震电信号天线接收系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于震电测井技术领域，具体为震电信号天线接收系统。
【背景技术】
[0002]震电效应用于油气勘探是一种非常有潜力的测井新方法。震电测井的实际应用将在油气层识别，特别是疑难油气层判别方面提供新的手段。但国内外对震电测井方法的研究目前多集中于理论数值研究和岩石物理实验研究，尚未见到能实际应用于现场测井的震电测井仪器，也未能见到直接针对震电测井探测器的研究成果，因而无法获得井下地层真实的震电信号，这就制约了理论研究的进一步发展。
[0003]另外，就目前的岩石物理实验研究而言，接收天线一般采用单根单极子天线来接收震电信号；由于震电信号的产生，需要特定振动源提供激励。目前的振动源一般为两种:一种是声电换能器，利用电信号激励声电换能器产生声波的震动，能提供频率比较高的震动；另外一种是利用电激励某种直接产生机械震动的装置，震动的频率一般只能有几十Hz ;但在上述两种方法中，在电信号进行激励的过程中，都无法避免地产生额外的电磁辐射。单极子形式的接收天线极易接收到激励的电磁辐射，而且这种电磁辐射具有一定的时间长度，幅度也比震电信号大很多，所激励出来的震电信号有可能被这个强干扰源所覆盖，导致无法接受到真实震电信号。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种震电信号天线接收系统，用于克服接收信号中激励源辐射的干扰问题。本发明的技术方案为:
[0005]震电信号天线接收系统，其特征在于，包括接收天线模块和差分接收模块；
[0006]接收天线模块包括多组接收天线对，每组接收天线对包括两个水平设置的单元天线，每个单元天线均垂直固定于底板表面，且与同轴线连接；
[0007]差分接收模块由多个差分放大器组成，差分放大器数量与接收天线对组数相同；每组接收天线对中的两个单元天线通过同轴线将信号传输到对应的差分放大器，分别连接到差分输入的正负极。
[0008]优选的，所述单元天线为直线型单极子形式或折线性单极子天线，则相应底板采用金属底板。
[0009]所述差分放大器置于金属屏蔽盒中。
[0010]本发明中，单元天线接收到的信号包括激励源辐射信号和震电信号，但同一组的两各单元天线水平位置基本相同，接收到的激励源辐射信号的幅度和相位基本一样，分别输入差分放大器的正负极后，激励源辐射信号作为一种共模信号，绝大部分得到消除；同时，震电信号作为差模信号得以保存。本发明中采用对组接收天线对结构，多路差分放大器输出信号经过运算得到最终的震电信号。
[0011]综上，本发明提供一种震电信号天线接收系统，能够有效克服接收信号中激励源辐射的干扰，准确得到真实的震电信号。
【附图说明】
[0012]图1为实施例中接收天线模块的天线阵列示意图。
[0013]图2为实施例中震电信号天线接收系统示意图。
[0014]图3为实施例中差分接收模块差分接收示意图。
[0015]图4为实施例中实验井筒模型。
[0016]图5为实施例中单根单极子天线接收信号波形图。
[0017]图6为实施例中本发明震电信号天线接收系统接收信号波形图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0019]本实施例中，震电信号天线接收系统，包括接收天线模块和差分接收模块；
[0020]接收天线模块:此模块包括天线阵列，金属底板，以及传输信号的同轴线，如图1所示，天线阵列一共有4组共8根单极子天线，水平方向相邻的两根天线构成一组接收天线对(一路差分信号)，4组天线对组成4路信号；每根天线都固定在金属底板上，同轴线的内芯伸出部分作为单极子天线，同轴线的外芯连接金属底板；天线底部的空间打成通孔，同轴线的一端通过通孔连接天线，另外一端连接到差分放大器的输入端；通孔中同轴线采用胶水进行固定；
[0021]差分接收模块包括4个分别置于金属屏蔽盒内的差分放大器，每个差分放大器与一组接收天线对对应连接。
[0022]同时，如图2所示，仅仅采用直线型单极子天线进行接收，天线与井内壁接触面积比较小，难以接收到较强的震电信号；为了增大天线与井壁的接收面积，可以采用折线性的单极子天线的结构进行接收，如图3所示。
[0023]单极子天线接收到信号之后，通过同轴线传输，传输到位于金属屏蔽盒内部差分运算放大器，如图4所示，选取了其中一组天线来说明:天线接收到的信号包括直接辐射的信号和震电信号。总所周知，差分运算放大器有消除共模信号，放大差模信号的功能。由于同一组的两根天线位置基本上相同，其接受到的直接辐射的信号的幅度和相位基本一样，经过如下图的差分放大器，直接辐射的信号作为一种共模信号，大部分得到消除。而其中的震电信号，产生的条件比较复杂，幅度和相位很难做到完全一致，所以，震电信号作为差模ig号得以保存。
[0024]天线模块和差分放大器在组合的过程中，差分放大器放置于金属防水屏蔽盒子之中，天线模块与防水盒子之间的距离应该尽可能地短，这样，信号在天线以及同轴线上传输的距离比较短，所受到的额外的干扰也会比较少。
[0025]本实施例中采用实验对本发明进行进一步说明，实验步骤如下:
[0026]如图5所示为本实施例采用的井筒模型，将整体结构放置于液体中模拟测井环境:
[0027](I)较小的激励信号经过功放电路放大之后，传输给位于井底部的声电换能器，换能器将电信号转换为声信号，利用其发出声波引起的震动来激励出震电信号；
[0028](2)当声波引起的震动在含流体多孔介质的孔隙地层中传播时，激励出微弱的震电信号;
[0029](3)接收器上的点代表4组共8个单极子天线，这些天线紧贴着井筒内壁，尽可能接收到较强的震电信号；天线接收到信号之后，通过同轴线传给在天线后方的前置差分放大电路，进行下一步处理。
[0030]经过测试，单根单极子天线和一组单极子天线接收的波形分别如图5、图6所示，由图中信号的强度能够看出，当采用单根单极子天线进行接收时，其接收到直接辐射信号(激励源辐射)的峰峰值(Vp-p)为4.377V;采用双天线进行接收，直接辐射信号的峰值(Vp-p)为64.53mV ;说明本发明能够显著降低激励源辐射信号强度，即克服激励源辐射干扰。
[0031]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。
【主权项】
1.震电信号天线接收系统，其特征在于，包括接收天线模块和差分接收模块； 接收天线模块包括多组接收天线对，每组接收天线对包括两个水平设置的单元天线，每个单元天线均垂直固定于底板表面，且与同轴线连接； 差分接收模块由多个差分放大器组成，差分放大器数量与接收天线对组数相同；每组接收天线对中的两个单元天线通过同轴线将信号传输到对应的差分放大器，分别连接到差分输入的正负极。2.按权利要求1所述震电信号天线接收系统，其特征在于，所述单元天线为直线型单极子形式或折线性单极子天线，则相应底板采用金属底板。3.按权利要求1所述震电信号天线接收系统，其特征在于，所述差分放大器置于金属屏蔽盒中。
【专利摘要】本发明属于震电测井技术领域，提供一种震电信号天线接收系统，用于克服接收信号中激励源辐射的干扰问题。所述震电信号天线接收系统，包括接收天线模块和差分接收模块；接收天线模块包括多组接收天线对，每组接收天线对包括两个水平设置的单元天线，每个单元天线均垂直固定于底板表面，且与同轴线连接；差分接收模块由多个差分放大器组成，差分放大器数量与接收天线对组数相同；每组接收天线对中的两个单元天线通过同轴线将信号传输到对应的差分放大器，分别连接到差分输入的正负极。本发明能够有效克服接收信号中激励源辐射的干扰，准确得到真实的震电信号。
【IPC分类】G01V1/52
【公开号】CN105116450
【申请号】CN201510528741
【发明人】孙向阳, 尹博
【申请人】电子科技大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月26日