微机声速测井自动防跳电路系统技术方案

本发明专利技术在评述现行声速测井仪由于“防跳”性能不佳，致使声波时差（尤其是在信号衰减较大的井段）记录不准，曲线重复性差，现场操作不方便的基础上，提出了解决以上问题而设计的远、近道自动切换电路；信号＿＿别电压自动跟踪电路；信号首次波时间检测及数据传送接口电路等组成的“防跳”系统。该系统电路结构简单，记录准确稳定、现场操作方便、性能价格比高，并在描述各电路的工作原理的基础上，叙述了本“防跳”系统在ＷＳ８５型微机声速测井仪中的应用。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术论及一种带有微机控制的石油地质勘探声速测井自动防跳系统。公众所知，无论怎样的声速测井，关键在于正确无误地捕捉到地层声波信号的首波时间，从而得出准确的声速时差△T的结果。但是由于各种因素的干扰(如电干扰、机械碰撞干扰等)，使时差测量产生跳动，当然，由于首波幅度过小检测不到而产生的周波跳跃也属这一类。这种跳动使记录的时差△T产生跳变异常。为了解决此类问题许多防跳方案相继问世。如窗口滤波电路、时差比较电路、跟踪延迟电路等等。它们的缺点是电路复杂、硬件多、效果不明显，并且比较窗口值是定值(△W＝20～22微秒)，不能根据当时测井实际地层而变动。这样，时差测井曲线的重复性和一致性是难以保证的。美国德莱赛(DRESSER)公司3600系列双发双收(补偿)声速测井仪就是采取这种方法。为了克服上述缺点，西安石油学院屈维章、张家田撰写一篇题为“单板机在声速测井仪的防跳电路中的应用”一文中，论述了在3600系列双发双收声速测井仪硬件电路的基础上，应用Z80-TP801单板机及其软件来完成防跳电路的记数、比较等功能，但是基础数据还是依靠上述电路，仍不准确。上述资料刊登在《测井技术》杂 一九八四年第六期中，其附图刊登在《测井技术》杂 一九七九年第四期增刊上。另外，美国斯仑贝谢(SCHLUMBERGER)公司生产的CSU-D型仪器中，其补偿效能由软件程序完成，其程序复杂，难以掌握。本专利技术的目的是提件一种既简单可靠，又易于普通专业人员掌握的自动防跳系统电路，即在现有的普通双发双收补偿声速测井仪的基础上，设计几级具有专用功能的电路，将接收到的声波信号规范化，准确地捕捉到表征声波传播时间的波形，便于检测出准确的声波时差防止不应有的记录跳变，提高测量值的重复性和一致性。本专利技术是这样实现的由声波远、近道信号自动切换电路、信号鑑别电压自动跟踪电路和信号首、次波时间检测与数据传送接口电路构成一完整的防跳系统，在远、近接收信号交替变换的实际测井中，在下井发射逻辑的控制下，由声波远、近道信号自动切换电路将远、近道信号分离，以便分别鑑别比较、放大;利用微机跟踪延迟脉冲驱动鑑别电压自动跟踪电路，使其输出的鑑别电压值始终跟踪接收信号首波幅度值按比例变化;为了防止在某一道信号首波时间无法检测到时而产生的周波跳跃，由信号首、次波时间检测电路及微机系统的数据传送接口电路处理后，同样能由两道信号的次波时间测得准确的时差。本专利技术的解决方案，以下结合附图1至3作进一步说明。有关专业人员熟知，当前声速测井仪选用的下井仪声系结构，均为双发双收井眼补偿型，远发与近发(亦称上发与下发)接收到的远近两道声波信号，均经地面仪的同一个放大器放大，送至同一电压比较器进行鑑别比较，以得到信号形成脉冲，这种电路结构的缺点是由于两道接收信号的幅度不同，采取同一电路进行处理与转换，难以得到比较满意的信号形成脉冲。本专利技术的远、近道信号自动切换电路工作原理如图1所示，在两道信号的“跟随器1”和“跟随器2”之后，加一双向“模拟开关3”，其“通”、“断”选择分别由下井发射逻辑脉冲控制，使加至“跟随器4”的仅是近道信号，而加至“跟随器5”的仅是远道信号。因此，只须调整“放大器6”和“放大器7”的不同放大倍数，就可以保证信号幅度衰减较大的远道信号幅度与信号幅度衰减较小的近道信号幅度相同或相近，以便鑑别比较提高测量精度;鑑别电压自动跟踪电路原理如图2所示(图中只示出近道，远道与此相同，不另附图与说明)，当双道信号自动切换后，近道信号经“放大器6”加至“门13”一输入端，“门13”的另一输入端同时输入由“微机CTC1-8”产生的近道跟踪延迟脉冲触发“延迟门I12”后输出的近延迟门I脉冲，这样，“门13”输出的包括首波在内的近道声波信号分别加至“低电平比较器16”、“高电平比较器17”和“门15”，与此同时，由“CTC1-8”产生的近道跟踪延迟脉冲触发“近道延迟门Ⅱ14”。使其输出近道延迟门Ⅱ脉冲，此脉冲也输至“门15”，选通出仅有近道首波的信号脉冲，经“跟随器22”、二极管V6，加至“电容器C2”进行脉冲展宽，积分成脉动直流电压，经“功放器23”后，由“电位器RP3”选取一定的电压比加至“高电平比较器17”，作为下一次测井信号到来时刻比较器的鑑别电压。可见，由此获得的鑑别电压值是随信号首波幅度的大小而按比例变化的，因而实现了比较器鑑别电压自动跟踪信号首波幅度的目的。最后，由比较器输出的近道声波信号分别通过“延迟单稳18”和“保持单稳19”、“门20”经“形成器21”形成近道信号形成脉冲;信号首、次波时间检测及微机系统的数据传送接口电路工作原理如图3所示(图中只示出近道，远道与此相同，不另附图与说明)，地面同步脉冲同时加至“首波时间形成器24”和“次波时间形成器26”，由近道鑑别跟踪电压比较出的近道信号形成脉冲分别输至“首波时间形成器24”和“分频器25”，此时“首波时间形成器24”输出的首波时间门脉冲经“反相器27”后，分别加至“8D锁存器34”和“8D锁存器35”的使能端G，而“分频器25”将近道首波信号形成脉冲二分频后加至“次波时间形成器26”，由“次波时间形成器26”输出的次波时间门脉冲经反相器28，分别加至“8D锁存器32”和“8D锁存器33”的使能端G，当频率为5兆赫的定时脉冲输至“与非门29”时，其输出填有0.2微秒脉宽的信号次波时间数加至串行“计数器30”(属低8位)和“计数器31”(属高8位)，然后并行输出至“8D锁存器32”和“8D锁存器33”。至此，由8D锁存器的功能表得知，当其输出控制端OUC为低电位、使能端G为高电位时，输出端Q保持输入端D的状态，因此，当次波时间门正脉冲加至“8D锁存器32”和“8D锁存器33”的使能端G时，“计数器30”和“计数器31”所计的次波时间数即加至“8D锁存器34”和“8D锁存器35”的输入D端，而“8D锁存器34”和“8D锁存器35”的输出控制端OUC分别被微机系统的地址口Y6和Y7所控制，使能端G则由首波时间门正脉冲控制，而微机程序编制的取数“中断”时间始终保证首波数在前、取次波数在后，这样，由两个地址口径“D0～D7”8位数据线即可将首波数和次波数的低8位与高8位送至内存的指定单元，以便整机各服务程序的运行和计祘。本专利技术所称的“微机声速测井自动防跳系统”，其优点在于上述三种电路以及数据传输接口电路是相互有机相连的完整系统，但又可根据不同信号特征要求进行分别引用，与现有技术相比，具有使声速测井时差记录准确、重复性好、稳定性好、电路结构简单、操作方便、容易掌握等优点。正如上文所述，信号输入部分采用远、近道信号自动切换电路后，使两道衰减不同的测井信号各自得到不同的放大倍数，尤其是井径扩大和薄互层较多的井段，不会因远道信号衰减大而检测不到首波时间，使测井曲线记录出现跳变;在选用了信号鑑别电压自动跟踪电路后，不但解决了远道信号人工难以调准鑑别电压的老问题，增强了仪器的防跳能力，使曲线具有良好的一致性和重复性，而且电路结构简单，操作方便，排除了人为因素对曲线质量的影响;信号首、次波时间检测电路及微机系统的数据传送接口电路的应用，进一步保证了在信号幅度很小，以致有一道信号首波时间检测不到时，可以保证用检测到的信号次波时间完成时差测量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
微机声速测井自动防跳系统，其特征在于该系统包括：远、近道信号切换电路，在远、近道接收信号交替变换的测井中，该电路被下井发射逻辑信号控制，在其输出端获得远、近道接收信号的分离，以便分别进行比较＊别和放大；＊别电压自动跟踪电路，该电路受微机跟踪延迟脉冲的控制，以保证＊别电压值始终跟踪接收信号首波幅度按比例变化；信号首、次波时间检测电路和数据传送接口电路，以保证在某一道信号首波时间无法检测到时，同样能由两道信号的次波时间测得准确的时差。

【技术特征摘要】
1.微机声速测井自动防跳系统，其特征在于该系统包括远、近道信号切换电路，在远、近道接收信号交替变换的测井中，该电路被下井发射逻辑信号控制，在其输出端获得远、近道接收信号的分离，以便分别进行比较 别和放大； 别电压自动跟踪电路，该电路受微机跟踪延迟脉冲的控制，以保证 别电压值始终跟踪接收信号首波幅度按比例变化；信号首、次波时间检测电路和数据传送接口电路，以保证在某一道信号首波时间无法检测到时，同样能由两道信号的次波时间测得准确的时差。2.根据权利要求1所述的声速测井自动防跳系统，其特征在于实现远、近道接收信号分离是依靠下井发射逻辑信号控制一个模拟开关的“通”与“断”，通过输出端的固定连接，以保证输至地面的测井信号无论是上发时刻或下发时刻都能被分别输出。3.根据权利要求1所述的微机声速测井自动防跳系统，其特征在于鑑别电压是利用微机跟踪...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶伯尧，胡昌旭，刘晋武，
申请(专利权)人：西安石油勘探仪器总厂，
类型：发明
国别省市：61[中国|陕西]