S2中，基于发射参数，计算得到峰值发射电压以及峰值发射电流，判断发射器是否存在故障，当发射器不存在故障时，基于峰值发射电压以及峰值发射电流计算得到发射电压调节信号，其中，发射参数包含发射电压数据以及发射电流数据。

在一个实施例中，在步骤S2中，通过以下表达式计算得到峰值发射电压以及峰值发射电流：

PeakTv=MAX(Tv)

PeakTi=MAX(Ti)

其中，PeakTv表示峰值发射电压；PeakTi表示峰值发射电流；Tv表示发射电压数据；Ti表示发射电流数据。

在一个实施例中，步骤S2包含：基于峰值发射电压以及峰值发射电流判别井下发射状态，并及时保护发射器及发射线路，其中，当峰值发射电压大于烧毁发射电压（PeakTv>BurntTv）或峰值发射电流大于烧毁发射电流（PeakTi>BurntTi）时，表征发射器存在故障，需要关闭发射器。本发明实时通过峰值发射电压以及峰值发射电流判别井下发射状态，能够在深地深海声波远探测井下发射接收过程中判别发射器是否存在故障，及时保护发射器及发射线路，确保井下万米以上声波远探测仪器测井安全。

在一个实施例中，在步骤S2中，通过以下公式计算得到发射电压调节信号：

Coff-PWM =（o×(PeakTv/V)+p×PeakTi）×100%

其中，Coff-PWM表示发射电压调节信号；o、p分别表示第一预设参数以及第二预设参数；PeakTv表示峰值发射电压；V表示预设声波信号的预定电压；PeakTi表示峰值发射电流。

如图1所示，在步骤S3中，依据井下参数，计算得到针对预设声波信号的校正系数，结合发射电压调节信号，计算得到下次发射预设声波信号时的激励信号宽度。具体来说，校正系数包含温度校正系数Coff-temp以及压力校正系数Coff-pre。

在一个实施例中，在步骤S3中，通过以下公式计算得到针对预设声波信号的校正系数：

Coff-temp=(k×Coff-tt(AVGTT) ×Coff-rt(AVGTR)) ×100%

Coff-pre=( m×Coff-tp(AVGPT) +n×Coff-rp(AVGPR )) ×100%

其中，Coff-temp表示温度校正系数；k、m、n分别表示第三预设参数、第四预设参数、第五预设参数；Coff-tt表示发射器温度；AVGTT表示发射器平均温度；Coff-rt表示接收器温度；AVGTR表示接收器平均温度；Coff-pre表示压力校正系数；Coff-tp表示发射器压力；AVGPT表示发射器平均压力；Coff-rp表示接收器压力；AVGPR表示接收器平均压力。

在一个实施例中，在步骤S3中，通过以下公式计算得到下次发射预设声波信号时的激励信号宽度：

PWM-width=(a×Coff-PWM+b×Coff-temp+c×Coff-pre) ×100%

其中，PWM-width表示激励信号宽度；a、b、c分别表示第六预设参数、第七预设参数、第八预设参数；Coff-PWM表示发射电压调节信号；Coff-temp表示温度校正系数；Coff-pre表示压力校正系数。

图2显示了根据本发明的另一个实施例的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法流程图。

如图2所示，在步骤S201中，发射器周围布设发射器温度及压力探测器。具体来说，在声波测井仪的发射器周边布设井下温度与井下压力探测器并固定，能够采集得到发射预设声波信号时的发射器温度Coff-tt、发射器压力Coff-tp，还能够得到不发射预设声波信号时的发射器井下温度数据TT、发射器井下压力数据PT。

如图2所示，在步骤S202中，接收器周围布设接收器温度及压力探测器。具体来说，在接收器周边布设温度与压力探测器并固定，能够采集得到发射预设声波信号时的接收器温度Coff-rt、接收器压力Coff-rp，还能够得到不发射预设声波信号时的接收器井下温度数据TR、接收器井下压力数据PR。

如图2所示，在步骤S203中，发射器布设电压采集探测器。具体来说，在发射器前端的电压激发处，布设发射电压采集探测器并固定，能够采集得到发射电压Tv与发射电流Ti。

如图2所示，在步骤S204中，测量并建立发射器温度Coff-tt、发射器压力Coff-tp、接收器温度Coff-rt、接收器压力Coff-rp校正参数数据库。进一步地，把校正数据库分别存储于井下声波信号采集与控制电路中。

如图2所示，在步骤S205中，声波发射，用PWM技术发射声波电压信号，经升压变换器送至发射换能器，PWM激励信号宽度为PWM-width。具体来说，通过脉冲宽度调制方式发射预设声波信号，预设声波信号具备初始激励信号宽度以及预定电压V。

如图2所示，在步骤S206中，实时采集发射电压Tv与发射电流Ti的数值，不发射预设声波信号时的发射器井下温度数据TT、发射器井下压力数据PT、接收器井下温度数据TR、接收器井下压力数据PR。

如图2所示，在步骤S207中，计算峰值发射电压以及峰值发射电流。具体来说，需要依据发射电压数据Tv、发射电流数据Ti分别计算得到峰值发射电压PeakTv、峰值发射电流PeakTi，其中，通过以下表达式计算得到峰值发射电压以及峰值发射电流：

PeakTv=MAX(Tv)

PeakTi=MAX(Ti)

其中，PeakTv表示峰值发射电压；PeakTi表示峰值发射电流；Tv表示发射电压数据；Ti表示发射电流数据。

如图2所示，在步骤S208中，判断发射器是否存在故障。具体来说，基于峰值发射电压以及峰值发射电流判别井下发射状态，并及时保护发射器，其中，当峰值发射电压大于烧毁发射电压或峰值发射电流大于烧毁发射电流时，表征发射器存在故障，需要关闭发射器，此时转到步骤S212，上传仪器发射器故障，关闭发射器与仪器。当发射器不存在故障时，此时转到步骤S209，基于峰值发射电压以及峰值发射电流计算得到发射电压调节信号。

进一步地，对于PeakTv、PeakTi可以用于判别井下发射状态，并用于及时保护发射电路及发射器。当PeakTv>BurntTv或PeakTi>BurntTi，通知仪器发射器存在故障，关闭发射器与仪器。需要说明的是，实际应用中，不同的发射器具备不同的烧毁发射电压BurntTv以及烧毁发射电流BurntTi，本发明不对烧毁发射电压BurntTv以及烧毁发射电流BurntTi的具体数值作出限制。

如图2所示，在步骤S209中，计算发射电压调节信号。具体来说，需要依据发射器井下温度数据TT、发射器井下压力数据PT、接收器井下温度数据TR、接收器井下压力数据PR，分别计算得到发射器平均温度AVGTT、发射器平均压力AVGPT、接收器平均温度AVGTR、接收器平均压力AVGPR，计算公式如下：

AVGTT=（∫TT）/Num

AVGPT=（∫PT）/Num

AVGTR=（∫TR）/Num

AVGPR=（∫PR）/Num

其中，AVGTT表示发射器平均温度；AVGTR表示接收器平均温度；AVGPT表示发射器平均压力；AVGPR表示接收器平均压力；TT表示不发射预设声波信号时的发射器井下温度数据；PT表示不发射预设声波信号时的发射器井下压力数据；TR表示不发射预设声波信号时的接收器井下温度数据；PR表示不发射预设声波信号时的接收器井下压力数据；Num表示采样周期数。

进一步地，通过以下公式计算得到发射电压调节信号：

Coff-PWM =（o×(PeakTv/V)+p×PeakTi）×100%

其中，Coff-PWM表示发射电压调节信号；o、p分别表示第一预设参数以及第二预设参数；V表示预设声波信号的预定电压。

如图2所示，在步骤S210中，计算校正系数。具体来说，校正系数包含温度校正系数Coff-temp以及压力校正系数Coff-pre，需要依据发射器温度Coff-tt、发射器平均温度AVGTT、接收器温度Coff-rt、接收器平均温度AVGTR计算得到温度校正系数Coff-temp，还需要依据发射器压力Coff-tp、发射器平均压力AVGPT、接收器压力Coff-rp、接收器平均压力AVGPR计算得到压力校正系数Coff-pre。

进一步地，通过以下公式计算得到针对预设声波信号的校正系数：

Coff-temp=(k×Coff-tt(AVGTT) ×Coff-rt(AVGTR)) ×100%

Coff-pre=( m×Coff-tp(AVGPT) +n×Coff-rp(AVGPR )) ×100%

其中，Coff-temp表示温度校正系数；k、m、n分别表示第三预设参数、第四预设参数、第五预设参数；Coff-tt表示发射器温度；Coff-rt表示接收器温度； Coff-pre表示压力校正系数；Coff-tp表示发射器压力； Coff-rp表示接收器压力。

如图2所示，在步骤S211中，计算脉冲宽度，根据脉冲宽度系数调整发射电压。具体来说，需要依据发射电压调节信号Coff-PWM、温度校正系数Coff-temp、压力校正系数Coff-pre计算得到下次发射预设声波信号时的激励信号宽度PWM-width。

进一步地，通过以下公式计算得到下次发射预设声波信号时的激励信号宽度：

PWM-width=(a×Coff-PWM+b×Coff-temp+c×Coff-pre)×100%

其中，PWM-width表示激励信号宽度；a、b、c分别表示第六预设参数、第七预设参数、第八预设参数；Coff-PWM表示发射电压调节信号；Coff-temp表示温度校正系数；Coff-pre表示压力校正系数。

重复执行步骤S205-S211，直到测量完毕。

需要说明的是，步骤S201-S204可以同时进行，步骤S205-S211按时间排列依次进行。

本发明提供的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法、装置及系统还可以配合一种计算机可读取的存储介质，存储介质上存储有计算机程序，执行计算机程序以运行一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法。计算机程序能够运行计算机指令，计算机指令包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。

计算机可读取的存储介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-OnlyMemory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

需要说明的是，计算机可读取的存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读取的存储介质不包括电载波信号和电信信号。

另外，本发明提供的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿装置，执行一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法，其包含：发射模块、发射电压调节信号模块、激励信号宽度模块。

具体来说，发射模块用于发射预设声波信号，并实时采集发射预设声波信号时的发射参数以及不发射预设声波信号时的井下参数；发射电压调节信号模块用于基于发射参数，计算得到峰值发射电压以及峰值发射电流，判断发射器是否存在故障，当发射器不存在故障时，基于峰值发射电压以及峰值发射电流计算得到发射电压调节信号，其中，发射参数包含发射电压数据以及发射电流数据；激励信号宽度模块用于依据井下参数，计算得到针对预设声波信号的校正系数，结合发射电压调节信号，计算得到下次发射预设声波信号时的激励信号宽度。

在一个实施例中，发射电压调节信号模块中，通过以下表达式计算得到峰值发射电压以及峰值发射电流：

PeakTv=MAX(Tv)

PeakTi=MAX(Ti)

其中，PeakTv表示峰值发射电压；PeakTi表示峰值发射电流；Tv表示发射电压数据；Ti表示发射电流数据；

在一个实施例中，发射电压调节信号模块执行以下步骤：基于峰值发射电压以及峰值发射电流判别井下发射状态，并及时保护发射器，其中，当峰值发射电压大于烧毁发射电压或峰值发射电流大于烧毁发射电流时，表征发射器存在故障，需要关闭发射器。

图3显示了根据本发明的一个实施例的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿系统结构框图。

如图3所示，一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿系统包含发射控制与采集线路1以及发射与接收声波探头2。具体来说，发射与接收声波探头2包含：发射升压模块21、电压采集探测器22、发射器23、发射温度探测器24、发射压力探测器25、接收器26、接收温度探测器27、接收压力探测器28。

在一个实施例中，发射升压模块21用于将来自发射控制与采集线路1的发射驱动信号进行电压升压，使得发射器23发出预设声波信号。

在一个实施例中，电压采集探测器22设置在发射器23前端的电压激发处，用于实时采集发射电压Tv以及发射电流Ti。具体来说，在一个实施例中，电压采集探测器22的范围：0-100deg，10-50mV。

在一个实施例中，发射器23用于发射预设声波信号。

在一个实施例中，发射器温度及压力探测器（发射温度探测器24、发射压力探测器25）设置在发射器23周边，能够采集得到发射预设声波信号时的发射器温度Coff-tt、发射器压力Coff-tp，还能够得到不发射预设声波信号时的发射器井下温度数据TT、发射器井下压力数据PT。

在一个实施例中，接收器26用于接收预设声波信号的返回信号。

在一个实施例中，接收器温度及压力探测器（接收温度探测器27、接收压力探测器28）设置在接收器26周边，能够采集得到发射预设声波信号时的接收器温度Coff-rt、接收器压力Coff-rp，还能够得到不发射预设声波信号时的接收器井下温度数据TR、接收器井下压力数据PR。

在一个实施例中，发射控制与采集线路1用于基于发射参数，计算得到峰值发射电压以及峰值发射电流，判断发射器是否存在故障，当发射器不存在故障时，基于峰值发射电压以及峰值发射电流计算得到发射电压调节信号，并依据井下参数，计算得到针对预设声波信号的校正系数，结合发射电压调节信号，计算得到下次发射预设声波信号时的激励信号宽度，其中，发射参数包含发射电压数据以及发射电流数据。具体来说，发射控制与采集线路1一方面负责预设声波信号的发射控制与发射驱动信号的产生，一方面采集来自电压采集探测器22、发射温度探测器24、发射压力探测器25、接收温度探测器27、接收压力探测器28的监测信号。

在一个实施例中，发射控制与采集线路1中，通过以下表达式计算得到峰值发射电压以及峰值发射电流：

PeakTv=MAX(Tv)

PeakTi=MAX(Ti)

其中，PeakTv表示峰值发射电压；PeakTi表示峰值发射电流；Tv表示发射电压数据；Ti表示发射电流数据；

在一个实施例中，发射控制与采集线路1执行以下步骤：基于峰值发射电压以及峰值发射电流判别井下发射状态，并及时保护发射器，其中，当峰值发射电压大于烧毁发射电压或峰值发射电流大于烧毁发射电流时，表征发射器存在故障，需要关闭发射器。

综上，本发明提供的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法、装置及系统，相比传统的声波发射与接收方法，可用于井下万米以上声波远探测仪器测井需求，实时校正声波发射电压，实现简单，发射与接收精度高；可以高效实现对声波测井仪在深地深海等高温高压环境下的准确测量。实现声波测井中发射与接收的高效实时修正方法与技术，进而提高声波远探测测井的精度与准确性。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

S1、发射预设声波信号，并实时采集发射所述预设声波信号时的发射参数以及不发射所述预设声波信号时的井下参数；

S2、基于所述发射参数，计算得到峰值发射电压以及峰值发射电流，判断发射器是否存在故障，当发射器不存在故障时，基于所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流计算得到发射电压调节信号，其中，所述发射参数包含发射电压数据以及发射电流数据；

S3、依据所述井下参数，计算得到针对所述预设声波信号的校正系数，结合所述发射电压调节信号，计算得到下次发射所述预设声波信号时的激励信号宽度；

步骤S2中，通过以下表达式计算得到所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流：

PeakTv=MAX(Tv)

PeakTi=MAX(Ti)

其中，PeakTv表示峰值发射电压；PeakTi表示峰值发射电流；Tv表示发射电压数据；Ti表示发射电流数据；

步骤S2包含：基于所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流判别井下发射状态，并及时保护发射器，其中，当所述峰值发射电压大于烧毁发射电压或所述峰值发射电流大于烧毁发射电流时，表征发射器存在故障，需要关闭发射器。

2.如权利要求1所述的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法，其特征在于，步骤S1包含：通过脉冲宽度调制方式发射所述预设声波信号，所述预设声波信号具备初始激励信号宽度以及预定电压。

3.如权利要求1所述的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法，其特征在于，所述井下参数包含不发射所述预设声波信号时的发射器井下温度数据、发射器井下压力数据、接收器井下温度数据、接收器井下压力数据。

4.如权利要求1所述的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法，其特征在于，在步骤S2中，通过以下公式计算得到所述发射电压调节信号：

Coff-PWM =（o×(PeakTv/V)+p×PeakTi）×100%

其中，Coff-PWM表示所述发射电压调节信号；o、p分别表示第一预设参数以及第二预设参数；PeakTv表示峰值发射电压；V表示所述预设声波信号的预定电压；PeakTi表示峰值发射电流。

5.如权利要求1所述的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法，其特征在于，在步骤S3中，通过以下公式计算得到针对所述预设声波信号的校正系数：

Coff-temp=(k×Coff-tt(AVGTT) ×Coff-rt(AVGTR)) ×100%

Coff-pre=( m×Coff-tp(AVGPT) +n×Coff-rp(AVGPR )) ×100%

其中，Coff-temp表示温度校正系数；k、m、n分别表示第三预设参数、第四预设参数、第五预设参数；Coff-tt表示发射器温度；AVGTT表示发射器平均温度；Coff-rt表示接收器温度；AVGTR表示接收器平均温度；Coff-pre表示压力校正系数；Coff-tp表示发射器压力；AVGPT表示发射器平均压力；Coff-rp表示接收器压力；AVGPR表示接收器平均压力。

6.如权利要求1所述的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法，其特征在于，在步骤S3中，通过以下公式计算得到下次发射所述预设声波信号时的激励信号宽度：

PWM-width=(a×Coff-PWM+b×Coff-temp+c×Coff-pre) ×100%

其中，PWM-width表示所述激励信号宽度；a、b、c分别表示第六预设参数、第七预设参数、第八预设参数；Coff-PWM表示所述发射电压调节信号；Coff-temp表示温度校正系数；Coff-pre表示压力校正系数。

7.一种存储介质，其特征在于，其包含用于执行如权利要求1-6中任一项所述的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法的指令。

8.一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿装置，其特征在于，执行如权利要求1-6中任一项所述的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法，所述装置包含：

发射模块，其用于发射预设声波信号，并实时采集发射所述预设声波信号时的发射参数以及不发射所述预设声波信号时的井下参数；

发射电压调节信号模块，其用于基于所述发射参数，计算得到峰值发射电压以及峰值发射电流，判断发射器是否存在故障，当发射器不存在故障时，基于所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流计算得到发射电压调节信号，其中，所述发射参数包含发射电压数据以及发射电流数据；

激励信号宽度模块，其用于依据所述井下参数，计算得到针对所述预设声波信号的校正系数，结合所述发射电压调节信号，计算得到下次发射所述预设声波信号时的激励信号宽度；

所述发射电压调节信号模块中，通过以下表达式计算得到所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流：

PeakTv=MAX(Tv)

PeakTi=MAX(Ti)

其中，PeakTv表示峰值发射电压；PeakTi表示峰值发射电流；Tv表示发射电压数据；Ti表示发射电流数据；

所述发射电压调节信号模块执行以下步骤：基于所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流判别井下发射状态，并及时保护发射器，其中，当所述峰值发射电压大于烧毁发射电压或所述峰值发射电流大于烧毁发射电流时，表征发射器存在故障，需要关闭发射器。

9.一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿系统，其特征在于，执行如权利要求1-6中任一项所述的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿方法，所述系统包含：

发射器，其用于发射所述预设声波信号；

电压采集探测器，其设置在所述发射器前端的电压激发处，用于实时采集发射所述预设声波信号时的发射参数；

发射控制与采集线路，其基于所述发射参数，计算得到峰值发射电压以及峰值发射电流，判断发射器是否存在故障，当发射器不存在故障时，基于所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流计算得到发射电压调节信号，并依据所述井下参数，计算得到针对所述预设声波信号的校正系数，结合所述发射电压调节信号，计算得到下次发射所述预设声波信号时的激励信号宽度，其中，所述发射参数包含发射电压数据以及发射电流数据；

所述发射控制与采集线路中，通过以下表达式计算得到所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流：

PeakTv=MAX(Tv)

PeakTi=MAX(Ti)

其中，PeakTv表示峰值发射电压；PeakTi表示峰值发射电流；Tv表示发射电压数据；Ti表示发射电流数据；

所述发射控制与采集线路执行以下步骤：基于所述峰值发射电压以及所述峰值发射电流判别井下发射状态，并及时保护发射器，其中，当所述峰值发射电压大于烧毁发射电压或所述峰值发射电流大于烧毁发射电流时，表征发射器存在故障，需要关闭发射器。

10.如权利要求9所述的一种深地深海声波远探测井下发射接收补偿系统，其特征在于，所述系统包含：

接收器，其用于接收所述预设声波信号的返回信号；

发射器温度及压力探测器，其设置在所述发射器周边，用于采集得到发射及不发射所述预设声波信号时的发射器温度以及发射器压力；

接收器温度及压力探测器，其设置在所述接收器周边，用于采集得到发射及不发射所述预设声波信号时的接收器温度以及接收器压力；

发射升压模块，其用于将来自所述发射控制与采集线路的发射驱动信号进行电压升压，使得所述发射器发出所述预设声波信号。