一种能加载伪随机编码的可控信号接收仪，用于油田勘探开发过程中的电信号检测和接收，包括依次连接的信号采集和放大单元、滤波单元以及Ａ／Ｄ转换单元，ＤＳＰ处理单元、通讯单元、以及中央控制器单元，中央控制器单元产生伪随机编码并转化为电压变化信号，再通过通讯单元传输给ＤＳＰ处理单元，作为特征信号保存；另一方面，ＤＳＰ处理单元还接收Ａ／Ｄ转换单元处理后的现场信号，并与特征信号进行对比处理，处理的结果是只保留具有伪随机编码特征的现场信号。因本发明专利技术接收仪只接收具有与发射信号相同特征的信号，从根本上解决了仪器分辨率和精度问题，在地面测试人工电场时，能够排除干扰背景，可清晰地分辨深层低阻异常体。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于油田勘探开发过程中的电信号检测和接收的电法接收装置，尤其是一种能加载伪随机编码的可控信号接收仪，主要应用于油田开发中的压裂、注水、调剖和随钻过程监测。
技术介绍
油气开采生产井压裂作业后基本上都需要裂缝方位监测，深层气井也需要进行压裂裂缝监测。目前，应用于油田勘探开发的电法接收仪在地面测试人工电位场时，采用超低频方波/直流发射与对应接收，无法完全剔除相同频率的干扰信号，对信号的处理方式是先接收全部相同频率信号，再进行干扰信号消除，因此对信噪要求较高，背景干扰信号较大或信号强度较弱，均会对电位异常分辨能力产生较大影响，在采集过程中无法排除干扰信号的影响。所以急需一种具有微伏级测量精度的、抗干扰的接收仪。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高测量精度的、抗干扰的能加载伪随机编码的可控信号接收仪，其中的可控信号加载有伪随机编码，在油田勘探开发中当井内深层发射，在地面测试人工电场时，能够排除干扰背景，可清晰地分辨深层低阻异常体。实现本专利技术目的的技术方案是一种能加载伪随机编码的可控信号接收仪，用于油田勘探开发过程中的电信号检测和接收，至少包括依次连接的信号采集和放大单元、滤波单元以及A/D转换单元，其中所述信号采集和放大单元将采集到的现场信号放大后传输给所述滤波单元和所述A/D转换单元进行处理；所述可控信号接收仪还包括DSP处理单元、通讯单元以及中央控制器单元，所述通讯单元连接于所述A/D转换单元和所述中央控制器单元之间；其中所述中央控制器单元产生伪随机编码并转化为电压变化信号，再通过所述通讯单元传输给所述DSP处理单元，作为特征信号保存；另一方面，DSP处理单元还接收所述A/D转换单元处理后的现场信号，并与所述特征信号进行对比处理，处理的结果是只保留具有所述伪随机编码特征的现场信号。所述中央控制器单元进一步包括一个中央控制器以及一个伪随机编码发生单元；其中所述伪随机编码发生单元根据测量精度的要求产生不同的伪随机编码并传输至所述中央控制器，而所述中央控制器将所述伪随机编码转化为电压变化的信号。所述伪随机编码通过选用不同的周期而产生不同的测量精度，伪随机编码位数越长，测量精度越高。所述伪随机编码发生单元产生的伪随机编码为15位。所述DSP处理单元包括一个TMS320C2XX型DSP器件以及至少一个存储器。所述存储器为SRAM高速存储器。所述中央控制器单元还包括电平转换电路，连接于所述中央控制器和所述伪随机编码发生单元之间；其中所述伪随机编码发生单元发出的所述伪随机编码由所述电平转换 电路传输至所述中央控制器，由所述中央控制器处理转化为电压变化信号，再由所述通讯 电路通过一个通讯电路发送至所述通讯单元。所述中央控制器为单片机C8051F236，所述单片机转化生成的电压变化信号为 士5V电压变化信号；所述通讯电路采用MAX485电路，所述电平转换电路采用MAX232电路。所述MAX232电路和所述MAX485电路通过串行口进行驱动和通信。所述伪随机编码发生单元为一台计算机，所述计算机还具有实时打印和显示监测 数据的功能。所述信号采集和放大单元包括多组测点，每组测点分别包括N、COM、M端子，所述 多个N、COM、M端子以被测井为圆心分内、中、外三圈均勻分布以测试N-COM、M-COM之间的 电压。所述信号采集和放大单元包括24组测点，所述内、中、外三圈与被测井的距离分 别为70m、100m、150m，每组测点的采样频率为1MHz，采样方式为中断方式，采样通道数为2路。本专利技术具有积极的效果本专利技术的可控信号接收仪把伪随机编码控制技术应用到大地人工电位场测试中， 由大功率发射仪通过油/水井或地面电极向地层供入伪随机编码控制的方波电流，地面电 位通过本专利技术的可控信号接收仪进行同步测量，接收仪只接收具有与发射信号相同特征的 信号，这一特征信号在干扰信号中不会出现，从而根本上解决了仪器分辨率和精度问题，可 完成数据实时采集、实时处理，可随时产生动态图形和数据报表，并可现场查看和打印，极 大地方便了现场操作。附图说明图1为本专利技术能加载伪随机编码的可控信号接收仪的功能原理框图；图2为本专利技术一个具体实施例的中央控制器单元的功能框图；图3为图2实施例的中央控制器单元的详细电路图；图4为本专利技术一个具体实施例的信号采集和放大单元的详细电路图；图5为本专利技术一个具体实施例的滤波电路图；图6为本专利技术一个具体实施例的A/D转换电路图；图7a 图7c为本专利技术一个具体实施例的DSP处理系统图；图8为本专利技术一个具体实施例的通讯单元的详细电路图；图9为本专利技术一个具体实施例DDPI-EMR接收仪系统现场连接示意图。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术能加载伪随机编码的可控信号接收仪进行详细说明。但 是，本领域技术人员应该知晓的是，本专利技术不限于所列出的具体实施方式，只要符合本专利技术 的精神，都应该包括于本专利技术的保护范围内。首先请参考图1，为本专利技术的能加载伪随机编码的可控信号接收仪的功能原理框图；本专利技术的可控信号接收仪包括以下几个主要部分1、信号采集和放大单元110图1中只给出了一组测点的示意图，每组测点分别包括M、N两个输入端子以及一个COM端子，在实际应用中本专利技术的可控信号接收仪可连接多个测量单元，本说明书的 下文中如无特别说明则仅以一个测量单元为例描述本专利技术的原理和信号处理过程，特此说 明。请同时参见图4，图4为本专利技术一个具体实施例中的信号采集和放大单元的详细电路 图，油/水井或地面电极分别从图1中的M、N两个输入端送入测量信号，每个测量单元可以 对M、N两个输入端同时或分别进行测量，在一个具体实施例中，M、N两个输入端采用了铜电 极，当然，在其他实施例中也可采用其他种类电极，如铝等金属的电极。采集到的信号首先 由放大器传输给放大电路做放大处理，包括电荷放大、电压放大以及积分放大，图4中四个 芯片组成了这些放大电路。2、滤波单元120信号被放大处理后进行滤波，如图5所示，图5是本专利技术一个具体实施例的滤波电 路图，因这些都是本领域熟知的技术，故不再赘述。3、A/D 转换单元 130采用了地震仪系统中普遍采用的浮点增益控制及快速A/D转换技术的结合。浮 点增益控制能使各道信号都有足够的增益，使之在进行量化时都能占到模效转换器的高位 上；高速率A/D转换能保证高精度条件下有足够快的转换速度。在工作过程中，为保证测 量精度，仪器始终处于高速测量状态，以保证获得大量的数据。如图6所示是本专利技术一个具 体实施例中的具有高速A/D转换功能的详细电路图。从现场采集来的信号在A/D转换单元 130被转换成为数字信号。4、DSP 处理单元 140为了提高数据的处理速度和精度，本系统的分布式采集单元的核心器件采用的是 高速DSP (Digital Signal Processing，数字信号处理)芯片，它可以在低频范围对许多复 杂的测量分析达到实时处理。如图7a 7c所示为本专利技术一个具体实施例的DSP处理系统 图，DSP器件使用TMS320C2XX型为主体进行相关计算；DSP是通用的可编程的芯片，与单片 机比较，它更适合数字处理算法。在一个实施例中，数字信号处理系统140中还包括4M字 节(16位)SRAM高速存储器，可以完成数据量很大的实时计算处理。在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种能加载伪随机编码的可控信号接收仪，用于油田勘探开发过程中的电信号检测和接收，至少包括依次连接的信号采集和放大单元、滤波单元以及Ａ／Ｄ转换单元，其中所述信号采集和放大单元将采集到的现场信号放大后传输给所述滤波单元和所述Ａ／Ｄ转换单元进行处理；其特征是： 所述可控信号接收仪还包括：ＤＳＰ处理单元、通讯单元以及中央控制器单元，所述通讯单元连接于所述Ａ／Ｄ转换单元和所述中央控制器单元之间； 其中所述中央控制器单元产生伪随机编码并转化为电压变化信号，再通过所述通讯单元传输给所述ＤＳＰ处理单元，作为特征信号保存；另一方面，ＤＳＰ处理单元还接收所述Ａ／Ｄ转换单元处理后的现场信号，并与所述特征信号进行对比处理，处理的结果是只保留具有所述伪随机编码特征的现场信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张金成，刘延平，王爱国，吕军，魏建平，
申请(专利权)人：大港油田集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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