一種井下換能器激勵電路及其工作方法技術

本發明專利技術實施例提供一種井下換能器激勵電路及其工作方法，所述電路包括：脈沖變壓器、VMOS陣列、激勵驅動電路和邏輯控制器，其中，邏輯控制器，用于產生控制邏輯信號；激勵驅動電路，用于根據控制邏輯信號生成控制VMOS陣列有秩序通斷的激勵控制信號；VMOS陣列，用于在激勵控制信號的控制下，通過有秩序的通斷控制脈沖變壓器中的初級線圈激勵側的導通、繼流和非激勵側的高壓阻隔，從而在脈沖變壓器輸出級產生正向或反向激勵脈沖，然后發送給換能器。本發明專利技術使用該電路可以實現多個聲波彎曲振子換能器正反向功率激勵，可以在石油測井施工中實現單極子激勵、正交偶極激勵和四極子激勵，節省了換能器的數量、縮短了儀器的長度，提高了儀器工作的可靠性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于應用地球物理領域的
，尤其涉及。
技術介紹
多極子聲波測井儀能夠測量軟地層的橫波波速、評價地層各向異性，因此，在復雜油氣評價方面有著重要的應用。常規激勵電路結構簡單，但僅能實現聲波換能器的單向激勵，這就是需要更多的換能器和激勵電路通道來實現多極子聲波激勵，這樣既增加了多極子聲波測井儀的長度，又降低了其在高溫高壓環境下工作的可靠性。現有的聲波換能器一般使用變壓器激勵，通過變壓器可以實現良好的阻抗匹配，能夠高效地獲得大功率激勵脈沖。現有的中心抽頭式換向變壓器在實現換向激勵時存在技術的缺陷，即利用中心抽頭式換向變壓器一側激勵時，在另一側產生高壓，高壓通過續流二極管與變壓器初級形成回路，消耗激勵能量，則無法獲得高壓脈沖，從而無法實現正反向激勵。因此，目前本領域亟待提供一技術方案以解決如何實現聲波換能器的正反向激勵的技術問題。
技術實現思路
本專利技術實施例提供，以實現聲波換能器的正反向激勵。一方面，本專利技術實施例提供了 一種井下換能器激勵電路，所述井下換能器激勵電路包括脈沖變壓器、VMOS陣列、激勵驅動電路和邏輯控制器，其中，所述邏輯控制器，用于產生控制邏輯信號；所述激勵驅動電路，用于根據所述控制邏輯信號生成控制所述VMOS陣列有秩序通斷的激勵控制信號；所述VMOS陣列，用于在所述激勵控制信號的控制下，通過有秩序的通斷控制所述脈沖變壓器中的初級線圈激勵側的導通、繼流和非激勵側的高壓阻隔，從而在脈沖變壓器輸出級產生正向或反向激勵脈沖，然后發送給換能器。可選的，在本專利技術一實施例中，所述脈沖變壓器的初級由兩個初級線圈組成，且所述兩個初級線圈采用雙線并繞的形式實現，所述兩個初級線圈首尾相連構成高壓供電輸入端。可選的，在本專利技術一實施例中，所述井下換能器激勵電路中的每個激勵通道由所述VMOS陣列中的兩組串聯VMOS組成所述脈沖變壓器初級線圈的通斷控制開關。可選的，在本專利技術一實施例中，所述激勵控制信號中的脈沖激勵過程由三個階段組成，分別是預激勵階段、激勵階段和續流階段。可選的，在本專利技術一實施例中，所述井下換能器激勵電路還包括高電壓供電電路和高壓儲能電路，所述高壓儲能電路由多個大容量耐高溫的高壓儲能電容組成；在聲波激勵的間隙，所述高電壓供電電路中的全波整流電路輸出電流在所述儲能電容兩端形成高壓，為聲波激勵時的功率輸出提供能量。另一方面，本專利技術實施例提供了一種井下換能器激勵電路的工作方法，所述井下換能器激勵電路包括脈沖變壓器、VMOS陣列、激勵驅動電路和邏輯控制器，所述井下換能器激勵電路的工作方法包括利用所述邏輯控制器產生控制邏輯信號；利用所述激勵驅動電路根據所述控制邏輯信號生成控制所述VMOS陣列有秩序通斷的激勵控制信號；利用所述VMOS陣列在所述激勵控制信號的控制下，通過有秩序的通斷控制所述脈沖變壓器中的初級線圈激勵側的導通、繼流和非激勵側的高壓阻隔，從而在脈沖變壓器輸出級產生正向或反向激勵脈沖，然后發送給換能器。可選的，在本專利技術一實施例中，利用兩個初級線圈組成所述脈沖變壓器的初級級，且所述兩個初級線圈采用雙線并繞的形式實現，所述兩個初級線圈首尾相連構成高壓供電輸入端。可選的，在本專利技術一實施例中，所述井下換能器激勵電路中的每個激勵通道由所述VMOS陣列中的兩組串聯VMOS組成所述脈沖變壓器初級線圈的通斷控制開關。可選的，在本專利技術一實施例中，所述激勵控制信號中的脈沖激勵過程由三個階段組成，分別是預激勵階段、激勵階段和續流階段。可選的，在本專利技術一實施例中，所述井下換能器激勵電路還包括高電壓供電電路和高壓儲能電路，利用多個大容量耐高溫的高壓儲能電容組成所述高壓儲能電路；在聲波激勵的間隙，所述高電壓供電電路中的全波整流電路輸出電流在所述儲能電容兩端形成高壓，為聲波激勵時的功率輸出提供能量。上述技術方案具有如下有益效果因為采用所述井下換能器激勵電路包括脈沖變壓器、VMOS陣列、激勵驅動電路和邏輯控制器，其中，所述邏輯控制器，用于產生控制邏輯信號；所述激勵驅動電路，用于根據所述控制邏輯信號生成控制所述VMOS陣列有秩序通斷的激勵控制信號；所述VMOS陣列，用于在所述激勵控制信號的控制下，通過有秩序的通斷控制所述脈沖變壓器中的初級線圈激勵側的導通、繼流和非激勵側的高壓阻隔，從而在脈沖變壓器輸出級產生正向或反向激勵脈沖，然后發送給換能器的技術手段，所以達到了如下的技術效果使用該電路可以實現多個聲波彎曲振子換能器正反向功率激勵，可以在石油測井施工中實現單極子激勵、正交偶極激勵和四極子激勵。利用本技術可以將傳統的不同深度安裝的換能器改進為同深度安裝的換能器，不但節省了換能器的數量、縮短了儀器的長度，提高了儀器工作的可靠性，而且同深度換能器簡化了聲波測井數據處理的步驟，提高了聲波測井的測井速度。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例一種井下換能器激勵電路組成結構示意圖；圖2為本專利技術實施例一種井下換能器激勵電路的工作方法流程圖；圖3為本專利技術應用實例井下換能器激勵電路組成結構示意圖；圖4為本專利技術應用實例正反向激勵脈沖產生原理示意圖；圖5為本專利技術應用實例正反向激勵控制邏輯波形圖。具體實施例方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。如圖1所示，為本專利技術實施例一種井下換能器激勵電路組成結構示意圖，所述井下換能器激勵電路包括脈沖變壓器14、VMOS陣列13、激勵驅動電路12和邏輯控制器11，其中，所述邏輯控制器11，用于產生控制邏輯信號；所述激勵驅動電路12，用于根據所述控制邏輯信號生成控制所述VMOS陣列有秩序通斷的激勵控制信號；所述VMOS陣列13，用于在所述激勵控制信號的控制下，通過有秩序的通斷控制所述脈沖變壓器14中的初級線圈激勵側的導通、繼流和非激勵側的高壓阻隔，從而在脈沖變壓器輸出級產生正向或反向激勵脈沖，然后發送給換能器。可選的，所述脈沖變壓器的初級由兩個初級線圈組成，且所述兩個初級線圈采用雙線并繞的形式實現，所述兩個初級線圈首尾相連構成高壓供電輸入端。可選的，所述井下換能器激勵電路中的每個激勵通道由所述VMOS陣列中的兩組串聯VMOS組成所述脈沖變壓器初級線圈的通斷控制開關。可選的，所述激勵控制信號中的脈沖激勵過程由三個階段組成，分別是預激勵階段、激勵階段和續流階段。可選的，所述井下換能器激勵電路還包括高電壓供電電路和高壓儲能電路，所述高壓儲能電路由多個大容量耐高溫的高壓儲能電容組成；在聲波激勵的間隙，所述高電壓供電電路中的全波整流電路輸出電流在所述儲能電容兩端形成高壓，為聲波激勵時的功率輸出提供能量。對應于上述方法實施例，如圖2所示，為本專利技術實施例一種井下換能器激勵電路的工作方法流程圖，所述井下換能器激勵電路包括脈沖變壓器、VMOS陣列、激勵驅動電路和邏輯控制本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種井下換能器激勵電路，其特征在于，所述井下換能器激勵電路包括：脈沖變壓器、VMOS陣列、激勵驅動電路和邏輯控制器，其中，所述邏輯控制器，用于產生控制邏輯信號；所述激勵驅動電路，用于根據所述控制邏輯信號生成控制所述VMOS陣列有秩序通斷的激勵控制信號；所述VMOS陣列，用于在所述激勵控制信號的控制下，通過有秩序的通斷控制所述脈沖變壓器中的初級線圈激勵側的導通、繼流和非激勵側的高壓阻隔，從而在脈沖變壓器輸出級產生正向或反向激勵脈沖，然后發送給換能器。

【技術特征摘要】
1.一種井下換能器激勵電路，其特征在于，所述井下換能器激勵電路包括:脈沖變壓器、VMOS陣列、激勵驅動電路和邏輯控制器，其中， 所述邏輯控制器，用于產生控制邏輯信號； 所述激勵驅動電路，用于根據所述控制邏輯信號生成控制所述VMOS陣列有秩序通斷的激勵控制信號； 所述VMOS陣列，用于在所述激勵控制信號的控制下，通過有秩序的通斷控制所述脈沖變壓器中的初級線圈激勵側的導通、繼流和非激勵側的高壓阻隔，從而在脈沖變壓器輸出級產生正向或反向激勵脈沖，然后發送給換能器。2.如權利要求1所述井下換能器激勵電路，其特征在于， 所述脈沖變壓器的初級由兩個初級線圈組成，且所述兩個初級線圈采用雙線并繞的形式實現，所述兩個初級線圈首尾相連構成高壓供電輸入端。3.如權利要求1所述井下換能器激勵電路，其特征在于， 所述井下換能器激勵電路中的每個激勵通道由所述VMOS陣列中的兩組串聯的VMOS組成所述脈沖變壓器初級線圈的通斷控制開關。4.如權利要求1所述井下換能器激勵電路，其特征在于， 所述激勵控制信號中的脈沖激勵過程由三個階段組成，分別是:預激勵階段、激勵階段和續流階段。5.如權利要求1所述井下換能器激勵電路，其特征在于，所述井下換能器激勵電路還包括:聞電壓供電電路和聞壓儲能電路， 所述高壓儲能電路由多個大容量耐高溫的高壓儲能電容組成；在聲波激勵的間隙，所述高電壓供電電路中的全波整流電路輸出電流在所述儲能電容兩端形成高壓，為聲波激勵時的功率輸出提供能量。6.一種井下換能器激勵電路的工作方法，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：門百永，鞠曉東，喬文孝，王德國，盧俊強，
申請(專利權)人：中國石油天然氣集團公司，中國石油大學北京，
類型：發明
國別省市：