【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于井中探測(cè)，具體涉及一種基于差分式線圈傳感器的井中探測(cè)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、目前，國內(nèi)多數(shù)油田已步入高含水開采階段，地下剩余油分布不均且油水關(guān)系復(fù)雜，導(dǎo)致開采難度顯著增加。因此，采用有效的物探方法進(jìn)行地層勘察和預(yù)測(cè)，對(duì)油氣藏的勘察與開采工作至關(guān)重要。目前常用的測(cè)井方法主要包括地面探測(cè)和井下探測(cè)。其中地面探測(cè)通過大地電磁法或地面地震法對(duì)千米深度的大型地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行探測(cè)，但對(duì)小型地質(zhì)構(gòu)造的探測(cè)精度不足。地面測(cè)井利用礦井初期地勘資料獲取地質(zhì)構(gòu)造信息，勘探孔距離上百米，孔間存在盲區(qū)。而井下物探則主要通過過套管測(cè)井的方法進(jìn)行勘探，如電極法過套管電阻率測(cè)井、頻域電磁測(cè)井等，其探測(cè)精度得到了提高，但此類技術(shù)仍存在些許的弊端：如電極法過套管電阻率測(cè)井需要構(gòu)造一套與套管相接觸的電極系，易受到套管變形、腐蝕等情況的影響且測(cè)試儀器探針昂貴、后期維護(hù)費(fèi)用高；頻域電磁測(cè)井接收地層響應(yīng)信號(hào)，但金屬套管對(duì)其電磁波強(qiáng)烈的屏蔽作用，限制了該方法在測(cè)井領(lǐng)域中的進(jìn)一步應(yīng)用。因此，開發(fā)了新型過套管測(cè)井方法，與當(dāng)前已有的方法相互結(jié)合，以此提高勘探的精準(zhǔn)度。
2、瞬變電磁法是過套管電阻率測(cè)井技術(shù)的代表，具有對(duì)電阻率敏感、不存在直接耦合、探測(cè)距離與時(shí)間特性相對(duì)應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。然而，目前瞬變電磁法過套管電阻率測(cè)井時(shí)普遍的接收方式是采用感應(yīng)線圈測(cè)量磁場(chǎng)的變化率。由于發(fā)射電流關(guān)斷時(shí)，接收線圈本身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并疊加在地下渦流場(chǎng)形成的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之上，因而造成瞬變電磁實(shí)測(cè)早期信號(hào)失真，形成探測(cè)盲區(qū)。亟需一種新型的探測(cè)系統(tǒng)，提高勘探的精準(zhǔn)度。
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1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于差分式線圈傳感器的井中探測(cè)系統(tǒng)。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案：
3、一種基于差分式線圈傳感器的井中探測(cè)系統(tǒng)，包括dsp模塊，dsp模塊依次連接隔離模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、mosfet模塊，線圈系模塊；線圈系模塊還連接有前置放大器模塊，前置放大器模塊依次連接調(diào)理模塊、抗混疊濾波模塊，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接dsp模塊；
4、dsp模塊、隔離模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、mosfet模塊構(gòu)成發(fā)射電路；前置放大器模塊、調(diào)理模塊、抗混疊濾波模塊，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、dsp模塊愛稱接收電路；
5、所述dsp模塊用于發(fā)送邏輯方波信號(hào)，控制發(fā)射電路,將方波信號(hào)發(fā)送至隔離模塊，并對(duì)線圈信號(hào)的處理和分析，提供精確的控制指令；核心作用包括高精度信號(hào)處理、靈活的信號(hào)處理能力、可編程性、實(shí)時(shí)處理能力、數(shù)字濾波功能以及便捷的存儲(chǔ)和傳輸能力；
6、所述隔離模塊用于將dsp產(chǎn)生的方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成合適的輸出信號(hào)；包括放大、濾波、隔離和調(diào)理等環(huán)節(jié)，確保信號(hào)傳輸?shù)目煽啃院图儍舳取Ｍㄟ^放大和濾波處理，將小信號(hào)放大到適合輸出端工作的范圍，確保信號(hào)的純凈度。使輸入端信號(hào)適合輸出端的工作要求，保證信號(hào)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性，并將輸出信號(hào)發(fā)送至驅(qū)動(dòng)模塊；
7、所述驅(qū)動(dòng)模塊用于放大控制電路的信號(hào)使其能夠驅(qū)動(dòng)mosfet模塊，并驅(qū)動(dòng)線圈系模塊向地層發(fā)射電磁波信號(hào)；
8、所述mosfet模塊利用控制輸入回路的電場(chǎng)效應(yīng)來控制輸出回路的電流。屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件，具有輸入電阻高、噪聲小、功耗低、動(dòng)態(tài)范圍大、易于集成、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點(diǎn)。
9、所述線圈系模塊包括兩個(gè)上下平行共軸的相同發(fā)射線圈及一個(gè)位于兩個(gè)發(fā)射線圈中間零磁通面的接收線圈；所述兩個(gè)發(fā)射線圈串聯(lián)，并且與mosfet模塊形成回路；所述接收線圈連接前置放大器模塊。
10、所述線圈系模塊用于向地層發(fā)射電磁波信號(hào)，并且接收地層二次場(chǎng)響應(yīng)信號(hào)；
11、所述前置放大器模塊用于將接收線圈接收到的地層二次場(chǎng)響應(yīng)信號(hào)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、阻抗匹配、信號(hào)調(diào)理、信號(hào)隔離以及信號(hào)選擇；通過前置放大器，有效地提高信號(hào)的幅度，減少信號(hào)的反射和損耗，提高信號(hào)的傳輸效率；
12、所述調(diào)理模塊用于放大，緩沖或定標(biāo)接收信號(hào)，并將信號(hào)發(fā)送至抗混疊濾波模塊；通過調(diào)理電路可以提高信號(hào)的信噪比，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。
13、所述抗混疊濾波模塊用于在輸出電平中把混疊頻率分量降低；抗混疊濾波器放在數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊之前，限制接收信號(hào)的帶寬，以求大致或完全地滿足采樣定理。是一個(gè)低通濾波器，用以在輸出電平中把混疊頻率分量降低到微不足道的程度。
14、所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)而傳送到dsp模塊。
15、優(yōu)選的，所述dsp模塊連接上位機(jī)，所述上位機(jī)用于實(shí)時(shí)顯示dsp處理好的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集、處理、顯示和存儲(chǔ)，以及對(duì)下位機(jī)的控制命令的發(fā)送。
16、優(yōu)選的，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊為ad轉(zhuǎn)換器。
17、本專利技術(shù)通過dsp發(fā)送邏輯方波信號(hào)，控制發(fā)射電路經(jīng)過隔離和驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)差分式線圈向地層發(fā)送電磁波，激發(fā)地層二次場(chǎng)響應(yīng)并將接收線圈接收到的地層二次場(chǎng)響應(yīng)信號(hào)經(jīng)過前置放大電路、抗混疊濾波和ad采集后發(fā)送至dsp進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理并在上位機(jī)中進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示。
18、本專利技術(shù)的有益效果為：
19、相比于傳統(tǒng)的瞬變電磁法測(cè)井，本專利技術(shù)解決了傳統(tǒng)測(cè)井方法早期信號(hào)失真，從而形成淺層探測(cè)盲區(qū)的問題，本專利技術(shù)系統(tǒng)可以有效抵消接收線圈因一次場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)純二次場(chǎng)測(cè)量，在雙線圈源合成的一次場(chǎng)零磁通平面上，也可以測(cè)量到對(duì)地中心耦合的純二次場(chǎng)。此外，與傳統(tǒng)瞬變電磁法的單線圈源相比，本專利技術(shù)雙線圈源的設(shè)計(jì)使對(duì)地中心耦合場(chǎng)的能量更為集中，有助于減少旁側(cè)影響，并提高探測(cè)的橫向分辨率，可以有效識(shí)別地層中不同介質(zhì)的分層界面。
20、本專利技術(shù)系統(tǒng)使用dsp作為核心控制器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器信號(hào)的處理和分析，提供精確的控制指令，包括高精度信號(hào)處理、靈活的信號(hào)處理能力、可編程性、實(shí)時(shí)處理能力、數(shù)字濾波功能以及便捷的存儲(chǔ)和傳輸能力。同時(shí)該方法可以有效抵消傳統(tǒng)瞬變電磁法接收線圈因一次場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)純二次場(chǎng)測(cè)量，在過套管測(cè)井測(cè)量領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于差分式線圈傳感器的井中探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括DSP模塊，DSP模塊依次連接隔離模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、MOSFET模塊，線圈系模塊；線圈系模塊還連接有前置放大器模塊，前置放大器模塊依次連接調(diào)理模塊、抗混疊濾波模塊，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接DSP模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于差分式線圈傳感器的井中探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP模塊連接上位機(jī)，所述上位機(jī)用于實(shí)時(shí)顯示DSP處理好的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集、處理、顯示和存儲(chǔ)，以及對(duì)下位機(jī)的控制命令的發(fā)送。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于差分式線圈傳感器的井中探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊為AD轉(zhuǎn)換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于差分式線圈傳感器的井中探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述線圈系模塊包括兩個(gè)上下平行共軸的相同發(fā)射線圈及一個(gè)位于兩個(gè)發(fā)射線圈中間零磁通面的接收線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于差分式線圈傳感器的井中探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)發(fā)射線圈串聯(lián)，并且與MOSFET模塊形成回路；所述接收線圈連接前置放大器模塊。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于差分式線圈傳感器的井中探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括dsp模塊，dsp模塊依次連接隔離模塊、驅(qū)動(dòng)模塊、mosfet模塊，線圈系模塊；線圈系模塊還連接有前置放大器模塊，前置放大器模塊依次連接調(diào)理模塊、抗混疊濾波模塊，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊；數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接dsp模塊；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于差分式線圈傳感器的井中探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述dsp模塊連接上位機(jī)，所述上位機(jī)用于實(shí)時(shí)顯示dsp處理好的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集、處理、顯示和存儲(chǔ)，以及對(duì)下位機(jī)的控制命令的發(fā)送...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王琛，夏濟(jì)根，李智強(qiáng)，李凡貢，張慶樂，張?jiān)?/a>，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：河南師范大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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