井下微地震数据采集系统模拟调理单元的优化电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种地球物理勘探中微地震数据采集系统的设计，尤其设及在高温环 境下井下微地震数据采集系统中模拟调理电路的优化设计。
【背景技术】
[0002] 目前，在我国中高渗透性油田的开发难度越来越大，低渗透油田却越来越多，而在 低渗透油田的开发过程中，压裂技术是增产的一项重要措施，对压裂所产生的裂缝的监测 为油田的后续生产开发提供指导。常规的压裂监测技术，如倾斜测量、井温测量、放射性测 量、W及电位法等压裂监测技术都具有一定的局限性，不能够完全有效的对压裂产生的裂 缝的长度、高度、宽度W及方位角进行监测，而井下微地震压裂监测技术却能够很好的解决 上述问题，该技术通过在邻井中布设检波器来监测压裂井在压裂过程中产生的微地震信 号，获取微地震事件的震源信息，所W井下微地震数据采集对于压裂监测具有重要的意义。
[0003] 与地面微地震数据监测不同，井下的微地震监测面临着高温高压的挑战，而 且随着压裂深度的增加，当压裂深度达到3000米至5000米时，井下的温度可能达到 12(TC-150°C，环境的恶劣性为数据采集器的设计增加了难度。所W在整套仪器的开发过 程中均选取耐高温的元器件，微地震信号比较微弱，而恶劣的工作环境使得数据采集器的 本体噪声也成为限制微地震有效信号拾取的限制因素，所W，降低微地震数据监测系统模 拟调理电路的本体噪声是提高微地震数据检测能力的有效手段，而在数据采集系统中，前 端放大器的噪声降低了数据采集系统的最小分辨能力，较大的本体噪声可能淹没微地震信 号，所W如何降低模拟调理电路的噪声是提高信号监测能力的重要手段。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供了一种井下微地震数据采集 系统模拟调理单元优化的电路。
[0005] 本发明所采用的技术方案是通过有源器件并联法来对微地震数据采集系统的模 拟调理单元进行优化设计，通过=片双通道=极管并联的匹配结构，能够实现地震检波器 和采集电路的噪声匹配，针对井下高温的环境，在实施该方案采取了恒跨导式参考源的结 构达到对=极管的匹配结构和易受温度影响的电流源进行温度补偿。
[0006] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的：
[0007] 井下微地震数据采集系统模拟调理单元的优化电路，是由恒跨导偏置电路的电流 源和=极管并联匹配结构与差分放大电路链接构成。
[0008] 所述的S极管并联匹配结构是由S片双通道S极管MAT01并联构成。
[0009] 所述的恒跨导偏置电流源是由电流镜I经电流镜II与电流镜V连接，电流镜I经 电流镜III与电流镜IV连接，电流镜II与电流镜IV连接，电流镜V与电流镜VI连接构成，电流 镜VI与电流镜W连接。
[0010] 有益的效果；与现有的井下仪器直接对检波器采集的信号进行常规的放大相比， 通过=极管的并联匹配方案可w实现地震检波器和采集电路的噪声匹配来降低采集板的 噪声的目的，在S极管的并联的匹配方案中，MOS受温度的影响较大，所W对方案中的S极 管的并联结构的设计进行了优化，在电流源的设计中采用恒跨导参考源，达到温度补偿的 效果，减小了温度的影响，进而达到了降低噪声的目的。
【附图说明】
[0011] 图1井下微地震数据采集系统模拟调理单元的优化电路
[0012] 图2为S片双通道S极管MT01并联的匹配电路
[0013] 图3恒跨导偏置的电流源结构框图
[0014] 图4为图1的电路图 [001引 图5为图2的电路图
[0016] 图6为图3的电路图
[0017] 图7为现有的井下模拟调理电路结构
[0018] 图8为动圈式检波器工作示意图
[0019] 图9为〇皿12400动圈式检波器输出模型
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0021] 井下微地震数据采集系统模拟调理单元的优化电路，是由恒跨导偏置电路经电流 源和=极管并联匹配结构与差分放大电路链接构成。
[0022] 所述的=极管并联匹配结构是由=片双通道=极管并联构成。
[0023] 所述的恒跨导偏置电流源是由电流镜I经电流镜II与电流镜V连接，电流镜I经 电流镜III与电流镜IV连接，电流镜II与电流镜IV连接，电流镜V与电流镜VI连接构成，电流 镜VI与电流镜W连接。
[0024] 运算放大器的输入噪声主要包含S部分，输入噪声电压V。，输入噪声电流I。，W及 由信号源内阻氏引起的奈奎斯特噪声r" = 馬，则运算放大器总的输入噪声为
[00 巧]
【主权项】
1. 一种井下微地震数据采集系统模拟调理单元的优化电路，其特征在于，是由恒跨导 偏置电路的电流源和三极管并联匹配结构与差分放大电路链接构成。
2. 按照权利要求1所述的井下微地震数据采集系统模拟调理单元的优化电路，其特征 在于，三极管并联匹配结构是由三片双通道三极管MATOl并联构成。
3. 按照权利要求1所述的井下微地震数据采集系统模拟调理单元的优化电路，其特征 在于，恒跨导偏置电流源是由电流镜I经电流镜II与电流镜V连接，电流镜I经电流镜III 与电流镜IV连接，电流镜II与电流镜IV连接，电流镜V与电流镜VI连接构成，电流镜VI与电 流镜W连接。
【专利摘要】本发明涉及一种井下微地震数据采集系统模拟调理单元的优化电路，是由横跨导偏置电路经电流源和三极管并联匹配结构与差分放大电路链接构成。与现有技术相比，通过三极管的并联匹配方案可以实现地震检波器和采集电路的噪声匹配来降低采集板的噪声的目的，在三极管的并联的匹配方案中，MOS受温度的影响较大，所以对方案中的三极管的并联结构的设计进行了优化，在电流源的设计中采用恒跨导参考源，达到温度补偿的效果，减小了温度的影响，进而达到了降低噪声的目的。
【IPC分类】H03F1-30, H03F1-26
【公开号】CN104811147
【申请号】CN201510193585
【发明人】陈祖斌, 文晓哲, 徐立安, 孙锋, 李娜, 王鋆晟, 王洪超, 刘昕, 贾超
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月22日