一种基于井下仪器的信号采集系统、采集方法及测井设备与流程

本发明属于石油测井领域，涉及一种基于井下仪器的信号采集系统、采集方法及测井设备。

背景技术：

1、测井系统由地面系统及十余种仪器组成，使用声、电、磁、放射性等探测手段测量地层参数，以判断地质特征、地层流体性质与参数。地面系统作为测井系统的重要组成部分，信号处理及控制系统通常使用多个电路板处理数字通讯信号、模拟信号、高速波形信号，由dsp、pc104主机组成前端处理子系统，采集这些信号，并处理深度信号，组合拼接成以深度坐标为基础的数据包，上传主机处理。

2、由于要处理多种井下仪器上传信息，上传数据量大，同时需要实时监测井下仪器状态，需要短时间内传输并处理大量的数据，对地面系统的响应速度和数据吞吐量提出了很高的要求，以往的地面系统较为庞大导致其结构复杂，在进行数据采集时不容易根据实际情况安装，导致测量的数据不准确。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中测井系统结构复杂，在进行数据采集时不容易根据实际情况安装，导致测量的数据不准确的问题，提供一种基于井下仪器的信号采集系统、采集方法及测井设备。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明提出的一种基于井下仪器的信号采集系统，包括arm控制器、fpga芯片、双mos驱动电路、第一信号传输模块、第二信号传输模块、双数模转换器、多路选择器和第一高速模数转换器；

4、所述arm控制器与fpga芯片的第一端口相连，所述fpga的第二端口与双mos驱动电路相连，所述双mos驱动电路与井下仪器连通用于对井下仪器下发指令；井下仪器将信号传输给第一信号传输模块、第二信号传输模块和双数模转换器，第一信号传输模块与fpga芯片的第三端口相连，第二信号传输模块与fpga芯片的第四端口相连，所述双数模转换器与多路选择器相连，所述多路选择器与第一高速模数转换器相连，所述第一高速模数转换器与fpga芯片的第五端口相连。

5、优选地，所述双mos驱动电路与井下仪器之间连接有模式转换器。

6、优选地，所述第一信号传输模块包括滤波电路、匹配电路和检波电路；

7、井下仪器将信号传输给滤波电路，滤波电路的输出端与匹配电路的输入端相连，匹配电路的输出端与检波电路的输入端相连，检波电路的输出端与fpga芯片的第三端口相连。

8、优选地，所述第二信号传输模块包括滤波器、放大电路和第二高速模数转换器；

9、井下仪器将信号传输给滤波器进行滤波处理后，将滤波器的输出端与放大电路的输入端相连来放大滤波后的信号，将放大器的输出端与第二高速模数转换器相连，将第二高速模数转换器与fpga芯片的第四端口相连。

10、优选地，在所述双数模转换器与井下仪器之间连接有高通滤波器。

11、优选地，在所述双数模转换器与多路选择器之间连接有信号缓冲器。

12、优选地，将所述arm控制器通过rj45接口与上位机相连。

13、本发明提出的一种基于井下仪器的信号采集方法，包括如下步骤：

14、arm控制器将下井仪命令送入fpga芯片形成驱动信号，再将驱动信号经双mos管驱动电路后送至井下仪器；

15、井下仪器将信号分别经过第一信号传输模块和第二信号传输模块后导入fpga芯片，将声波信号经双数模转换器、多路选择器和第一高速模数转换器后传至fpga芯片；

16、fpga芯片对数据处理后传输给arm控制器，arm控制器通过自身总线读取数据，实现井下数据的采集。

17、本发明提出的一种基于井下仪器的信号采集系统，包括：

18、命令下发模块，所述命令下发模块用于arm控制器将下井仪命令送入fpga芯片形成驱动信号，再将驱动信号经双mos管驱动电路后送至井下仪器；

19、信号采集模块，所述信号采集模块用于井下仪器将信号分别经过第一信号传输模块和第二信号传输模块后导入fpga芯片，将声波信号经双数模转换器、多路选择器和第一高速模数转换器后传至fpga芯片；

20、信号获取模块，所述信号获取模块用于fpga芯片对数据处理后传输给arm控制器，arm控制器通过自身总线读取数据，实现井下信号的采集。

21、一种测井设备，采用基于井下仪器的信号采集系统。

22、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

23、本发明提出的一种基于井下仪器的信号采集系统，通过双mos驱动电路、fpga芯片和arm控制器将指令传给井下仪器，井下仪器再将信号传给第一信号传输模块、第二信号传输模块及双数模转换器，第一信号传输模块、第二信号传输模块将信号传输给fpga芯片，双数模转换器对信号进行处理后又依次经过多路选择器和第一高速模数转换器送入fpga芯片中，采用fpga芯片与高性能arm控制器精确实现复杂的控制逻辑电路，命令的下发结合双mos驱动电路完成，信号的传输结合第一信号传输模块、第二信号传输模块来实现，由此看出该采集系统结构简单，能够根据井下实况安装在需要的位置，从而获取的数据更准确，也提高了数据传输速度。

24、本发明提出的一种基于井下仪器的信号采集方法，对井下仪器命令下发，井下仪器将信号传输给控制器获取信号，采集方法简单，便于解决现有技术存在的问题。

25、本发明提出的一种基于井下仪器的信号采集系统，通过将系统划分为命令下发模块、信号采集模块和信号获取模块，采用模块化思想使各个模块之间相互独立，方便对各模块进行统一管理。

技术特征：

1.一种基于井下仪器的信号采集系统，其特征在于，包括arm控制器、fpga芯片、双mos驱动电路、第一信号传输模块、第二信号传输模块、双数模转换器、多路选择器和第一高速模数转换器；

2.根据权利要求1所述的基于井下仪器的信号采集系统，其特征在于，所述双mos驱动电路与井下仪器之间连接有模式转换器。

3.根据权利要求1所述的基于井下仪器的信号采集系统，其特征在于，所述第一信号传输模块包括滤波电路、匹配电路和检波电路；

4.根据权利要求1所述的基于井下仪器的信号采集系统，其特征在于，所述第二信号传输模块包括滤波器、放大电路和第二高速模数转换器；

5.根据权利要求1所述的基于井下仪器的信号采集系统，其特征在于，在所述双数模转换器与井下仪器之间连接有高通滤波器。

6.根据权利要求5所述的基于井下仪器的信号采集系统，其特征在于，在所述双数模转换器与多路选择器之间连接有信号缓冲器。

7.根据权利要求1所述的基于井下仪器的信号采集系统，其特征在于，将所述arm控制器通过rj45接口与上位机相连。

8.一种基于井下仪器的信号采集方法，其特征在于采用权利要求1～7中任意一项所述的基于井下仪器的信号采集系统，包括如下步骤：

9.一种基于井下仪器的信号采集系统，其特征在于采用权利要求8所述的基于井下仪器的信号采集方法，包括：

10.一种测井设备，其特征在于，采用权利要求1～7中任意一项所述的基于井下仪器的信号采集系统。

技术总结本发明公开了一种基于井下仪器的信号采集系统、采集方法及测井设备，属于石油测井领域，通过双MOS驱动电路、FPGA芯片和ARM控制器将指令传给井下仪器，井下仪器再将信号传给第一、第二信号传输模块及双数模转换器，第一信号传输模块、第二信号传输模块将信号传输给FPGA芯片，双数模转换器对信号进行处理后又依次经过多路选择器和第一高速模数转换器送入FPGA芯片中，采用FPGA芯片与高性能ARM控制器精确实现复杂的控制逻辑电路，命令的下发结合双MOS驱动电路完成，信号的传输结合第一信号传输模块、第二信号传输模块来实现，由此看出该采集系统结构简单，能够根据井下实况安装在需要的位置，从而获取的数据更准确。技术研发人员：王强,姚德忠,王金刚,白庆杰,张炳军,陈文,朱新楷,梁小兵,曹宇畅,宋宇,刘喆,王雨,张浩,贾文耀,杜英伟受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30