一种适用于井间电磁测井的井下发射主控系统技术方案

本发明专利技术公开一种适用于井间电磁测井的井下发射主控系统，其包括可编程逻辑器件、连接于所述可编程逻辑器件的发射电流采集通道、校正信号产生电路、发射线圈耦合信号采集通道及辅助参数采集通道。CAN通讯接口和所述可编程逻辑器件连接于主控制器。所述发射电流采集通道实时采集发射电流，所述可编程逻辑器件据此寻找谐振频率点及实现大功率器件过流保护。所述校正信号产生电路校正采集通道在不同井下工作深度的频率、增益特性。所述发射线圈耦合信号采集通道采集与发射线圈紧密耦合的小线圈输出信号，为接收井提供相位参考。所述辅助参数采集通道监测辅助参数以保证系统正常工作。所述主控制器接收、解释地面命令并上传测井数据。

A downhole emission master control system for Crosshole Electromagnetic Logging

The invention discloses a downhole for Crosshole Electromagnetic Logging emission control system, which comprises a programmable logic device, connected to the emission current collection channel, programmable logic device correction signal generating circuit, transmitting coil coupling signal acquisition channel and auxiliary channel parameter acquisition. The CAN communication interface and the programmable logic device are connected with the main controller. The transmitting current acquisition channel collects the transmitting current in real time, and the programmable logic device searches for the resonance frequency point according to the invention, and realizes the over-current protection of the high-power device. The correction signal generation circuit corrects the frequency and gain characteristics of the acquisition channel at different downhole operating depths. The transmitting coil is coupled with the signal acquisition channel, and the small coil output signal which is tightly coupled with the transmitting coil is collected to provide a phase reference for the receiving well. The auxiliary parameter collecting channel monitors auxiliary parameters so as to ensure the normal operation of the system. The master controller receives and explains the ground commands and uploads the logging data.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于井间电磁测井的井下发射主控系统
本专利技术属于井间电磁测量装置相关
，更具体地，涉及一种适用于井间电磁测井的井下发射主控系统。
技术介绍
常规电缆测井虽具有分辨率高、准确等优势，但测量尺度较小，所提供的信息只是大量非均质体中非常有限的部分采样，不能准确描述井眼周围较大范围的储层特征。井间电磁测井技术是在单井测井技术基础上发展起来的新测井方法：将发射机置于发射井中的某一固定位置向地层发射电磁波，后文称其为发射信号；接收井中的接收机置于不同的位置接收经过地层传播过来的电磁波，后文称其为接收信号，接收信号经过一系列处理得到接收数据，这样便完成一个剖面的测量，改变发射机的位置，进行下一个剖面的测量。如此往复，直到测量点覆盖整个测量井段。通过对接收数据进行反演，得到反映井间油藏构造和油气分布的二维至三维电阻成像，从而实现对井间地层电气特性的直接测量和描述，是探测井间地层信息的最佳和最直接的测井方式。然而，如何在发射线圈中产生大发射电流，保证发射信号在地层的远距离传输，一直是井间电磁测井仪器的设计难点。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种适用于井间电磁测井的井下发射主控系统，其基于井间电磁测井系统的特点，针对井下发射主控系统进行了设计。所述井下发射主控系统的发射电流采集通道及发射线圈耦合信号采集通道采集开始工作之前，校正信号产生电路先产生校正信号以对所述发射电流采集通道及所述发射线圈耦合信号采集通道进行校正，如此以最大程度地减小工作环境对测量结果的影响；所述可编程逻辑器件通过切换谐振电容来改变发射频率，以保证发射线圈在任何谐振电容值下都在最大发射电流频率点工作。此外，所述井下发射主控系统实时监控发射电流，出现异常情况时可用关断功率放大器来保护系统安全，且能够同步采集发射线圈耦合信号，采集到的所述发射线圈耦合信号作为接收信号相位分析的参考信号或者用以估算发射电流的大小。为实现上述目的，本专利技术提供了一种适用于井间电磁测井的井下发射主控系统，其包括发射电流采集通道、校正信号产生电路、发射线圈耦合信号采集通道、辅助参数采集通道、可编程逻辑器件、主控制器及CAN通讯接口，其特征在于：所述发射电流采集通道用于采集发射线圈中的发射电流大小，以便通过扫频确定不同谐振电容对应的发射信号频率，使发射电流最大化；所述校正信号产生电路用于产生校正信号，并将所述校正信号传输给所述发射电流采集通道及所述发射线圈耦合信号采集通道，以对所述发射电流采集通道及所述发射线圈耦合信号采集通道进行校正；所述发射线圈耦合信号采集通道用于采集所述发射线圈的耦合信号，以作为接收信号相位分析的参考信号或者用以估算所述发射电流的大小；所述辅助参数采集通道用于监测保证系统稳定工作的辅助参数；所述主控制器连接所述可编程逻辑器件及所述CAN通讯接口，所述CAN通讯接口通过遥传短节与地面系统实现通讯，以使所述主控制器接收所述地面系统传来的命令、解析所述命令并传输给所述可编程逻辑器件；所述可编程逻辑器件用于控制所述校正信号产生电路产生所述校正信号，同时，所述可编程逻辑器件还用于接收来自所述发射电流采集通道、所述发射线圈耦合信号采集通道及所述辅助参数采集通道的采样结果，并判断采样结果是否异常以采取相应的动作来保护系统不被损害；此外，所述可编程逻辑器件还用于产生功率放大器驱动信号及谐振电容继电器控制信号，其通过切换所述谐振电容来改变发射频率。进一步的，所述可编程逻辑器件上设置有同步信号接口，所述同步信号接口用于接收同步时钟；所述可编程逻辑器件在所述同步时钟的控制下采集发射线圈耦合信号。进一步的，所述可编程逻辑器件上还设置有SPI接口，所述SPI接口连接于温度传感器芯片，所述温度传感器芯片用于感测所述井下发射主控系统的温度。进一步的，所述发射电流采集通道包括第一模拟开关、差分转单端电路及第一模数转换器，所述第一模拟开关用于切换所述校正信号和发射电流检测信号；所述差分转单端电路连接所述第一模拟开关及所述第一模数转换器，所述第一模数转换器连接于所述可编程逻辑器件。进一步的，所述发射线圈耦合信号采集通道包括第二模拟开关、增益调节电路及第二模数转换器，所述第二模拟开关切换来自所述校正信号产生电路的校正信号和发射线圈耦合信号；所述增益调节电路连接所述第二模拟开关及所述第二模数转换器，所述第二模数转换器连接于所述可编程逻辑器件。进一步的，所述校正信号产生电路包括连接所述第一模拟开关及所述第二模拟开关的低通滤波器及数模转换器，所述数模转换器连接所述低通滤波器及所述可编程逻辑器件。进一步的，所述辅助参数采集通道包括辅助参数预处理电路、第三模拟开关及第三模数转换器，所述第三模拟开关连接所述辅助参数预处理电路及所述第三模数转换器；所述第三模数转换器连接于所述可编程逻辑器件。进一步的，所述辅助参数预处理电路包括发射线圈温度测量电路、板上低压电源监测电路及功率放大器直流高压监测电路。进一步的，所述井下发射主控系统还包括连接于所述可编程逻辑器件的电平转换电路，所述电平转换电路用于对所述功率放大器驱动信号及所述谐振电容继电器控制信号进行电平转换。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，本专利技术提供的适用于井间电磁测井的井下发射主控系统，其发射电流采集通道及发射线圈耦合信号采集通道采集开始之前，校正信号产生电路先产生校正信号以对所述发射电流采集通道及所述发射线圈耦合信号采集通道进行校正，如此以最大程度地减小工作环境对测量结果的影响；所述可编程逻辑器件通过切换谐振电容来改变发射频率，以保证发射线圈在任何谐振电容值下都在最大发射电流频率点工作，使发射电流最大化。此外，所述井下发射主控系统实时监控发射电流，出现异常情况时可用关断功率放大器来保护系统安全，且能够同步采集发射线圈耦合信号，采集到的所述发射线圈耦合信号作为接受信号相位分析的参考信号或者用以估算发射电流的大小。附图说明图1是本专利技术较佳实施方式提供的适用于井间电磁测井的井下发射主控系统的框架示意图。在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：100-井下发射主控系统，10-发射电流采集通道，11-第一模拟开关，12-差分转单端电路，13-第一模数转换器，20-发射线圈耦合信号采集通道，21-第二模拟开关，22-增益调节电路，23-第二模数转换器，30-校正信号产生电路，31-低通滤波器，32-数模转换器，40-辅助参数采集通道，41-辅助参数预处理电路，42-第三模拟开关，43-第三模数转换器，50-可编程逻辑器件，51-同步信号接口，52-SPI接口，60-电平转换电路，70-温度传感器芯片，80-主控制器，81-内嵌CAN模块，90-CAN通讯接口。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。请参阅图1，本专利技术较佳实施方式提供的适用于井间电磁测井的井下发射主控系统100，所述井下发射主控系统100能够实现地面与井下通讯，发射井与接收井时钟同步，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于井间电磁测井的井下发射主控系统，其包括发射电流采集通道、校正信号产生电路、发射线圈耦合信号采集通道、辅助参数采集通道、可编程逻辑器件、主控制器及CAN通讯接口，其特征在于：所述发射电流采集通道用于采集发射线圈中的发射电流大小，以便通过扫频确定不同谐振电容对应的发射信号频率，进而克服线圈动态电感对谐振频率的影响；所述校正信号产生电路用于产生校正信号，并将所述校正信号传输给所述发射电流采集通道及所述发射线圈耦合信号采集通道，以对所述发射电流采集通道及所述发射线圈耦合信号采集通道进行校正；所述发射线圈耦合信号采集通道用于采集所述发射线圈的耦合信号，以作为接收信号相位分析的参考信号或者用以估算所述发射电流的大小；所述辅助参数采集通道用于监测保证系统稳定工作的辅助参数；所述主控制器连接所述可编程逻辑器件及所述CAN通讯接口，所述CAN通讯接口通过遥传短节与地面系统实现通讯，以使所述主控制器接收所述地面系统传来的命令、解析所述命令并传输给所述可编程逻辑器件；所述可编程逻辑器件用于控制所述校正信号产生电路产生所述校正信号，同时，所述可编程逻辑器件还用于接收来自所述发射电流采集通道、所述发射线圈耦合信号采集通道及所述辅助参数采集通道的采样结果，并判断采样结果是否异常以采取相应的动作来保护系统不被损害；此外，所述可编程逻辑器件还用于产生功率放大器驱动信号及谐振电容继电器控制信号，其通过切换所述谐振电容来改变发射频率。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于井间电磁测井的井下发射主控系统，其包括发射电流采集通道、校正信号产生电路、发射线圈耦合信号采集通道、辅助参数采集通道、可编程逻辑器件、主控制器及CAN通讯接口，其特征在于：所述发射电流采集通道用于采集发射线圈中的发射电流大小，以便通过扫频确定不同谐振电容对应的发射信号频率，进而克服线圈动态电感对谐振频率的影响；所述校正信号产生电路用于产生校正信号，并将所述校正信号传输给所述发射电流采集通道及所述发射线圈耦合信号采集通道，以对所述发射电流采集通道及所述发射线圈耦合信号采集通道进行校正；所述发射线圈耦合信号采集通道用于采集所述发射线圈的耦合信号，以作为接收信号相位分析的参考信号或者用以估算所述发射电流的大小；所述辅助参数采集通道用于监测保证系统稳定工作的辅助参数；所述主控制器连接所述可编程逻辑器件及所述CAN通讯接口，所述CAN通讯接口通过遥传短节与地面系统实现通讯，以使所述主控制器接收所述地面系统传来的命令、解析所述命令并传输给所述可编程逻辑器件；所述可编程逻辑器件用于控制所述校正信号产生电路产生所述校正信号，同时，所述可编程逻辑器件还用于接收来自所述发射电流采集通道、所述发射线圈耦合信号采集通道及所述辅助参数采集通道的采样结果，并判断采样结果是否异常以采取相应的动作来保护系统不被损害；此外，所述可编程逻辑器件还用于产生功率放大器驱动信号及谐振电容继电器控制信号，其通过切换所述谐振电容来改变发射频率。2.如权利要求1所述的适用于井间电磁测井的井下发射主控系统，其特征在于：所述可编程逻辑器件上设置有同步信号接口，所述同步信号接口用于接收同步时钟；所述可编程逻辑器件在所述同步时钟的控制下采集发射线圈耦合信号。3.如权利要求2所述的适用于井间电磁测井的井下发射主控系统，其特征在于：所述可编程逻辑器件上还设置有SPI接口，所述SPI接口...

【专利技术属性】
技术研发人员：周凯波，陶金，韩奕昕，史超，陈涛，党峰，
申请(专利权)人：华中科技大学，中国石油集团测井有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42