一种介电扫描测井射频前端系统技术方案

本发明专利技术公开了一种介电扫描测井射频前端系统，有效实现测量地层介电常数和电阻率信息数据的采集，为油田开发提供技术支持，采用射频收发单元对采集的信号进行放大滤波处理，并将放大滤波后的信号传输至测幅测相单元，测幅测相单元对滤波后的信号进行幅度和相位信息测量，并将获取的幅度和相位信息输出，根据系统通信的具体要求，通过CAN总线将求得的幅度相位信息送出，本发明专利技术采用射频收发单元对信号进行前端放大处理，然后利用测幅测相单元进行测量，将数据就近处理后传输，实现了介电扫描测井仪器射频前端系统的信号处理，并可对岩石地层介电常数和电阻率信息进行有效测量，提高了数据的采集精度。了数据的采集精度。了数据的采集精度。

【技术实现步骤摘要】
一种介电扫描测井射频前端系统


[0001]本专利技术涉及石油测井领域，具体涉及一种介电扫描测井射频前端系统。

技术介绍

[0002]油田开发中后期由于普遍采用注水驱油的方法，导致不能再利用电阻率来区分水淹油气层。由于水的介电常数和常见岩石以及油气的介电常数差别较大，并且电磁波的传播效应与介质电导率、介电常数、电磁波频率有着密切的联系，尤其在高频时受介电常数的影响较大，所以利用电磁波传播效应来进行测井有着实用且深远的意义。而目前油田中由于受到高温高压测井环境的影响，没有适于实用的介电扫描测井结构，现有的介质测井射频系统的发射机和接收机，受高温高压测井环境的影响，其电路模块采样精度大大降低，无法实现有效的检测地层介电常数和电阻率信息。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种介电扫描测井射频前端系统，以克服现有技术的不足，本专利技术能够对岩石介电常数信息进行有效测量。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种介电扫描测井射频前端系统，有效实现测量地层介电常数和电阻率信息数据的采集，为油田开发提供技术支持，包括射频收发单元和测幅测相单元，射频收发单元用于对采集的信号进行放大滤波处理，并将放大滤波后的信号传输至测幅测相单元，测幅测相单元对滤波后的信号进行幅度和相位信息测量，并将获取的幅度和相位信息输出。
[0006]进一步的，射频收发单元包括极板模块、发射模块、接收模块和参考模块，极板模块用于接收采集信号，并将接收到的信号分路传输至接收模块，接收模块将接收到的信号进行放大滤波处理传输至参考模块，通过LC滤波器滤波后再增益放大后通过发射模块发送。
[0007]进一步的，采集信号的输入功率为
‑
100dBm～
‑
60dBm，频率为20MHz、200MHz、400MHz、1100MHz。
[0008]进一步的，极板模块包括切换与前放单元，采集信号进入切换与前放单元中的接收通道中，切换与前放单元中的微波开关选取一个传输通道，将其他波段信号进行变频处理与选取通道波段信息一致然后输出。
[0009]进一步的，微波开关采用二选一微波开关、四选一微波开关或八选一微波开关。
[0010]进一步的，测幅测相单元包括前端调理电路、ADC转换电路和核心处理电路。
[0011]进一步的，前端调理电路对采集信号进行幅度处理和驱动增强后，送入ADC转换电路，由ADC转换电路以设定的采样时钟对信号进行数字离散量化后，送入FPGA模块中，经过FPGA模块数据处理后，将结果送入DSP模块，由DSP模块处理运算后输出。
[0012]进一步的，核心处理电路包括FPGA模块和DPS模块，FPGA模块端负责对两路点频信号的采集，然后将采集的点频信号进行FFT处理，将采集的点频信号的相关频谱信息传递到
DSP模块中，由DSP模块完成求模、反正切运算，并根据传输协议，对数据进行封包处理后，向上位机传输结果。
[0013]进一步的，ADC转换电路用于模拟量转化成数字量，转换过程包括采样、量化和编码。
[0014]进一步的，DPS模块通过高速LVDS接口获得待测信号的数字信号，在内部进行算法处理，在外部挂载SDRAM用于保存处理后的数据。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0016]本专利技术公开了一种介电扫描测井射频前端系统，有效实现测量地层介电常数和电阻率信息数据的采集，为油田开发提供技术支持，采用射频收发单元对采集的信号进行放大滤波处理，并将放大滤波后的信号传输至测幅测相单元，测幅测相单元对滤波后的信号进行幅度和相位信息测量，并将获取的幅度和相位信息输出，根据系统通信的具体要求，通过CAN总线将求得的幅度相位信息送出，本专利技术采用射频收发单元对信号进行前端放大处理，然后利用测幅测相单元进行测量，将数据就近处理后传输，实现了介电扫描测井仪器射频前端系统的信号处理，并可对岩石地层介电常数和电阻率信息进行有效测量，提高了数据的采集精度。
[0017]进一步的，采用前端调理电路进行信号调理，提高采集信号质量，同时将待测信号调节到符合后端ADC采集电路的动态范围内，保证采样效果。
附图说明
[0018]图1是本专利技术实施例中系统结构示意图。
[0019]图2是本专利技术实施例中射频收发组件原理框图。
[0020]图3是本专利技术实施例中测幅测相系统实现框图。
[0021]图4是本专利技术实施例中切换与前放单元原理框图。
[0022]图5是本专利技术实施例中四选一微波开关接口原理图。
[0023]图6是本专利技术实施例中发射模块电路原理图。
[0024]图7是本专利技术实施例中参考模块电路原理图。
[0025]图8是本专利技术实施例中接收模块电路原理图。
[0026]图9是本专利技术实施例中信号调理电路原理图。
[0027]图10是本专利技术实施例中CAN接口电路原理图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]如图1、图2所示，本专利技术提供一种介电扫描测井射频前端系统，有效实现测量地层介电常数和电阻率信息数据的采集，为油田开发提供技术支持，包括射频收发单元和测幅测相单元，射频收发单元用于对采集的信号进行放大滤波处理，并将放大滤波后的信号传输至测幅测相单元，测幅测相单元对滤波后的信号进行幅度和相位信息测量，并将获取的
幅度和相位信息输出，根据系统通信的具体要求，通过CAN总线将求得的幅度相位信息送出，本专利技术采用射频收发单元对信号进行前端放大处理，然后利用测幅测相单元进行测量，将数据就近处理后传输，实现了介电扫描测井仪器射频前端系统的信号处理，并可对岩石地层介电常数和电阻率信息进行有效测量，提高了数据的采集精度。
[0030]射频收发单元包括极板模块1、发射模块2、接收模块3和参考模块4；
[0031]极板模块1接收采集信号的输入功率为
‑
100dBm～
‑
60dBm，频率为20MHz、200MHz、400MHz、1100MHz；极板模块1将接收到的信号分成两路，一路信号(频率为20MHz)依次通过一级低噪声放大器和两级放大器链路，信号达到75dB的增益，信号再通过LC滤波器滤波后，再加一级数字可控增益放大器(增益范围0
‑
40dB)得到功率为
‑
30dBm
‑
0dBm的输入信号，然后输出；另一路信号(频率为200MHz、400MHz、1100MHz)先通过一级低噪声放大器和一级放大器链路实现50dB的增益，再与本路信号通过下变频的方式混频，混频后经过一级本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种介电扫描测井射频前端系统，其特征在于，有效实现测量地层介电常数和电阻率信息数据的采集，为油田开发提供技术支持，包括射频收发单元和测幅测相单元，射频收发单元用于对采集的信号进行放大滤波处理，并将放大滤波后的信号传输至测幅测相单元，测幅测相单元对滤波后的信号进行幅度和相位信息测量，并将获取的幅度和相位信息输出。2.根据权利要求1所述的一种介电扫描测井射频前端系统，其特征在于，射频收发单元包括极板模块(1)、发射模块(2)、接收模块(3)和参考模块(4)，极板模块(1)用于接收采集信号，并将接收到的信号分路传输至接收模块，接收模块将接收到的信号进行放大滤波处理传输至参考模块(4)，通过LC滤波器滤波后再增益放大后通过发射模块(2)发送。3.根据权利要求2所述的一种介电扫描测井射频前端系统，其特征在于，极板模块(1)包括切换与前放单元，采集信号进入切换与前放单元中的接收通道中，切换与前放单元中的微波开关选取一个传输通道，将其他波段信号进行变频处理与选取通道波段信息一致然后输出。4.根据权利要求3所述的一种介电扫描测井射频前端系统，其特征在于，微波开关采用二选一微波开关、四选一微波开关或八选一微波开关。5.根据权利要求1所述的一种介电扫描测井射频前端系统，其特征在于，测幅测相单元包括前端调理电路、ADC转换电路和...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐方友，岳爱忠，贺秋利，姜黎明，杜瑞芳，卢春利，张晓蕾，李华锋，
申请(专利权)人：中国石油集团测井有限公司，
类型：发明
国别省市：