一种声波变密度测井仪标定控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种声波变密度测井仪标定控制器，包括电源模块(1)、主控模块(2)和发射探头(3)，所述主控模块(2)包括依次电连接的声波发射逻辑模拟器(201)、声波信号检测模块(202)、声波发射逻辑控制模块(203)、驱动激发模块(204)，所述电源模块为主控模块(2)供电，驱动激发模块(204)与发射探头电连接；本实用新型采用F系列单片机和可编程逻辑器件作为控制核心，采用声场同步方式，设计声波逻辑发射控制电路，利用变密度测井仪器对应的地面系统采集3ft探头和5ft探头的响应，通过采集的波列数据计算出刻度系数，该标定控制器具有适应性强、集成度高、一致性好、故障定位快等特点。
【专利说明】
一种声波变密度测井仪标定控制器
技术领域
[0001]本实用新型涉及控制领域，特别是涉及一种声波变密度测井仪标定控制器。
【背景技术】
[0002]在石油钻采领域，固井是钻井工程的重要环节之一，固井质量是保证油气井寿命，提高采收以及合理开发油气资源的关键技术之一。目前，利用声波变密度测井仪进行测量，是固井质量评价的重要手段。声波变密度测井仪的声系由一个发射探头和两个接收探头组成，源距分别是3ft(近探头)、5ft(远探头)，3ft探头接收沿套管滑行的套管波，测量套管波的首波幅度，用于评价套管与水泥环之间(第一界面)的水泥胶结情况。5ft探头接收地层反射的全波列，测量地层波的全波列，用于评价水泥环与地层(第二界面)的水泥胶结情况，综合反映一界面和二界面的胶结质量。在实际工程中，由于套管直径、管壁厚，水泥浆密度，水泥环厚度，岩性，井液以及管柱的差异性等因素的影响，声波变密度测井仪探头响应的一致性标定对固井质量的评价尤为重要。
[0003]在标定过程中，测井仪的声系与标定仪的发射器组成一个有对称结构的声系，测井仪发射器是声波变密度仪器的发射探头，标定仪发射器是一致性标定装置的发射探头，在地面采集系统控制下按照采集系统的时序激发频率为20KHz?200KHz的声波信号。在测井仪发射声波时，采集3ft探头数据为声波变密度仪器近探头数据，5ft探头为声波变密度仪器远探头;在标定仪发射声波时，采集3ft探头为远探头数据，采集5ft探头为近探头数据。由于同步需要，标定仪需要检测测井仪发出的声波信号，并进行整形作为启动控制信号，驱动激发电路，实现标定仪发射器的发射，而且由于施工环境的因素，要求标定仪控制器要具备适应性强、标定一致性好，故障定位快等特点。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种声波变密度测井仪标定控制器，采用可编程逻辑器件作为控制核心，采用声场同步方式，设计声波逻辑发射控制电路，利用变密度测井仪器对应的地面系统采集3ft探头和5ft探头的响应，通过采集的波列数据计算出刻度系数。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是:
[0006]—种声波变密度测井仪标定控制器，电源模块、主控模块和发射探头，所述主控模块包括依次电连接的声波发射逻辑模拟器、声波信号检测模块、声波发射逻辑控制模块、驱动激发模块，所述电源模块分别给声波发射逻辑模拟器、声波信号检测模块、声波发射逻辑控制模块、驱动激发模块供电，驱动激发模块与发射探头电连接；
[0007]所述声波发射逻辑模拟器每隔20ms?10ms发出一组声波发射逻辑，用于为标定控制器提供模拟发射逻辑，模拟地面采集控制系统下发的逻辑命令；
[0008]所述声波信号检测模块用来接收声波发射逻辑模拟器或待标定声波变密度测井仪器发射器发射的声波；
[0009]所述声波发射逻辑控制模块根据接收的声波信号，产生一个脉宽为5us?25us的发射控制信号，经过变压器耦合后接至驱动激发模块；
[0010]所述驱动激发模块用于在发射控制信号的作用下，产生高压脉冲驱动发射探头发出声波信号。
[0011 ]作为优选，所述电源模块包括一个低压直流输出模块和一个高压直流输出模块，电源模块输入220V交流电压，通过低压直流输出模块输出4路低压直流电压，分别为声波发射逻辑模拟器、声波信号检测模块、声波发射逻辑控制模块、驱动激发模块提供工作电源，通过高压直流输出模块为驱动激发模块中的发射电路供电。
[0012]作为优选，所述主控模块采用F系列高速单片机和可编程逻辑器件实现。
[0013]本实用新型的有益效果是:
[0014]1、适应性强。采用声波同步方式，无需从待标定仪器的电路上取声波逻辑，实现与待标定仪器的非物理连接，极大地方便了现场的使用，提高了标定控制器的适应性。
[0015]2、集成度高。采用F系列高速单片机和可编程逻辑器件，实现了硬件软化，极大地提高了控制器的集成度。
[0016]3、一致性好。采用多档位电压连续激发，实现参数拟合，有效提高了一致性。
[0017]4、故障定位快。采用自设声波逻辑模拟器，实现控制器的自检功能，极大地方便了现场调试和维修。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型实施例的结构示意图。
[0019]图中所示:1.电源模块，2.控制模块，3.发射探头，11.低压直流输出模块，102.高压直流输出模块，201.声波发射逻辑模拟器，202.声波信号检测模块，203.声波发射逻辑控制模块，204.驱动激发模块
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0021]为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0022]参见图1，该图为本发明实施例提供的一种声波变密度测井仪标定控制器，包括电源模块1、主控模块2和发射探头3，所述主控模块2包括依次电连接的声波发射逻辑模拟器201、声波信号检测模块202、声波发射逻辑控制模块203、驱动激发模块204，所述电源模块分别给声波发射逻辑模拟器201、声波信号检测模块202、声波发射逻辑控制模块203、驱动激发模快204供电，驱动激发模块204与发射探头电连接。
[0023]电源模块输入220￥的交流电压，输出12￥、5￥、3.3￥、-12￥的低压直流电压，同时输出一路0-400V连续可调的高压直流电压，低压直流电压给标定控制器提供电源，高压直流电压给发射电路供电。声波发射逻辑模拟器每隔50ms发出一组声波发射逻辑，为标定控制器提供模拟发射逻辑，模拟地面采集控制系统下发的逻辑命令，可以用作测试探头一致性标定控制器的发射源，方便控制器的保养与维修;声波信号检测模块用来接收声波发射逻辑模拟器或待标定声波变密度测井仪器发射器发射的声波，屏蔽罩内嵌的声波探头输出信号接至声波信号检测模块，对输入信号进行滤波、放大和整形，变成一组脉冲信号；声波发射逻辑控制模块根据接收的声波信号，产生一个脉宽为25us的发射控制信号;25us的发射控制信号经过变压器耦合后接至驱动激发模块，驱动激发模块在发射控制信号的作用下，将电容高压储存的能量通过发射探头瞬间释放，产生2000V的高压脉冲驱动发射探头发出20KHz的声波信号。
[0024]说明书中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。本实施例仅用于说明该实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，本领域技术人员对于本实用新型所做的等价置换等修改均认为是落入该实用新型权利要求书所保护范围内。
【主权项】
1.一种声波变密度测井仪标定控制器，其特征在于:包括电源模块(I)、主控模块(2)和发射探头(3)，所述主控模块(2)包括依次电连接的声波发射逻辑模拟器(201)、声波信号检测模块(202)、声波发射逻辑控制模块(203)、驱动激发模块(204)，所述电源模块分别给声波发射逻辑模拟器(201)、声波信号检测模块(202)、声波发射逻辑控制模块(203)、驱动激发模块(204)供电，驱动激发模块(204)与发射探头电连接； 所述声波发射逻辑模拟器(201)每隔20ms?10ms发出一组声波发射逻辑，用于为标定控制器提供模拟发射逻辑，模拟地面采集控制系统下发的逻辑命令； 所述声波信号检测模块(202)用来接收声波发射逻辑模拟器或待标定声波变密度测井仪器发射器发射的声波； 所述声波发射逻辑控制模块(203)根据接收的声波信号，产生一个脉宽为5us?25us的发射控制信号，经过变压器耦合后接至驱动激发模块(204); 所述驱动激发模块(204)用于在发射控制信号的作用下，产生高压脉冲驱动发射探头发出声波信号。2.根据权利要求1所述一种声波变密度测井仪标定控制器，其特征在于:所述电源模块(1)包括一个低压直流输出模块(IOI)和一个高压直流输出模块(I 02 )，电源模块(I)输入220V交流电压，通过低压直流输出模块(101)输出4路低压直流电压，分别为声波发射逻辑模拟器(201)、声波信号检测模块(202)、声波发射逻辑控制模块(203)、驱动激发模块(204)提供工作电源，通过高压直流输出模块(102)为驱动激发模块(204)中的发射电路供电。3.根据权利要求1所述一种声波变密度测井仪标定控制器，其特征在于:所述主控模块(2)采用F系列高速单片机和可编程逻辑器件实现。
【文档编号】E21B47/005GK205638428SQ201620367827
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】吴爱平, 付青青
【申请人】长江大学