CN205330652U - 一种主动式噪声压裂效果检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于噪声测井领域，具体涉及一种主动式噪声压裂效果检测系统，利用压裂效果检测装置中的声波发射换能器发射原始信号，声波接收换能器获得噪声加载信号，之后送至地面装置，地面装置中通过不同的控制角度来调整声波接收换能器在多个方向上指向性，在地面装置中可以得到不同方向上的噪声信息，通过噪声的幅度和频率来判断流体的类型和方位；本实用新型克服了现有井下利用放射元素测井存在的缺陷，不仅使其在井下检测压裂效果时对环境没有污染，同时测得多个方向上井下注水后的压裂情况且对井下噪声有一定保护作用，通过对井下噪声信息的分析来判断在注水后井下压裂效果的好坏。

Description

一种主动式噪声压裂效果检测系统

技术领域

本实用新型属于噪声测井领域，具体涉及一种主动式噪声压裂效果检测系统。

背景技术

在科技与经济飞速发展的今天，石油在国家发展中的工业、军事等诸多领域的影响都扮演了不可替代的作用，而且石油资源的珍贵不言而喻，尤其目前各个国家石油开采已经到了末期阶段，提高如何油井开采利用率成为了比较重要的一个问题。目前为了对油井充分开采，通常会向井中注水加压来提高出油率，为了检测井下注水以后压裂效果的好坏，一般性做法是在注水井中加入放射性元素，通过其放射性元素的辐射来判断注水以后的压裂效果，其最明显的缺点就是对环境污染比较大。另一种方法是向井下注水加压以后，通过检测其井下各方位噪声信息来判断在多个方向上的压裂效果，但目前用于井下噪声压裂效果检测装置无法同时获得多个方向上的噪声信息，也就无法准确地掌握井下各个方位上的压裂效果情况，自然也无法有针对性的在特定方向上提高出油产量。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供了一种主动式噪声压裂效果检测系统，在提高目标分辨能力的同时，还能够测出井下多个方位在注水前后的压裂效果的好坏情况。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种主动式噪声压裂效果检测系统包括电缆、压裂效果检测装置、套管、密封层、井孔、地层、地面装置，套管中注入液体并置于井液中，套管与井壁之间用密封层隔开，井孔贯穿密封层延伸至地层中，压裂效果检测装置通过电缆与地面装置相连；其中压裂效果检测装置包括壳体、电子仓、声波发射换能器、声波接收换能器，其中电子仓、声波发射换能器、声波接收换能器均安装于壳体内部，声波接收换能器、声波发射换能器和电子仓由下向上依次通过连接管连接，电子仓上端与电缆相连接。

压裂效果检测装置中还包括安装于壳体内部的连接管、过线胶管、压电陶瓷支架、透声管壁、橡皮塞、管卡、密封架，声波发射换能器中设置有发射换能器压电陶瓷圆筒，声波接收换能器中设置有接收换能器压电陶瓷圆筒，其中声波发射换能器与壳体之间由过线胶管密封，声波接收换能器和声波发射换能器之间通过压电陶瓷支架支撑，声波接收换能器和声波发射换能器之间还设置有透声管璧，在声波接收换能器最下方与壳体之间依次设置橡皮塞、管卡和密封架。

声波发射换能器由发射换能器压电陶瓷圆筒、发射换能器压电陶瓷圆筒基底、发射换能器正电极、发射换能器负电极组成，发射换能器正电极为发射换能器压电陶瓷圆筒内壁极化后形成，发射换能器负电极为发射换能器压电陶瓷圆筒外壁极化后形成，发射换能器压电陶瓷筒内、外壁上的发射换能器压电陶瓷极化方向与发射换能器压电陶瓷圆筒的径向平行，其中发射换能器负电极用导线引接到声波发射换能器的外表面并接地，作为声波发射换能器的负极，发射换能器正电极用导线引出作为声波发射换能器的外部电路产生激励电压的输入端。

声波接收换能器由接收换能器压电陶瓷圆筒和覆盖在接收换能器压电陶瓷圆筒内、外壁上沿圆周方向设置的银电极矩形条组成，接收换能器压电陶瓷圆筒由接收换能器压电陶瓷圆筒基底、绝缘压电陶片组成，银电极矩形条均通过丝网印刷形成，由沿接收换能器压电陶瓷圆筒内壁上设置的4个接收换能器正电极和沿接收换能器压电陶瓷圆筒外壁上设置的4个接收换能器负电极组成，并相互绝缘，银电极矩形条等间距覆盖在接收换能器压电陶瓷筒内、外壁上，各银电极之间的接收换能器压电陶瓷极化方向与接收换能器压电陶瓷圆筒的径向平行，接收换能器正电极与接收换能器负电极沿接收换能器压电陶瓷圆筒圆周方向交替间隔设置，将4个接收换能器负电极连接在一起后作为整个换能器的负极，4个接收换能器正电极分别引出四根导线作为四路输出信号。

电子仓包括和声波接收换能器相连的四个通道电路，激励电压产生电路，和四个通道电路连接的A/D转换电路、控制电路，CAN总线电路，数据收发模块；激励电压产生电路为一个单独存在用于声波发射换能器的方波脉冲激励电压的产生电路；通道电路中包括依次连接的前置预处理电路、低通滤波电路、可变增益放大电路、电压放大电路、A/D转换电路，A/D转换电路和可变增益放大电路分别和控制电路连接，控制电路由单片机控制，控制电路通过CAN总线电路与数据收发模块相连，数据收发模块通过电缆连接地面装置，声波接收换能器还通过四路通道电路连接A/D转换电路和控制电路，四路通道电路和参数完全一样。

一种井下噪声保护方法，通过声波发射换能器在外部脉冲激励电路产生的激励电压作用下发射出一个原始声信号，该原始声信号在井下套管里和注水以后井下多个方向的噪声信号混合加载在一起形成噪声加载信号，之后被声波接收换能器接收，声波接收换能器把接收到的噪声加载信号转换成模拟电信号，模拟电信号在经过电子仓中一系列电路的处理后由电缆传至地面装置中，在地面装置中把声波发射换能器发射出的原始声信号滤除，只留下井下各个方向上的噪声信号，最后对噪声信号进行一系列处理后，通过对噪声信号信息的分析来判断井下压裂效果的好坏，可以获得较好的结果。通过声波发射换能器发射的声波信号来加载噪声信号，从而保护噪声信号，可以有效减小井下噪声的失真，能够更加准确地获得井下注水后的噪声信息。

本实用新型的有益效果：本实用新型克服了现有井下利用放射元素测井存在的缺陷，不仅使其在井下检测压裂效果时对环境没有污染，同时测得多个方向上井下注水后的压裂情况。利用注水前后不同噪声信息对比来判断各个方向上压裂效果的这种方法对环境几乎没有污染。同时声波接收能器可以获得声压信息，在地面系统中就可以得到不同方向上的噪声信息，从而判断在注水后井下压裂效果的好坏。

附图说明

下面通过附图并结合实施例具体描述本实用新型，本实用新型的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本实用新型的解释说明，而不构成对本实用新型的任何意义上的限制。

图1是本实用新型一种主动式噪声压裂效果检测系统的结构示意图；

图2是本实用新型中压裂效果检测装置的内部结构示意图；

图3是本实用新型中声波发射换能器结构示意图；

图4是本实用新型中声波接收换能器结构示意图；

图5是本实用新型一种主动式噪声压裂效果检测系统的检测原理框图；

图6是本实用新型中声波接收换能器外部的通道示意图和通道1的内部电路原理图；

图7是本实用新型中相关电路原理图：图7(a)为声波接收换能器与外部电路连接的电路原理；图7(b)为CAN总线电路图；图7(c)为声波发射换能器的外部电压激励电路图；

图8是本实用新型中井下套管中一个方向上的噪声信号示意图；

图9是本实用新型中利用声波接收换能器倍频窄波束技术在井下八方位的指向性图；

附图标记说明：1、电缆；2、压裂效果检测装置；3、套管；4、密封层；5、井孔；6、地层；7、地面装置；201、壳体；202、电子仓；203、连接管；204、过线胶管；205、声波发射换能器；206、压电陶瓷支架；207、透声管壁；208、声波接收换能器；209、橡皮塞；210、管卡；211、密封架；20501、发射换能器压电陶瓷圆筒基底；20502、发射换能器正电极；20503、发射换能器负电极；20801、接收换能器压电陶瓷圆筒基底；20802、接收换能器正电极；20803、接收换能器压电陶瓷圆筒电极之间的绝缘带；20804、接收换能器负电极。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明：本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些都属于本实用新型保护范围。

一种主动式噪声压裂效果检测系统，如图1和图2所示，该检测系统包括电缆1、压裂效果检测装置2、套管3、密封层4、井孔5、地层6、地面装置7，套管3中注入液体并置于井液中，套管3与井壁之间用密封层4隔开，井孔5贯穿密封层4延伸至地层6中，压裂效果检测装置2通过电缆1与地面装置7相连；其中压裂效果检测装置2包括壳体201、电子仓202、连接管203、过线胶管204、声波发射换能器205、压电陶瓷支架206、透声管壁207、声波接收换能器208、橡皮塞209、管卡210、密封架211，其中电子仓202、连接管203、过线胶管204、声波发射换能器205、压电陶瓷支架206、透声管壁207、声波接收换能器208、橡皮塞209、管卡210、密封架211均安装于壳体201内部，声波接收换能器208、声波发射换能器205和电子仓202由下向上依次通过连接管203连接，电子仓202上端与电缆1相连接，声波发射换能器205与壳体201之间由过线胶管204密封，声波接收换能器208和声波发射换能器205之间通过压电陶瓷支架206支撑，声波接收换能器208和声波发射换能器205之间还设置有透声管璧207，在声波接收换能器208最下方与壳体201之间依次设置橡皮塞209、管卡210和密封架211。

声波发射换能器205内部结构示意图如图3(a)所示，声波发射换能器205包括发射换能器压电陶瓷圆筒、发射换能器压电陶瓷圆筒基底20501、发射换能器正电极20502、发射换能器负电极20503，发射换能器正电极20502为发射换能器压电陶瓷圆筒内壁极化后形成，发射换能器负电极20503为发射换能器压电陶瓷圆筒外壁极化后形成，发射换能器压电陶瓷筒内、外壁上的发射换能器压电陶瓷极化方向与发射换能器压电陶瓷圆筒的径向平行，其中20501是发射换能器压电陶瓷圆筒基底，20502是发射换能器正电极，20503是发射换能器负电极。如图3(b)所示，声波发射换能器压电陶瓷沿圆周内、外壁上共形成2个电极，2个电极分别为沿压电陶瓷圆筒内设置有1个正电极和外部设置的1个负电极，将发射换能器压电陶瓷圆筒外壁上的1个发射换能器负电极20503用导线引接出来到声波发射换能器205的外表面，作为整个声波发射换能器205的负极，且该负电极接地，发射换能器压电陶瓷圆筒内壁上的1个发射换能器正电极20502引出1根导线用来作为声波发射换能器205的外部电路产生激励电压的输入端。

声波接收换能器208内部结构示意图如图4所示，图4(a)中表示了声波接收换能器208由一个接收换能器压电陶瓷圆筒和覆盖在接收换能器压电陶瓷圆筒内、外壁上沿圆周方向设置的多个银电极矩形条组成，接收换能器压电陶瓷圆筒由接收换能器压电陶瓷圆筒基底20801、绝缘压电陶片组成，银电极矩形条为极化后分别形成的8个正负电极。其中20801是接收换能器压电陶瓷圆筒基底，20802是接收换能器正电极，20803是接收换能器压电陶瓷圆筒电极之间的绝缘带，20804是接收换能器负电极。各银电极等间距覆盖在接收换能器压电陶瓷圆筒内、外壁上，接收换能器压电陶瓷圆筒内、外壁上对应的银电极连接在一起，各银电极之间的接收换能器压电陶瓷极化方向与接收换能器压电陶瓷圆筒的径向平行，各银电极之间的接收换能器压电陶瓷极化形成接收换能器正电极和接收换能器负电极，接收换能器正电极与接收换能器负电极沿接收换能器压电陶瓷圆筒圆周方向交替间隔设置。银电极均通过丝网印刷形成，且沿接收换能器压电陶瓷圆筒内外分别设置为4个接收换能器正电极和4个接收换能器负电极，并相互绝缘，如图4(b)所示。将接收换能器压电陶瓷圆筒外壁上的4个接收换能器负电极连接在一起后作为整个换能器的负极，接收换能器压电陶瓷圆筒内壁上的4个接收换能器正电极分别引出四根导线作为四路输出信号。

如图5和图6所示，电子仓201主要是对声波发射换能器205提供外部电压激励和接收换能器转换的电信号经行一系列的调整，实现井下和井上的数据传输，将井下声波接收换能器208接受到的测井数据传输到地面装置7，电子仓201包括和声波接收换能器208相连的通道电路，激励电压产生电路，和通道电路连接的A/D转换电路、控制电路，CAN总线电路，数据收发模块；激励电压产生电路为一个单独存在用于声波发射换能器的方波脉冲激励电压的产生电路；通道电路中包括依次连接的前置预处理电路、低通滤波电路、可变增益放大电路、电压放大电路、A/D转换电路，前置预处理电路主要对来自声波接收换能器208的信号进行预处理，对声波接收换能器208接收的微弱信号进行一个20dB左右的放大。A/D转换电路和可变增益放大电路分别和由单片机控制的控制电路连接，声波接收换能器208还通过四路通道电路连接A/D转换电路和控制电路，控制电路连接有CAN总线电路，CAN总线与数据收发模块相连，将处理后的信号送入地面装置7。

声波接收换能器208内部产生的四路电压输出信号分别通过与之相连的四路通道送至A/D转换电路中，四路通道内的电路和参数完全一样，首先声波接收换能器208接收到的噪声信号会在声波接收换能器208内部产生的一路电压信号经过通道1送至A/D转换电路中，依次通过前置预处理电路、低通滤波电路、可变增益放大电路、电压放大电路。A/D转换电路和可变增益放大电路分别和由单片机控制的控制电路连接，控制电路连接有CAN总线电路，CAN总线与数据收发模块相连，最后将处理后数据经电缆1送入地面装置7中。本文只介绍声波接收换能器将采集到的数据经过通道1传输到A/D电路中，其他三路通道的原理与过程均与通道1相同，在此不做一一介绍。

本实用新型井下主动式噪声压裂效果检测装置2的最下端设有声波接收换能器208，声波接收换能器208的上部设有声波发射换能器205，声波发射换能器205上部的电子仓201通过电缆1与地面装置7相连，声波接收换能器208采用压电陶瓷圆筒径向极化形成的声压换能器。通过换能器获得的四路信号经处理能动态的掌握在注水以后井下的压裂噪声情况，将注水后加载的噪声信号经滤波电路把声波发射换能器发射的原始声信号滤除，将剩下的噪声信号与注水前比较就可以获得井下注水压裂效果的好坏。

由声波接收换能器接收到一个方向上的井下加载噪声信号和经过处理后的该方向上的井下噪声信号分别为图8(a)和图8(b)所示。图8(c)表示该方向上多次采集到的噪声信号经行希尔伯特变换后的噪声伪彩色图。其中图8(a)是由声波发射换能器发出的一个频率为20kHz与井下噪声加载在一起后的声波波形。声波接收换能器会将接收到的加载噪声转换为模拟信号送入压裂效果检测装置中的电子仓中进行处理，最后在地面装置将噪声加载信号中的声波发射换能器发射出的载波模拟信号滤除，只留下井孔中流体与管道接触而产生的噪声信号，如图8(b)所示。通过图8(c)中井下一个方位上获得的多次噪声信息比较可以看出在地面装置中获得的噪声信息失真较小，可以较为真实的反映出井下注水后的噪声的情况。通过噪声信号的幅度和频率等信息来判断井下压裂效果的好坏，就可以较好掌握井下注水后的压裂情况。其他的方向上的井下噪声情况与此类似，不做一一介绍。

本实用新型通过声矢量传感器获得的四路电压信号送至地面装置后最终合成了相互正交的两路振速信号v_x、v_y，一路声压信号P；在这三路信号中利用倍频窄波束算法加入八个不同方向上的旋转角度ψ，合成了在八个方向上的指向性图，从而声波接收换能器可以在井下得到这八个方向上的噪声加载后的信号，通过判断这八个方向上注水前后噪声信号的强弱来判断井下压裂效果的好坏，如图9所示，表示了利用上述公式在给定八个不同的ψ的情况下，合成了在八个方向上的指向性图。

以下为本实用新型中所用电路介绍，如图7所示：

如图7(a)电路原理图所示，由前置预处理电路，低通滤波电路，可变增益放大电路，电压放大电路，A/D转换电路，控制电路构成。

其中，前置预处理电路的放大倍数在20分贝左右，由集成电路U1A、电阻R1、电阻R3、电阻R6、电阻R9、电容C2连接构成，集成电路U1A的型号为LM358AD，集成电路U1A的反相输入端2脚串联电阻R3和电容C2，四路电压信号通过电阻R3和电容C2接入集成电路U1A反相输入端，集成电路U1A同相输入端3脚通过电阻R6接地，输出端1脚通过反馈电阻R1连接到U1A的2脚，4脚接地，8脚接正5伏电压；

低通滤波电路由集成电路U2A、电阻R4、电阻R5、电阻R11、电阻R12、电容C1、电容C3、电容C6连接构成，集成电路U2A的型号也为LM358AD，其4脚接地，8脚接正5伏电压，集成电路U1B的同向输入端5脚串联电阻R4和电容C3后与一级放大电路的输出端相连，其反相输入端6脚通过电阻R11连接接地，集成电路U1B的输出端7脚连接电容C1和电阻后R5的串联后接入同向输入端5脚，输出端的另一路通过电阻R12与R11的串联并联电容C6接地，由电容C1和电容C6构成低二阶通滤波电路，其滤波截止频率大概在20kHZ；

可变增益放大电路由集成电路U2B、集成电路X1、电阻R7、电阻R10、电容C4、电容C5连接构成，集成电路U2B的型号为LM358AD，X1的型号为X9241，X9241是可控的数字电位器，和控制电路的单片机以及集成电路X1共同组成0～60分贝的可变增益放大电路，集成电路U2B的反相输入端通过电阻R7和电容C4串联后连接到低通滤波电路U1B的输出端，反相输入端6脚同时连接到芯片X9241的12引脚和18引脚，U2BA的同相输入端5脚串联电阻R10后接地，4脚接正5伏电压，8脚接负5伏电压，芯片X9241的4脚和5脚串联后接地，15脚和16脚并联接地，19脚通过电容C5与可变增益放大电路的输出端，数字电位器X9241的TXD引脚和RXD引脚与控制电路中的单片机的TXD引脚和RXD引脚连接，通过单片机向X9241芯片的寄存器中写入一个电阻值，从而控制可变增益放大电路的放大倍数；

电压放大电路由集成电路U2A、电阻R2、电阻R8、电阻R13、电容C5连接构成，其电压放大电路放大倍数在20分贝左右，集成电路U2CA的型号为LM358AD，其4脚接地，8脚接正5伏电压，集成电路U2B的反相输入端连接电阻R2后接地，同向输入端串联电阻R8、电容C5与可变增益放大电路输出端相连，U2B的输出端通过反馈电阻R13连接到其同向输入端3脚；

A/D转换电路由集成电路芯片ADC0809、电阻R15、滑动变阻器R14、电压放大电路输出端和由电阻R15、滑动变阻器R14组成的供电电路与ADC0809的11脚和12脚相连，作为信号的输入，GND和VREF-脚串联在一起后接地，A/D转换芯片的23脚、24脚和25脚与单片机的P1.4、P1.5和P1.6三个引脚分别相连作为ADC0809的地址信号锁存，用于选通ADIN0～ADIN7信号通路的选择，本文其他的三路通道的信号经过相应的处理后分别连接到ADIN1、ADIN2和ADIN3，不再做一一介绍，D0～D7作为信号的输出与控制电路的单片机P2口接在一起，用于信号传输，ADC0809的ST接口与单片机的P1.0相连，单片机的P1.1接口、P1.2接口、P1.3接口分用于控制ADC0809的EOC、OE和CLK时钟信号；

控制电路由集成电路U3、复位电路和晶振电路三部分组成，集成电路U3为AT89C51单片机作为控制芯片，晶振电路由电容C7、电容C8和晶体振荡器Y1连接构成，晶体电路的XTAL1和XTAL1与单片机18脚和19脚相连，为单片机提供晶振频率，单片机复位电路由电容C9、电容C10、电阻R16、电阻R17和按钮S1组成，与单片机的复位引脚RST连接，为单片机AT89C51提供工作电压，单片机的40引脚接正5伏电压，20脚接地，P1.0～P1.3接口控制A/D转换电路的控制信号，P1.4～P1.6用于控制ADC0809的地址锁存信号，单片机的P3.0和P3.1的RXD和TXD引脚用于控制可变增益放大电路中的芯片X9241，单片机的P2接口用于接收A/D转换电路的输出，P0接口与CAN总线电路连接作为数据的输出，同时单片机的P3.3引脚、P3.5引脚、P3.6引脚、P3.7引脚、30引脚分别与CAN总线电路的INT引脚、P1.0引脚、R/D引脚、W/R引脚、ALE引脚相连，用于控制单片机和CAN总线电路的输出传输。控制电路模块是整个电子仓部分电路的核心，控制各个集成电路的工作状态，将井下声波接受换能器接收到的测井数据传输到地面装置，通过声矢量传感器获得的三路信号中加入不同的方位旋转角度，合成了八个方向上指向性图，从而换能器可以在井下得到这八个方向上的噪声信号，通过对比这八个方向上注水前后噪声信号的强弱来判断井下压裂效果的好坏。

如图7(b)所示的CAN总线控制电路由集成电路SJA1000、光电耦合器件6N137、CAN数据收发控制器TJA1050、电阻31～电阻40、电容C23～电容29、二极管D3、二极管D4连接构成。集成电路SJA1000芯片的AD0～AD7分别接控制电路中单片机P2.0～P2.7，SJA1000芯片的9引脚的XTAL1和10引脚XTAL2和用于晶振电路连接，晶振电路由电容C14、电容C16和晶体振荡器Y2组成。复位电路由电阻R31和电容C24组成连接通过RST连接到SJA1000的RST的引脚。集成电路AT89C51的ALE端口接集成电路SJA1000的ALE端口，集成电路SJA1000的 端口分别接集成电路AT89C51的P3.5、P3.7、P3.6、P3.3、30引脚端口，集成电路SJA1000的VSS1～VSS3端口接地，集成电路SJA1000的MODE、VDD1～VDD3端口连接在一起连接VCC。RX0和RX1分别连接电阻R32和电阻R33并联后连接VCC供电，TX0通过电阻R38接到光电耦合器件6N137(1)的VF(+)引脚上，光电耦合器件6N137(1)和6N137(2)的VCC和VE接正5.5伏，光电耦合器件6N137(1)的VF(—)引脚接正5伏电压。光电耦合器件6N137(1)的VO作为数据收发输入连接到TJA1050的TXD上，光电耦合器件6N137(2)的VF(+)引脚通过电阻R25连接TJA1050的RXD上，其S引脚和GND引脚接地，数据收发芯片TJA1050的CANH和CANL连个引脚作为CAN总线电路的输出通过电缆传输到地面装置。电容C27和二极管D3并联后一端接入TJA1050的CANL上，另一端接地，电容C28和二极管D4并联后一端接入TJA1050的CANH上，另一端也接地。

如图7(c)所示的为声波发射换能器的外部电压激励电路，由电感L1、电阻18～电阻30、滑动变阻器R27、R27，电容C11～电容C22、二极管D1、二极管D2、COMOS管Q1、Q2和集成电路TL494、555定时器、IR2110和变压器T1组成。采用集成电路TL494产生占空比可调的方波脉冲产生电路，它的最高输出额定频率可以达到300kHz，通过电阻R17调节占空比。电容C14和电阻R25并联，主要作用是滤波，即阻止低频信号或者直流信号通过，让高频信号或者交流信号通过。驱动电路采用集成电路IR2110实质上就是一个功率放大电路，可提供更大的带负载能力同时起到开关放大的作用，采用集成电路IR2110芯片组成一个DC-DC升压电路将18V的电压上升到30V。在DC-DC升压电路中，C15和C17为电源去耦电容，R18、R20、C11、C12并联组成滤波电路。由2个集成555定时器接成一个多谐振荡器和一个单稳态触发器。首先由单稳态触发器产生一个脉宽为25us的脉冲信号，然后由多谐振荡器以50ms为周期对该信号进行连续触发，以产生脉宽为25us，重复周期为50ms的脉冲信号。为了连续发出激励脉冲发，采用的555多谐振荡器作为555单稳态触发器的触发信号。通过调节电阻R28或电容C21来改变脉冲的周期和宽度。555多谐振荡器的3脚连接到另一个555定时器的TRIG引脚用于单稳态脉冲触发器的输入,单稳态触发器的输出脉冲引脚3脚连接到COMOS管Q2的输入端通过高低电平来控制Q2得导通，最后将获得的30V信号经过变压器T1经行10倍的放大，产生一个300V电压。由变压器T1引出两根导线与声波发射换能器连接。

以上所述为本实用新型的优选应用范例，并非对本实用新型的限制，凡是根据本实用新型技术要点做出的简单修改、结构更改变化均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种主动式噪声压裂效果检测系统，其特征在于：包括电缆、压裂效果检测装置、套管、密封层、井孔、地面装置，所述套管中注入液体并置于井液中，所述套管与井壁之间用所述密封层隔开，所述井孔贯穿所述密封层延伸至地层中，所述压裂效果检测装置通过所述电缆与所述地面装置相连；其中所述压裂效果检测装置包括壳体、电子仓、声波发射换能器、声波接收换能器，所述电子仓、所述声波发射换能器、所述声波接收换能器均安装于所述壳体内部，所述声波接收换能器、所述声波发射换能器和所述电子仓由下向上依次通过连接管连接，所述电子仓上端与所述电缆相连接。

2.根据权利要求1所述的一种主动式噪声压裂效果检测系统，其特征在于：所述压裂效果检测装置还包括安装于壳体内部的过线胶管、压电陶瓷支架、透声管壁、橡皮塞、管卡、密封架，所述声波发射换能器中设置有发射换能器压电陶瓷圆筒，所述声波接收换能器中设置有接收换能器压电陶瓷圆筒，所述声波发射换能器与所述壳体之间用所述过线胶管密封，所述发射换能器压电陶瓷圆筒和所述接收换能器压电陶瓷圆筒之间通过所述压电陶瓷支架支撑，所述声波接收换能器和所述声波发射换能器之间还设置有所述透声管璧，在所述声波接收换能器最下方与所述壳体之间依次设置所述橡皮塞、所述管卡和所述密封架。

3.根据权利要求1所述的一种主动式噪声压裂效果检测系统，其特征在于：所述声波发射换能器由发射换能器压电陶瓷圆筒、发射换能器压电陶瓷圆筒基底、发射换能器正电极、发射换能器负电极组成，所述发射换能器正电极为所述发射换能器压电陶瓷圆筒内壁极化后形成，所述发射换能器负电极为所述发射换能器压电陶瓷圆筒外壁极化后形成，所述发射换能器压电陶瓷筒内、外壁上的发射换能器压电陶瓷极化方向与所述发射换能器压电陶瓷圆筒的径向平行，其中所述发射换能器负电极用导线引接到所述声波发射换能器的外表面并接地，作为所述声波发射换能器的负极，所述发射换能器正电极用导线引出作为所述声波发射换能器的外部电路产生激励电压的输入端。

4.根据权利要求1所述的一种主动式噪声压裂效果检测系统，其特征在于：所述声波接收换能器由接收换能器压电陶瓷圆筒和覆盖在接收换能器压电陶瓷圆筒内、外壁上沿圆周方向设置的银电极矩形条组成，所述接收换能器压电陶瓷圆筒由接收换能器压电陶瓷圆筒基底、绝缘压电陶片组成，所述银电极矩形条均通过丝网印刷形成，由沿所述接收换能器压电陶瓷圆筒内壁上设置的4个接收换能器正电极和沿所述接收换能器压电陶瓷圆筒外壁上设置的4个接收换能器负电极组成并相互绝缘，所述银电极矩形条等间距覆盖在所述接收换能器压电陶瓷筒内、外壁上，所述各银电极矩形条之间的接收换能器压电陶瓷极化方向与所述接收换能器压电陶瓷圆筒的径向平行，所述接收换能器正电极与所述接收换能器负电极沿所述接收换能器压电陶瓷圆筒圆周方向交替间隔设置，将所述4个接收换能器负电极连接在一起后作为整个声波接收换能器的负极，所述4个接收换能器正电极分别引出四根导线作为四路输出信号。

5.根据权利要求1所述的一种主动式噪声压裂效果检测系统，其特征在于：所述电子仓包括和所述声波接收换能器相连的四个通道电路，一个单独存在用于所述声波发射换能器的方波脉冲激励电压的产生电路，和四个通道电路连接的A/D转换电路、控制电路，CAN总线电路，数据收发模块；所述通道电路中包括依次连接的前置预处理电路、低通滤波电路、可变增益放大电路、电压放大电路，所述电压放大电路连接所述A/D转换电路，所述A/D转换电路和所述可变增益放大电路分别和所述控制电路连接，所述控制电路由单片机控制，所述控制电路通过所述CAN总线电路与所述数据收发模块相连，所述数据收发模块通过所述电缆连接所述地面装置，所述声波接收换能器还通过四路所述通道电路连接所述A/D转换电路和所述控制电路，四路所述通道电路和参数完全一样。