专利名称：一种井径测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及石油测井领域，特别涉及一种井径测量装置。
背景技术：
大庆油田测井公司目前使用的5700井径测井仪在125°C高温测井环境中，出现仪器无法正常工作的现象，通过恒温箱高温测试，确定5700井径测仪的线路设计及元器件选型不适合高温应用。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题在于提供一种井径测量装置，该装置通过对电路进行重新设计，改变了元器件的温度性能，满足了高温环境测井需要，为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种井径测量装置，所述井径测量装置包括第一电源电路、第二电源电路、推靠与测量切换电路、第一路井径恒流源电路、第二路井径恒流源电路和信号调理滤波电路，所述第一电源电路用于产生+12V电压，为所述第一路井径恒流源电路、所述第二路井径恒流源电路和所述信号调理滤波电路提供工作电源；所述第二电源电路用于产生-12V电压，为所述信号调理滤波电路提供工作电源；所述推靠与测量切换电路输入端接推靠电源，连接到井径X信号和井径Y信号；所述第一路井径恒流源电路对所述井径X信号进行转换和采集，获取第一电压信号；所述第二路井径恒流源电路对所述井径Y信号进行转换和采集，获取第二电压信号；所述信号调理滤波电路分别对所述第一电压信号和所述第二电压信号进行滤波、幅度调整输出第一采集信号和第二采集信号。所述第一电源电路包括第一整流电路和第一正电压调整器，来自变压器的交流15V通过所述第一整流电路的整流输入到所述第一正电压调整器的输入端，输出所述+12V电压；所述第二电源电路包括第二整流电路和第二正电压调整器，来自变压器的交流18V通过所述第二整流电路的整流输入到所述第二正电压调整器的输入端，输出所述-12V电压。所述第一正电压调整器和所述第二正电压调整器的型号为LM1084。所述第一路井径恒流源电路包括第一电压调整器，所述第一电压调整器对所述井径X信号进行转换和采集，获取第一电压信号；所述第二路井径恒流源电路包括第二电压调整器，所述第二电压调整器对所述井径Y信号进行转换和采集，获取第二电压信号。所述第一电压调整器和所述第二电压调整器的型号为LM317。所述信号调理滤波电路包括第一路巴特沃斯低通滤波器电路、第二路巴特沃斯低通滤波器电路、第一调整电路、第二调整电路、第一电压跟随器电路和第二电压跟随器电路，[0015]所述第一路巴特沃斯低通滤波器电路对所述第一电压信号进行滤波处理，获取第一滤波后信号；所述第二路巴特沃斯低通滤波器电路对所述第二电压信号进行滤波处理，获取第二滤波后信号；所述第一调整电路对所述第一滤波后信号进行幅度调整，得到第一调整信号；所述第二调整电路对所述第二滤波后信号进行幅度调整，得到第二调整信号；所述第一调整信号输入到所述第一电压跟随器电路，输出所述第一采集信号；所述第二调整信号输入到所述第二电压跟随器电路，输出所述第二采集信号。所述第一路巴特沃斯低通滤波器电路包括第一运算放大器、第七电容、第八电容、第四电阻和第五电阻，所述第一运算放大器的正极性端分别与所述第七电容的一端和所述第四电阻的一端相连，所述第七电容的另一端接地；所述第四电阻的另一端分别与所述第八电容的一端和所述第五电阻的一端相连，所述第八电容的另一端和所述第一运算放大器的输出端相连；所述第五电阻的另一端和所述第一路井径恒流源电路相连；所述第二路巴特沃斯低通滤波器电路包括第二运算放大器、第十一电容、第十二电容、第十电阻和第十一电阻，所述第二运算放大器的正极性端分别与所述第十一电容的一端和所述第十电阻的一端相连，所述第十一电容的另一端接地；所述第十电阻的另一端分别与所述第十二电容的一端和所述第十一电阻的一端相连，所述第十二电容的另一端和所述第二运算放大器的输出端相连；所述第十一电阻的另一端和所述第二路井径恒流源电路相连。所述第一调整电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻一端分别与所述第一电压跟随器电路的正极性端和所述第二电阻的一端相连，所述第一电阻另一端接地；所述第二电阻的另一端和所述第三电阻的一端相连，所述第三电阻的另一端和所述第一路巴特沃斯低通滤波器电路的输出端相连；所述第二调整电路包括第七电阻、第八电阻和第九电阻，所述第七电阻一端分别与所述第二电压跟随器电路的正极性端和所述第八电阻的一端相连，所述第七电阻另一端接地；所述第八电阻的另一端和所述第九电阻的一端相连，所述第九电阻的另一端和所述第二路巴特沃斯低通滤波器电路的输出端相连。所述第一电压跟随器电路和所述第二电压跟随器电路具体为运算放大器，型号为0P200。本实用新型提供的技术方案的有益效果是本实用新型提供了一种井径测量装置，该井径测量装置通过采用第一路井径恒流源电路、第二路井径恒流源电路全新恒流源设计，使得输出高精度电流1. 7mA士50uA ；满足了高温环境测井需要。
图1为本实用新型提供的一种井径测量装置的结构示意图；图2为本实用新型提供的电气连接框图；图3为本实用新型提供的THL201-P0WER电路原理图；图4为本实用新型提供的THL201-CAL电路原理图。附图中所列部件列表如下所示
5[0032]Dl 第一整流电路；D2 第二整流电路；Ul:第一正电压调整器；U2:第二正电压调整器；Kl:继电器；A、B为推靠电源；U3:第一电压调整器；U4:第二电压调整器；UlB 第一运算放大器；U3B 第二运算放大器；C7 第七电容；C8 第八电容；Cll 第十一电容；C12:第十二电容；Rl:第一电阻;R2 第二电阻；R3 第三电阻；R4:第四电阻;R5:第五电阻；R7 第五电阻；R8 第八电阻；R9 第九电阻；R10:第十电阻；Rll 第十一电阻。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。为了使得元器件满足高温环境测井需要，本实用新型实施例提供了一种井径测量装置，详见下文描述参见图1，一种井径测量装置，该井径测量装置可以由THL201-P0WER模块及THL201-CAL模块组成。THL201-P0WER模块主要产生工作所需要的电源及完成探头井径臂的推靠控制，由第一电源电路、第二电源电路、推靠与测量切换电路组成。THL201-CAL主要完成基准电流的产生，及井径信号的采集，由第一路井径恒流源电路、第二路井径恒流源电路和信号调理滤波电路组成，第一电源电路用于产生+12V电压，为第一路井径恒流源电路、第二路井径恒流源电路和信号调理滤波电路提供工作电源；第二电源电路用于产生-12V电压，为信号调理滤波电路提供工作电源；推靠与测量切换电路输入端接推靠电源，连接到井径X信号和井径Y信号；第一路井径恒流源电路对井径X信号进行转换和采集，获取第一电压信号；第二路井径恒流源电路对井径Y信号进行转换和采集，获取第二电压信号；信号调理滤波电路分别对第一电压信号和第二电压信号进行滤波、幅度调整输出第一采集信号和第二采集信号。其中，参见图2，第一电源电路包括第一整流电路Dl和第一正电压调整器U1，来自变压器的交流15V通过第一整流电路Dl的整流输入到第一正电压调整器Ul的输入端，输出+12V电压。第二电源电路包括第二整流电路D2和第二正电压调整器U2，来自变压器的交流18V通过第二整流电路D2的整流输入到第二正电压调整器U2的输入端，输出-12V电压。其中，由于变压器的两个输出绕组是独立的，为避免同名端接错，+12V和-12V电源均采用了正电压调整器。为了在高温环境下得到低压差、大电流输出的效果，本实用新型实施例中的第一正电压调整器Ul和第二正电压调整器U2的型号优选为LM1084，其中，LM1084具有良好的高温性能，在高温条件下可以达到低压差、大电流输出的效果。其中，参见图2，推靠与测量切换电路的推靠和信号输出通道共用上接头的1、3芯，切换功能由继电器Kl (本实用新型实施例中的继电器型号为JRC-023M)来实现。推靠时，仪器工作电源交流180伏断开，1、3芯的推靠电源通过继电器Kl的常闭端连接到电机。测井情况下，交流180伏连接，此时继电器Kl的常开端连接到井径X信号和井径Y信号，此时将井径X信号和井径Y信号提供给采集电路进行采集。推靠电源A、推靠电源B为提供给电机的工作电源。其中，参见图3，第一路井径恒流源电路包括第一电压调整器U3，第二路井径恒流源电路包括第二电压调整器U4，第一电压调整器U3对井径X信号进行转换和采集，获取第一电压信号；第二电压调整器U4对井径Y信号进行转换和采集，获取第二电压信号。图3中的井径X信号为通过推靠与测量切换电路中的测量切换电路提供的来自X井径电位器的信号，井径Y信号为通过推靠与测量切换电路中的测量切换电路提供的来自Y井径电位器的信号(参见图2)。其中，为了满足高温环境精确小电流输出，本实用新型实施例中的第一电压调整器U3和第二电压调整器U4的型号优选为LM317，LM317具有良好的高温性能，输出小电流，温漂较小。按照图3中的参数，两路井径恒流源电路产生的电流的标准值为1. 7mA,由于测井前需要对井径仪器进行刻度，因此，两路井径恒流源电路的重要指标不是精度误差，而是温度漂移误差，应不大于200PPM。两路井径恒流源电路在推靠与测量切换电路中的测量切换电路Kl切换到常开端时，提供恒流给井径电位器，完成井径X信号和井径Y信号的转换、采集。参见图3，信号调理滤波电路包括第一路巴特沃斯低通滤波器电路、第二路巴特沃斯低通滤波器电路、第一调整电路、第二调整电路、第一电压跟随器电路和第二电压跟随器电路，第一路巴特沃斯低通滤波器电路对第一电压信号进行滤波处理，获取第一滤波后信号；第二路巴特沃斯低通滤波器电路对第二电压信号进行滤波处理，获取第二滤波后信号；第一调整电路对第一滤波后信号进行幅度调整，第二调整电路对第二滤波后信号进行幅度调整；二路幅度调整后的信号分别输入到第一电压跟随器电路和第二电压跟随器电路，输出第一采集信号和第二采集信号。其中，第一路巴特沃斯低通滤波器电路包括第一运算放大器U1B、第七电容C7、第八电容C8、第四电阻R4和第五电阻R5，第一运算放大器UlB的正极性端分别与第七电容C7的一端和第四电阻R4的一端相连，第七电容C7的另一端接地；第四电阻R4的另一端分别与第八电容C8的一端和第五电阻R5的一端相连，第八电容C8的另一端和第一运算放大器UlB的输出端相连；第五电阻R5的另一端和第一路井径恒流源电路相连。其中，第二路巴特沃斯低通滤波器电路包括第二运算放大器U3B、第十一电容C11、第十二电容C12、第十电阻RlO和第i^一电阻R11，第二运算放大器U3B的正极性端分别与第十一电容Cll的一端和第十电阻RlO的一端相连，第十一电容Cll的另一端接地；第十电阻RlO的另一端分别与第十二电容C12的一端和第十一电阻Rll的一端相连，第十二电容C12的另一端和第二运算放大器U3B的输出端相连；第十一电阻Rll的另一端和第二路井径恒流源电路相连。其中，本实用新型实施例优选第七电容C7和第i^一电容Cll的型号为3300PF积层陶瓷电容、第八电容C8和第十二电容C12的型号为0. OluF积层陶瓷电容、第四电阻R4和第十电阻RlO的型号为27K高温精密电阻、第五电阻R5和第i^一电阻Rll的型号为7. 15K高温精密电阻，截止频率为2Khz。通过第一路巴特沃斯低通滤波器电路和第二路巴特沃斯低通滤波器电路对两路电压信号进行低通滤波，以滤除噪声、干扰信号和抖动信号，得到两路滤波后的信号。其中，第一调整电路包括第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3，第一电阻一端分别与第一电压跟随器电路的正极性端和第二电阻R2的一端相连，第一电阻另一端接地；第二电阻R2的另一端和第三电阻的一端相连，第三电阻的另一端和第一路巴特沃斯低通滤波器电路的输出端相连。其中，第二调整电路包括第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9，第七电阻一端分别与第二电压跟随器电路的正极性端和第八电阻R8的一端相连，第七电阻另一端接地；第八电阻R8的另一端和第九电阻的一端相连，第九电阻的另一端和第二路巴特沃斯低通滤波器电路的输出端相连。其中，本实用新型实施例优选第一电阻R1、第七电阻R7、第三电阻R3和第九电阻R9的型号为10K，第二电阻R2和第八电阻R8的型号为I。其中，第一电压跟随器电路和第二电压跟随器电路分别为运算放大器，本实用实施例中的型号优选为0P200，通过第一电压跟随器电路和第二电压跟随器电路减小了输出电阻，提高了带负载能力。综上所述，本实用新型实施例提供了一种井径测量装置，该井径测量装置通过采用第一路井径恒流源电路、第二路井径恒流源电路全新恒流源设计，使得输出高精度电流1. 7mA士50uA ；满足了高温环境测井需要。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种井径测量装置，其特征在于，所述井径测量装置包括第一电源电路、第二电源电路、推靠与测量切换电路、第一路井径恒流源电路、第二路井径恒流源电路和信号调理滤波电路，所述第一电源电路用于产生+12V电压，为所述第一路井径恒流源电路、所述第二路井径恒流源电路和所述信号调理滤波电路提供工作电源；所述第二电源电路用于产生-12V电压，为所述信号调理滤波电路提供工作电源；所述推靠与测量切换电路输入端接推靠电源，连接到井径X信号和井径Y信号；所述第一路井径恒流源电路对所述井径X信号进行转换和采集，获取第一电压信号；所述第二路井径恒流源电路对所述井径Y信号进行转换和采集，获取第二电压信号；所述信号调理滤波电路分别对所述第一电压信号和所述第二电压信号进行滤波、幅度调整输出第一采集信号和第二采集信号。
2.根据权利要求1所述的井径测量装置，其特征在于，所述第一电源电路包括第一整流电路和第一正电压调整器，来自变压器的交流15V通过所述第一整流电路的整流输入到所述第一正电压调整器的输入端，输出所述+12V电压；所述第二电源电路包括第二整流电路和第二正电压调整器，来自变压器的交流18V通过所述第二整流电路的整流输入到所述第二正电压调整器的输入端，输出所述-12V电压。
3.根据权利要求2所述的井径测量装置，其特征在于，所述第一正电压调整器和所述第二正电压调整器的型号为LM1084。
4.根据权利要求1所述的井径测量装置，其特征在于，所述第一路井径恒流源电路包括第一电压调整器，所述第一电压调整器对所述井径X信号进行转换和采集，获取第一电压信号；所述第二路井径恒流源电路包括第二电压调整器，所述第二电压调整器对所述井径Y信号进行转换和采集，获取第二电压信号。
5.根据权利要求4所述的井径测量装置，其特征在于，所述第一电压调整器和所述第二电压调整器的型号为LM317。
6.根据权利要求1所述的井径测量装置，其特征在于，所述信号调理滤波电路包括第一路巴特沃斯低通滤波器电路、第二路巴特沃斯低通滤波器电路、第一调整电路、第二调整电路、第一电压跟随器电路和第二电压跟随器电路，所述第一路巴特沃斯低通滤波器电路对所述第一电压信号进行滤波处理，获取第一滤波后信号；所述第二路巴特沃斯低通滤波器电路对所述第二电压信号进行滤波处理，获取第二滤波后信号；所述第一调整电路对所述第一滤波后信号进行幅度调整，得到第一调整信号；所述第二调整电路对所述第二滤波后信号进行幅度调整，得到第二调整信号；所述第一调整信号输入到所述第一电压跟随器电路，输出所述第一采集信号；所述第二调整信号输入到所述第二电压跟随器电路，输出所述第二采集信号。
7.根据权利要求6所述的井径测量装置，其特征在于，所述第一路巴特沃斯低通滤波器电路包括第一运算放大器、第七电容、第八电容、第四电阻和第五电阻，所述第一运算放大器的正极性端分别与所述第七电容的一端和所述第四电阻的一端相连，所述第七电容的另一端接地；所述第四电阻的另一端分别与所述第八电容的一端和所述第五电阻的一端相连，所述第八电容的另一端和所述第一运算放大器的输出端相连；所述第五电阻的另一端和所述第一路井径恒流源电路相连；所述第二路巴特沃斯低通滤波器电路包括第二运算放大器、第十一电容、第十二电容、第十电阻和第十一电阻，所述第二运算放大器的正极性端分别与所述第十一电容的一端和所述第十电阻的一端相连，所述第十一电容的另一端接地；所述第十电阻的另一端分别与所述第十二电容的一端和所述第十一电阻的一端相连，所述第十二电容的另一端和所述第二运算放大器的输出端相连；所述第十一电阻的另一端和所述第二路井径恒流源电路相连。
8.根据权利要求6所述的井径测量装置，其特征在于，所述第一调整电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻一端分别与所述第一电压跟随器电路的正极性端和所述第二电阻的一端相连，所述第一电阻另一端接地；所述第二电阻的另一端和所述第三电阻的一端相连，所述第三电阻的另一端和所述第一路巴特沃斯低通滤波器电路的输出端相连；所述第二调整电路包括第七电阻、第八电阻和第九电阻，所述第七电阻一端分别与所述第二电压跟随器电路的正极性端和所述第八电阻的一端相连，所述第七电阻另一端接地；所述第八电阻的另一端和所述第九电阻的一端相连，所述第九电阻的另一端和所述第二路巴特沃斯低通滤波器电路的输出端相连。
9.根据权利要求6所述的井径测量装置，其特征在于，所述第一电压跟随器电路和所述第二电压跟随器电路具体为运算放大器，型号为0P200。
专利摘要本实用新型公开了一种井径测量装置，涉及石油测井领域，第一电源电路用于产生+12V电压，为第一路井径恒流源电路、第二路井径恒流源电路和信号调理滤波电路提供工作电源；第二电源电路用于产生-12V电压，为信号调理滤波电路提供工作电源；推靠与测量切换电路输入端接推靠电源，连接到井径X信号和井径Y信号；第一路井径恒流源电路对井径X信号进行转换和采集，获取第一电压信号；第二路井径恒流源电路对井径Y信号进行转换和采集，获取第二电压信号；信号调理滤波电路分别对第一电压信号和第二电压信号进行滤波、幅度调整输出第一采集信号和第二采集信号。该井径测量装置输出高精度电流1.7mA±50uA，满足了高温环境测井需要。
文档编号E21B47/085GK202325488SQ20112044349
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者罗乃峰 申请人:天津市泰华科技有限公司