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声波时差测井仪器

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声波 时差 测井 仪器
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本科生课件内容提要侧向测井仪器微球形聚焦测井仪器感应测井仪器声波时差测井仪器自然伽马测井仪器第二部分 声法测井仪器波的传播过程中,不同介质情况、不同岩性地层、不同孔隙地层、不同压实状况地层、不同地质年代地层,波动传播速度不同,波的能量衰减也不同。检查套管井水泥胶结状况声法测井判断地层岩性、计算储层孔隙度、进行孔隙流体识别声波时差测井声幅测井第一章 补偿声波时差测井仪第一节 有关问题回顾一、裸眼井测井中声波传播途径及接收探头信号波列◆ 经井筒泥浆直接到达,◆ 被井壁反射到达,◆ 经地层滑行后到达。1、到达接收探头的声波传播路径2、接收探头收到的声波波列计算表明,经过高速地层的声波在传播中出现许多种波形成分,它们随时间依次排列,形成一个声波波列。二、补偿声波时差测量原理由上可见,在声波速度(时差)测井中,通过合理设计源距,能够使最初到达接收探头的是滑行纵波。在一个发射周期内,前半周期由发射探头 个接收探头 2先后接收到沿井壁传播的滑行波并转化为电信号,其首波时间差为△ 半周期由发射探头 接收探头 1先后接收滑行波并转化为电信号,其首波时间差为△ 一周期内对两个时差信号取平均值作为记录点处的时差测量值。补偿声波时差测井能够减小或消除因井径变化或仪器倾斜给测量带来的影响,也对单发双收测井中仪器记录点与实际对应的地层测量点不一致的情况进行了有效补偿。但分层能力有所降低 。第二节 中 声波幅度、井径和综合传播时间等测井值; 全波记录波形。一、 声系为双发、四接收结构。②发射频率为 20每一个补偿声波测量周期包含等时间的四次发射接收组合。其中,称一个周期内的测量过程为一个序列,进行一次发射与接收的过程称为一个字,把每个字按三等分等时分割,每一份称为一个相。一个序列中字、发射器、接收信号间的对应关系如下表所示。1、方法构思④ 在一个测量周期内出现在电缆线上的合成信号如下图所示。2、仪器设计构思① 设计适用于通用短源距补偿声波时差测井的声系。②设计控制电路,其模块示意图如下。包括时序控制电路、声波发射电路、声波信号接收放大电路,增益脉冲处理电路等。时序控制电路: ① 在规定时刻控制声系发射声波;② 在规定时间选择接收探头信号; ③ 在规定时间打开测量道的控制门; ④ 在规定时间向地面提供序列同步标志和发射标志标志信号。发射电路: 收到发射触发指令后能够按要求向发射线圈提供所需的电流脉冲信号。信号接收放大电路: ① 有效对声信号进行放大 , 对噪声进行抑制; ② 将测量背景噪声传输给地面仪器;③ 根据地面仪器反馈信息调整放大器的放大倍数 。④ 实时地将一个测量周期内的各种标志信息 、 声波测量信息进行合成; ⑤ 提供一定的功率输出驱动信息发送 。增益脉冲处理电路: 对地面仪器发来的脉冲进行计数并形成增益码,以便用来控制测量放大器的放大倍数。二、 、声系声系由声发射器、声接收器及起保护、支撑作用的钢隔声体和声耦合油囊等组成。通用 结构图为2、 测量电路测量电路包括时序控制电路、声波发射电路、声波信号测量电路、增益脉冲电路四大部分。三、 一个测量周期中,由地面仪器下来的 60、 B,字信号 、下发射控制信号 。在字 1期间,由 其能够根据地面仪器发送来的脉冲数产生相应的增益码给接收电路中的变增益放大器;由 生序列同步信号,该信号经混合电路发送给地面仪器;由 产生上发射触发脉冲信号给上发射电路 , 由发射电路激发上声发射探头向地层发射声波脉冲 , 同时上发射电路返回给上发射触发脉冲形成电路一个脉冲信号 , 使其产生 产生发射同步信号 , 该信号经混合电路发送给地面仪器;由 00 产生 经控制门电路去测量电路打开控制门 , 使 在字 2期间 , 由 将 使其能够根据地面仪器发送来的脉冲数产生相应的增益码给接收电路中的变增益放大器;由 使 产生上发射触发脉冲信号给上发射电路 , 由发射电路激发上声发射探头向地层发射声波脉冲 , 同时上发射电路返回给上发射触发脉冲形成电路一个脉冲信号 , 使其产生 产生发射同步信号 , 该信号经混合电路发送给地面仪器;由 00 产生 经控制门电路去测量电路打开控制门 , 使 在字 3期间 , 由 将 使其能够根据地面仪器发送来的脉冲数产生相应的增益码给接收电路中的变增益放大器;由 使 产生下发射触发脉冲信号给下发射电路 , 由发射电路激发下声发射探头向地层发射声波脉冲 , 同时下发射电路返回给下发射触发脉冲形成电路一个脉冲信号 , 使其产生 产生发射同步信号 , 该信号经混合电路发送给地面仪器;由 00 产生 经控制门电路去测量电路打开控制门 , 使 在字 4期间,由 其能够根据地面仪器发送来的脉冲数产生相应的增益码给接收电路中的变增益放大器;由 生下发射触发脉冲信号给下发射电路,由发射电路激发下声发射探头向地层发射声波脉冲,同时下发射电路返回给下发射触发脉冲形成电路一个脉冲信号,使其产生 生发射同步信号,该信号经混合电路发送给地面仪器;由 00 生 控制门电路去测量电路打开控制门,使 地面仪器中 , 声波测量模块将根据序列同步标记和发射同步标记确定出一个声波测量序列并检测出2探头之间 , 3探头之间声波到达时间差 ,然后进行量化 , 再由计算机根据相关公式计算出补偿声波测井时差 。四、单元电路分析1、时序控制电路分析时序控制电路由基本时序形成电路、发射脉冲形成电路、选通门控制信号产生电路和 1)基本时序形成电路分析由带限幅器的滞后过零电平比较器 1、双三分频器 3、 要产生6060A、 C、 3、 带限幅器的滞后过零电平比较器由 容、二极管、稳压管组成。主要作用是将正弦波信号变为方波信号。分析得该电路的上阀值电压为 上下阀值电压为下0 1和相应电阻、二极管构成。其作用是将 60至 5为时钟信号。其输入输出波形为:③ 三分频器电路:J、 由两个 J、 1、 出相信号 。时钟下跳变之前的 J、 入、输出波形:④ 二、四分频器电路:是由 J、 3、 且均接成计数器形式,输出 C、 跳变之前的 J、 输入、输出波形:⑤ 序列控制信号与字信号形成电路电路:由与非门和非门构成。各信号的逻辑关系如下: 1 2 3 4输入、输出波形:基本时序电路各部分电路工作波形为:( 2)发射触发脉冲形成电路和 、下发射触发脉冲形成电路以及 要产生上、下发射触发脉冲信号及发射标志 单稳态定时电路由比较器阻5、电容生 25路工作波形:② 上、下发射触发脉冲形成电路由上下发射控制电路及触发脉冲驱动电路组成,产生上、下两组发射脉冲。输入、输出波形:③ 生 入、输出波形:( 3)选通门控制信号产生电路由 100 1001和容构成,产生 入、输出波形:② 噪声门信号产生电路由反相积分放大器 较器非门生 入、输出波形:③ 信号门控制电路由与非门 3和驱动电路构成,为噪声和声信号通过测量放大器提供需要的控制时间,同时也提供禁止伽马仪输出的控制信号。输入、输出波形:( 4) 1、 个驱动电路 生正、负同步信号 0 输入、输出波形:2、发射电路分析由直流电压滤波与倍增电路、发射电路和定时电路组成,其中,定时电路包括 1117200 1)电压滤波与倍增电路分析由滤波电容 阻 1组成。于维持 480直流电压不变。电阻 1、 时当仪器断电后又成为它们的泄放电阻。电感 2)发射电路分析由触发脉冲推动管 压器射管 2、储能电容 射线圈 极管、稳压二极管和电容组成。( 3)定时电路分析由 1117200 111和定时电阻 3组成,产生 11点波形:② 201、 6、电阻 生 20点波形:同理, 1720、增益脉冲接收处理电路由接收脉冲鉴别电路和增益脉冲计数电路组成。(1)接收 脉冲鉴别电路由无源低通滤波器、高性能反相放大器 源带通滤波器、受控反相放大器 值检测器 较器 要作用是 将这不规整波形整形为规则脉冲。电路各部分的工作波形:由六级 J、 门构成,产生增益码来控制测量放大器的信号放大倍数。(2)增益脉冲计数电路增益脉冲计数电路各部分的工作波形 :增益控制真值表 :4、接收放大电路由接收信号选择开关、前置放大器、可变增益放大器、信号控制门、信号混合器及功率放大器组成。( 1)接收信号选择开关电路包括完全一样的四个受控开关电路 ,每个由两个结型场效应管 主要在各字工作期间将相应的接收探头信号接入测量道。有关信号工作波形:( 2)可变增益放大器它是反相放大器,反馈支路是由电阻 14、 18并联构成。其中, 18是分别通过三极管开关接入的,开关的状态取决于增益脉冲计数电路输出的控制信号 a、 b和 过可变增益放大,使放大电路达到最佳信噪比。( 3)信号控制门电路由同相运算放大器 极管等构成,开门时,能够使背景噪声信号、声波信号放大通过测量电路;关门时,几乎完全隔断了前面串入的干扰和噪声的信号。( 4)信号混合器电路是反相运算放大器,输出信号为不同时刻具有正负极性的 入、输出波形:( 5)功率放大器由运算放大器 主要是给信号提供一定的能量,使其能通过几千米电缆后不至于造成信号较大衰减。
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