一種用於水平井隨鑽探層測距雷達的信號處理裝置的製作方法

2023-08-04 13:23:11

專利名稱：一種用於水平井隨鑽探層測距雷達的信號處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於地質勘探領域，具體涉及一種用於水平井隨鑽探層測距雷達的信號處
理裝置。
背景技術：
隨著石油工業的不斷發展和油氣勘探開發難度的不斷增大，石油勘探開發工業已逐漸轉向開發規模小、油氣層薄、物性差、非均質性強的油氣藏，定向井、水平井等特殊工藝井的應用逐年增多。在這些特殊工藝井的施工過程中，需要及時掌握鑽頭所鑽穿的巖層特性，快速準確找到儲集層，從而指導施工人員控制鑽頭始終穿行在儲層中，以便最大限度地提高採收率。為保證鑽頭始終在儲層中鑽進，就需隨鑽測量儲層的上下邊界面，保證鑽頭處於儲層中的最佳位置。但是，在實際鑽進中，由於現有檢測工具的局限性，經常出現鑽頭鑽穿儲層，或者不能保持在儲層中的最佳位置，影響了儲層的鑽遇率和油氣等資源的採收率。為保證探層測距雷達有足夠的測量精度，要求發射的電磁波信號的波長儘可能短。若精度定為IOcm,則發射信號的波長λ ≤ 40cm,再由電磁波在地層中傳播速度
l≈108m/s，根據
權利要求
1.一種水平井隨鑽探層測距雷達的信號處理裝置，其特徵在於:所述裝置的主體包括:高速A/D採樣單元、數位訊號處理單元DSP和FPGA，以及高速同步存儲器SDRAM ;所述的高速A/D採樣單元，與接收天線和前置放大器組成的回波接收單元相連，對高頻回波信號進行採樣，A/D採樣單元的採樣頻率fs彡600MHz ο
2.根據權利要求1所述的信號處理裝置，其特徵在於:所述的數位訊號處理單元FPGA與高速A/D採樣單元相連，對採樣後的信號進行預處理，進行簡單的算法處理，所述算法處理包括傅立葉變換；所述的數位訊號處理單元FPGA內部邏輯控制單元與上位機ARM相連，等待ARM指令控制A/D採樣單元的開啟與關閉，所述邏輯控制單元同時與DSP相連，用於中斷DSP信號，給DSP反饋信息；地址總線、數據總線和控制總線與DSP相連，進行並行通信，將預處理後的數據存入RAM中，供DSP進行調用。
3.根據權利要求1所述的信號處理裝置，其特徵在於:所述的數位訊號處理單元DSP與數位訊號處理單元FPGA相連，數據總線和地址總線與數位訊號處理單元FPGA的RAM相連，進行並行通信，控制總線控制FPGA，進行協同工作，調用FPGA預處理後的數據，通過一系列算法進一步提取出回波信號的時域和頻域上的特徵信息，最後經過算法計算得到天線所在平面與儲層的上下邊界面得到距離信息；所述的數位訊號處理單元DSP與高速同步存儲器SDRAM相連，其中DSP與SDRAM間傳輸方式為Ping_pong雙緩存方式，實現在進行EDMA對數據進行搬移的過程中不影響CPU對數據的處理，所述的數位訊號處理單元DSP與上位機ARM相連，向上位機傳送處理得到的儲層上下界面距離數據。
4.根據權利要求1所述的信號處理裝置，其特徵在於:所述的高速同步存儲器SDRAM與DSP相連，用以存儲DSP在運算過程中的緩衝數據，以及存儲運算後的結果。
全文摘要
本發明是一種用於水平井隨鑽探層測距雷達的信號處理裝置。在井下隨鑽過程中，該信號處理裝置可以實現對高頻電磁波信號進行實時採集並處理，將處理得到的回波信號的時域及頻域的特徵信息進行相關解算，計算得到工具面與儲層的頂面和底面的距離，再可以通過絕緣偶極子發射單元將計算的距離數據通過無線電磁信道傳輸到地面。主要適用於隨鑽過程中油層、煤層、及其它儲層的層厚探測，在隨鑽過程中，實時對接收到的電磁波高頻信號進行採樣及處理，是水平井隨鑽探層測距雷達的核心技術之一。
文檔編號G01S7/02GK103195407SQ20131012810
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月12日 優先權日2013年4月12日
發明者滕鑫淼, 盛利民, 李林, 竇修榮, 張明寶, 石榮 申請人:中國石油集團鑽井工程技術研究院