聲波模擬探頭的製作方法

2023-12-11 15:21:27 1

專利名稱：聲波模擬探頭的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於模擬高解析度測井儀在井下測井時接受到地層滑行縱波情況的一種有刻度裝置的聲波模擬探頭。
背景技術：
高解析度聲波測井儀是油田完井測井的必測項目，它在油田測井生產中擔負著非常重要的作用。但長期以來，該儀器的檢修都必須要通過下井，才能判斷該儀器的檢修好，其原因只有通過下井，才能給儀器提供刻度校檢信號。這種方法一是不利於儀器的地面檢修，造成儀器重複下井、檢修，嚴重影響了聲波儀器的檢修效率；二是該方法在井場實施非常困難，費時費力，增加成本。
(三)實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對背景技術中存在的問題，而提供一種能在地面給儀器提供刻度檢驗信號的聲波模擬探頭。
本實用新型解決其問題可通過如下技術方案來達到在該測井儀器電路下端的同步信號輸出電路上串聯一隻反相比例運算放大器和一隻反相器組成同步預處理電路，在其一放大器的兩個輸入端各接限流電阻，同時並聯電阻；在運算放大器輸出端上並聯五隻單穩態觸發器組成聲波信號選通門電路，在每隻單穩態觸發器的控制端上各接電阻、電容；在第五隻單穩態觸發支路上串聯兩隻計數器、三隻六反相器和並聯晶振器組成的信號發生器電路，並在並聯電路上接電阻；這五隻單穩態能發器(74LS123)的輸出端與信號發生器電路的輸出端同時接到與非門的輸入端組成聲波信號形成電路；在每隻與非門的輸出端上各通過電阻接有四運放、變壓器組成信號輸出電路，每隻四運放與每隻變壓器之間各串聯電阻、電容；以上電路構成迴路。
以上電路根據高解析度聲波測井原理而設計的，高解析度聲波測井儀的聲系部分包括一個發射探頭和四個接收探頭，其測井原理見圖1，首先儀器的同步電路和電源電路分別給儀器的發射電路提供同步信號和直流電壓，發射電路在同步信號和直流電壓的作用下產生周期性的交流高壓，該高壓加在發射探頭上，使其發射聲波，聲波經井液在壁的表面產生滑行縱波，滑行縱波沿井壁傳播一定距離後，經井液被四個接收探頭依次接收，接收探頭將所接收到的聲信號轉換成電信號送往儀器的信號處理電路，再經電纜送往地面處理成時差(聲速越快時差越小)。井壁的巖性不同，聲波在其中的傳播速度會不同，那麼地面所得到的時差也就不同，將時差(或聲速)和井壁的巖性建立一個關係後，就可以通過所測到的時差來確定井壁的巖性。通過以上分析以及對高解析度聲波測井儀機械和電路的考察，再考慮到現場維修的方便性，我們決定將圖1中的虛線部分作為聲波模擬探頭的功能範圍。則其功能也就清晰可見了，即接受同步電路和電源電路的同步信號和直流電壓，輸出四道能產生一定時差的聲波模擬信號。
本實用新型與背景技術相比具有如下有益效果聲波模擬探頭是模擬高解析度聲波測井儀探頭在井下測井時接收到地層滑行縱波情況的一種刻度校驗裝置，該裝置的開發與研製將解決以往聲波儀器只能在井下才能判斷好壞的傳統方法，為在地面進行電路檢修提供了極大的方便。


附圖1是高分辨聲波測井儀原理框圖；附圖2是高分辨聲波測井儀電源電路框圖；附圖3是聲波模擬探頭電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例將對本實用新型作進一步說明由圖3所示，利用高分辨聲波測井儀的電源電路的直流電壓為該裝置提供電源，在該測井儀器電路下端的同步信號輸出電路上串聯一隻反相比例運算放大器LF347和一隻互相器74LS04組成同步預處理電路，在其一放大器LF347的兩個輸入端各接限流電阻(R1，R3)，同時並聯電阻R2；在運算放大器74LS04輸出端上並聯五隻單穩態觸發器74LS123組成聲波信號選通門電路，在每隻單穩態觸發器的控制端上各接電阻、電容(R4，C1；R5，C2；R6，C3；R7，C4；R8，C5)；在第五隻單穩態觸發(74LS123，R8，C5)支路上串聯兩隻計數器74LS163、三隻六反相器74LS04和並聯晶振器CRYSTAL組成的信號發生器電路，並在並聯電路上接電阻(R26，R27)；這五隻單框態能發器74LS123的輸出端與信號發生器電路的輸出端同時接到與解門74LS10的輸入端組成聲波信號形成電路；在每隻與非門74LS10的輸出端上各通過電阻(R10，R14，R18，R22)接有四運放LF347、變壓器(T1，T2，T3，T4)組成信號輸出電路，每隻四運放(LF347)與每隻變壓器之間各串聯電阻、電容(R12，C7；R16，C8；R20，C9；R24，C10)；以上電路構成迴路。
此電路借鑑高解析度聲波測井儀的電源電路如圖2。由儀電源電路送來的直流電壓，經逆變電源轉變為800HZ左右的交流電壓，再經變壓器降壓、整流、濾波、穩壓，最後就得到了電路的工作電壓。本裝置的工作電壓為±15V和+5V。
考慮到該儀器的最後出勤必須要在刻度井(鋼套管)中校驗，所以我們以儀器在刻度井中時的環境狀況為標準，對聲波模擬探頭的輸入和輸出進行了測量，見表1和表2，以此作為該裝置電路設計最終要達到的技術要求。其中L為高解析度聲波測井儀的間距，L＝0.156米，代入上式，可得Δt＝188us/米，而實際此時記錄的地面時差顯示為188us/米，兩者有誤這是測量誤差所造成的。因為兩者誤差很小，所以我們的實際測量結果可以使用。
表1聲波模擬探頭輸入出測量
表2聲波模擬探頭輸出測量表
權利要求一種涉及模擬高解析度聲波測井儀的聲波模擬探頭，利用高分辨聲波測井儀的電源電路的直流電壓為該裝置提供電源，其特徵在於a、在該測井儀器電路下端的同步信號輸出電路上串聯一隻反相比例運算放大器(LF347)和一隻反相器(74LS04)組成同步預處理電路，在其一放大器(LF347)的兩個輸入端各接限流電阻(R1，R3)，同時並聯電阻(R2)；b、在運算放大器(74LS04)輸出端上並聯五隻單穩態觸發器(74LS123)組成聲波信號選通門電路，在每隻單穩態觸發器的控制端上各接電阻、電容(R4，C1；R5，C2；R6，C3；R7，C4；R8，C5)；c、在第五隻單穩態觸發(74LS123，R8，C5)支路上串聯兩隻計數器(74LS163)、三隻六反相器(74LS04)和並聯晶振器(CRYSTAL)組成的信號發生器電路，並在並聯電路上接電阻(R26，R27)；d、這五隻單穩態能發器(74LS123)的輸出端與信號發生器電路的輸出端同時接到與非門(74LS10)的輸入端組成聲波信號形成電路；e、在每隻與非門(74LS10)的輸出端上各通過電阻(R10，R14，R18，R22)接有四運放(LF347)、變壓器(T1，T2，T3，T4)組成信號輸出電路，每隻四運放(LF347)與每隻變壓器之間各串聯電阻、電容(R12，C7；R16，C8；R20，C9；R24，C10)；以上電路構成迴路。
專利摘要本實用新型模擬高解析度聲波測井儀探頭在井下工作情況的聲波模擬探頭，由串聯兩隻反相比例運算放大器(LF347，74LS04)組成同步預處理電路；在(74LS04)輸出端上並聯五隻單穩態觸發器(74LS123)組成聲波信號選通門電路；在第五隻(74LS123，R
文檔編號G01V1/40GK2570808SQ0225683
公開日2003年9月3日 申請日期2002年9月28日 優先權日2002年9月28日
發明者辜志剛 申請人:大慶石油管理局