声波测井仪信号采集模块设计

发布时间：2024-01-31 22:16

　　声波测井仪是石油测井技术中不可或缺的关键仪器,其工作原理是利用不同的发射换能器激发井孔周围的地层,并使用对应的接收换能器获取来自地层的声波信号。接收换能器的输出信号十分微弱,且井下工作环境恶劣,信号很容易被噪声淹没,因此设计信号采集模块需要重点关注其信噪比指标和抗干扰能力。只有设计出具有高信噪比指标的采集模块才能满足声波测井仪的分辨率和测量精度要求。本文首先对声波测井仪的结构、工作原理和工作流程进行了调研,明确了信号采集模块的功能;然后结合信号采集模块的设计指标进行了分析,提出了总体设计方案。信号采集模块由四个结构相同的条带电路组成,条带电路主要包括12个通道电路和数字接口电路。通道电路的主要功能是实现声波信号的接收、放大、滤波和数字化,由信号调理电路和A/D转换电路组成。通道电路能够在9种不同频率的方波测试信号激励下产生自检信号输出,自检信号能够反应接收换能器的电容变化。为了设计出高信噪比的信号接收电路,需要对信号采集模块的各个电路模块进行内部噪声和外部干扰分析。通过仿真和计算相结合的方式,分析了各部分电路的噪声功率,并提出了减少外部干扰的方法。信号调理电路输出的信号经过A/D转换器...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１声波测井仪整体结构图??地面系统主要包括上位机和地面测试装置［３７１

结构，井下电路包括大功率声波发射模块、主控模块、信号采集模块和可选的存储模??块。随钻式声波测井仪是在传统声波仪器基础上发展起来的新一代声波测井仪，主要用??于解决水平井和倾斜井的测井问题。随钻测井仪安装在钻铤内部，在钻井的过程中对周??围地层进行实时测量。目前，随钻测井仪由于测....

图２．２信号采集模块整体方案图??

?硕士学位论文???７）温度和耐压需求??由于信号采集模块处于原理研宄阶段，根据项目指标要求，电路需满足１２５°Ｃ、??ｌＯＯＭＰａ的工作条件，因此使用的所有元器件都需要选择具有１２５°Ｃ以上温度指标且为??耐压材料构成。??２．３信号采集模块总体方案??２．３．１方案描述??根....

图３．１通道电路的结构示意图??

验证。??第二部分是数字接口电路设计。数字接口电路主要完成对通道电路Ａ／Ｄ转换数据的同步??采集和串行传输，其驱动时钟由主控电路提供。可根据不同的时钟频率实现不同采样周??期的数据采集。数字接口电路的设计重点是完成信号同步采集和稳定高速传输。??３．１通道电路设计??通道电路是与....

图３．２接收换能器电荷等效模型??图３．３为声波压电换能器的电压等效电路

?第三章声波测井仪信号采集模块电路设计?????丨?＞？??Ｃｓ?＝＝?Ｒｓ??图３．２接收换能器电荷等效模型??图３．３为声波压电换能器的电压等效电路。??Ｃｓ??ｒＨＩ＾ｒｒ??丄??ｓ?０?卜??！?１?＾?？??图３．３接收换能器电压等效模型??其中Ｃｓ为传感器的等效电容....

本文编号：3891638