存储式声波变密度测井仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种存储式声波变密度测井仪，涉及油气井测井设备【技术领域】，包括信号处理电路、采集处理电路、低压电路、发射电路、伽马电路、电池组短节、磁定位短节和声波变密度声系短节，其中信号处理电路、采集处理电路、低压电路和发射电路集成在一个短节内，作为采集控制短节；所述的采集控制短节、电池组短节、磁定位短节、声波变密度声系短节和伽马电路短节依次连接。本实用新型能把测井仪小型化，能实现常规电缆测井不能完成的超长水平井和超深井，井身结构复杂，井眼条件差的固井质量测井。
【专利说明】存储式声波变密度测井仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油气井测井设备【技术领域】，确切地说涉及一种声波伽马磁定位组合测井仪。
【背景技术】
[0002]近年随着页岩气藏的开发和水平井钻探数量逐年增加。水平井测井不可避免地成为测井新课题。对水平井固井质量的检测，迫切需要连续油管等方式传输小直径的声波变密度测井技术，此技术是目前解决水平井固井质量测井作业最经济、安全、有效的方法。该技术能实现井下测井仪器水平井段中长距离输送；实现整个井段的连续、快速测井，从而缩短作业时间，降低作业风险，节约了整体作业成本。
[0003]目前对于复杂井况的部分勘探和开发井测井，采用传统的水平井工具传输测井和随钻测井两种方式。水平井工具传输测井是通过钻杆把下井仪器输送到井底，这种方式有两个缺点:一是存在很大的安全风险；二是当井下情况太复杂时仪器不能正常下到井底，致使采集不到全井段测井地层信息。随钻测井虽然能克服水平井工具传输测井的缺点，但由于成本较高，甲方不能广泛推广使用。
[0004]因此，既要最大程度地降低施工安全风险，降低生产成本，又要及时采集固井质量等信息，满足测复杂水平井的要求，必须采用新的测井施工工艺和测井仪器。小直径存储式声波变密度测井仪能解决这一难题。
【发明内容】
[0005]本实用新型旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种存储式声波变密度测井仪，本实用新型能把测井仪小型化，能实现常规电缆测井不能完成的超长水平井和超深井，井身结构复杂，井眼条件差的固井质量测井。
[0006]本实用新型是通过采用下述技术方案实现的:
[0007]—种存储式声波变密度测井仪，其特征在于:包括信号处理电路、采集处理电路、低压电路、发射电路、伽马电路、电池组短节、磁定位短节和声波变密度声系短节，其中信号处理电路、采集处理电路、低压电路和发射电路集成在一个短节内，作为采集控制短节；所述的采集控制短节、电池组短节、磁定位短节、声波变密度声系短节和伽马电路短节依次连接。
[0008]所述的低压电路，用于将电池组短节供给的电源转化为±12V、+5V的低压电源为整个系统供电。
[0009]所述的发射电路，用于在采集处理电路的控制下，使声波变密度声系短节里的发射换能器T发声，发出的声波信号沿套管壁滑行后折回井内被声波变密度声系短节里的接收换能器接收，并输入到信号处理电路。
[0010]所述的磁定位短节，由磁钢和线圈组成，用于探测套管接箍并采集磁定位信号，并输入到信号处理电路。[0011]所述的伽马电路短节，用于将自然伽玛脉冲信号进行缓冲、鉴别、分频、整形和驱动后送入采集处理电路。
[0012]所述的信号处理电路，用于对收到的磁定位信号、井内压力信号、声波信号进行放大、滤波和隔离，并发送至采集处理电路，所述声波信号包括声幅信号和声波变密度信号。
[0013]所述的采集处理电路，用于对自然伽马信号和经信号处理电路处理过的磁定位信号，井内压力信号和声波信号进行实时采集和数据存储。
[0014]所述的采集处理电路是采用DSPIC30F6010A芯片，芯片晶振为12MHz高温晶振，为了满足声波变密度采集周期，工作频率倍频为48MHz。此电路产生整个系统的控制时序、AD采集、数据存储、计时、CAN总线通讯、USB通讯和发射脉冲电平转换等功能。
[0015]所述的采集控制短节与数据处理面板配接，通过CAN总线通讯方式或者USB通讯方式将存储的各组数据读取出来。
[0016]所述的电池组短节为锂亚硫酰氯电池组短节。
[0017]与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果如下:
[0018]1、本实用新型中，采用“信号处理电路、采集处理电路、低压电路、发射电路、伽马电路、电池组短节、磁定位短节和声波变密度声系短节”形成的存储式声波变密度测井仪，便于小型化，能实现常规电缆测井不能完成的超长水平井和超深井，井身结构复杂，井眼条件差的固井质量测井。
[0019]2、本实用新型中，DSPIC30F6010A芯片的工作频率倍频为48MHz，能够满足声波变密度采集周期的需要。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]下面将结合说明书附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明，其中:
[0021]图1为本实用新型的电路原理方框图。
[0022]图中标记:
[0023]I信号处理电路、2采集处理电路、3低压电路、4发射电路、5伽马电路短节、6锂亚硫酰氯电池组短节、7磁定位短节、8声波变密度声系短节、9采集控制短节。
【具体实施方式】
[0024]参照说明书附图1，本实用新型的最佳实施方式是:
[0025]小直径存储式声波变密度测井仪需完成对磁定位信号、井内压力信号、声幅信号、声波变密度信号、自然伽马信号的处理、AD采集和数据存储等功能。该测井仪在测井过程中采用钻具或连续油管输送，没有电缆进行信号传输，下井仪无法与地面通讯，地面无法实时监测下井仪的测井状态，因此在设计上采用井下锂亚硫酰氯电池组单元给下井仪供电，设计过程重点考虑高温高压环境下仪器的可靠性。
[0026]为了保证仪器的可靠性，硬件电路的设计上尽量采用成熟的元器件和电路形式，软件上分别采集并存储两路增益的声幅信号、声波变密度信号和磁定位信号。软件设计核心为DSPIC30F6010A芯片，开发环境采用MPLAB IDE。实现功能为模拟量数据采集、伽马数据采集、地面通讯、系统对时、数据存储及数据读取。[0027]本实用新型由信号处理电路1、采集处理电路2、低压电路3、发射电路4、伽马电路、锂亚硫酰氯电池组短节6、磁定位短节7和声波变密度声系短节8八部分组成。信号处理电路1、低压电路3、发射电路4、伽马电路、锂亚硫酰氯电池组短节6、磁定位短节7和声波变密度声系短节8均为本领域的现有电路和短节。其中信号处理电路1、采集处理电路
2、低压电路3和发射电路4集成在一个短节内，作为采集控制短节9。整个仪器的机械连接次序依次为采集控制短节9、锂亚硫酰氯电池组短节6、磁定位短节7、声波变密度声系短节8和下部的伽马电路短节5。采集处理电路2是本实用新型的核心，采用DSPIC30F6010A芯片，芯片晶振为12MHz高温晶振，为了满足声波变密度采集周期，工作频率倍频为48MHz。此电路产生整个系统的控制时序、AD采集、数据存储、计时、CAN总线通讯、USB通讯和发射脉冲电平转换等功能。低压电路3将锂亚硫酰氯电池组短节6供给的22V直流电源转化为±12V、+5V的低压电源为整个系统供电；发射电路4在采集处理电路2的控制下，使声波变密度声系短节8里的发射换能器T发声，大部分声波信号能在套管与环空流体界面上折射进入套管壁，沿套管壁滑行后折回井内被声波变密度声系短节8里的接收换能器(3ft、5ft)接收，声系的源距设计为3英尺，间距为2英尺。信号处理电路I对磁定位信号、井内压力信号、声幅信号、声波变密度信号进行放大、滤波、隔离等处理。因磁定位信号动态范围大，声波变密度信号需获得不限幅的声波信号，对信号处理电路I均采用两种不同增益同时处理的方式，采集处理电路2对这些处理过的磁定位信号，井内压力信号、声幅信号、声波变密度信号、自然伽马信号进行实时采集和数据存储。
[0028]测井结束后，采集控制短节9与数据处理面板配接，通过CAN总线通讯方式或者USB通讯方式将存储的各组数据读取出来。磁定位短节7由磁钢和线圈组成，用于探测套管接箍，磁定位信号输入到信号处理电路I进行抗干扰处理，伽马电路短节5由小型化耐高温的NaI晶体、光电倍增管和耐高温模块组成，该短节对自然伽玛脉冲信号进行缓冲、鉴别、分频、整形和驱动，然后送入采集处理电路2处理计数，并存入存储器。采用高压模块对光电倍增管供电，DC/DC电源模块对电子线路供电，为实现仪器高集成度和降低功耗均采用厚膜技术，这些模块的应用可以提高仪器的温度性能、稳定性和实现仪器的小型化。
【权利要求】
1.一种存储式声波变密度测井仪，其特征在于:包括信号处理电路(I)、采集处理电路(2 )、低压电路(3 )、发射电路(4 )、伽马电路、电池组短节(6 )、磁定位短节(7 )和声波变密度声系短节(8 )，其中信号处理电路(I)、采集处理电路(2 )、低压电路(3 )和发射电路(4 )集成在一个短节内，作为采集控制短节(9);所述的采集控制短节(9)、电池组短节(6)、磁定位短节(7)、声波变密度声系短节(8)和伽马电路短节(5)依次连接。
2.根据权利要求1所述的存储式声波变密度测井仪，其特征在于:所述的低压电路(3)，用于将电池组短节(6)供给的电源转化为±12V、+5V的低压电源为整个系统供电。
3.根据权利要求1所述的存储式声波变密度测井仪，其特征在于:所述的发射电路(4)，用于在采集处理电路(2)的控制下，使声波变密度声系短节(8)里的发射换能器T发声，发出的声波信号沿套管壁滑行后折回井内被声波变密度声系短节(8)里的接收换能器接收，并输入到信号处理电路(I)。
4.根据权利要求1所述的存储式声波变密度测井仪，其特征在于:所述的磁定位短节(7)，由磁钢和线圈组成，用于探测套管接箍并采集磁定位信号，并输入到信号处理电路(1)。
5.根据权利要求1所述的存储式声波变密度测井仪，其特征在于:所述的伽马电路短节(5)，用于将自然伽玛脉冲信号进行缓冲、鉴别、分频、整形和驱动后送入采集处理电路(2)。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的存储式声波变密度测井仪，其特征在于:所述的信号处理电路(1)，用于对收到的磁定位信号、井内压力信号、声波信号进行放大、滤波和隔离，并发送至采集处理电路(2)，所述声波信号包括声幅信号和声波变密度信号。
7.根据权利要求6所述的存储式声波变密度测井仪，其特征在于:所述的采集处理电路(2)，用于对自然伽马信号和经信号处理电路(I)处理过的磁定位信号，井内压力信号和声波信号进行实时采集和数据存储。
8.根据权利要求7所述的存储式声波变密度测井仪，其特征在于:所述的采集处理电路(2)是采用DSPIC30F6010A芯片，工作频率倍频为48MHz。
9.根据权利要求8所述的存储式声波变密度测井仪，其特征在于:所述的采集控制短节(9)与数据处理面板配接，通过CAN总线通讯方式或者USB通讯方式将存储的各组数据读取出来。
10.根据权利要求1所述的存储式声波变密度测井仪，其特征在于:所述的电池组短节(6 )为锂亚硫酰氯电池组短节(6 )。
【文档编号】E21B47/005GK203685162SQ201320801841
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】孙伟, 尹国平, 梁大黎, 刘赟, 王晓娟, 杨争发, 张志刚, 李江锋 申请人:中国石油集团川庆钻探工程有限公司