一种扇区变密度测井仪器采集控制电路及采集控制方法与流程

本发明属于油气勘探测井，具体涉及一种扇区变密度测井仪器采集控制电路及采集控制方法。

背景技术：

1、油井固井质量的好坏是能否充分利用油井的关键，而固井质量评价则是正确使用油井和采取措施保护油井的关键。以cbl/vdl为代表的水泥胶结测井技术多年来已成为检测和评价固井质量的一种基本方法和手段，在套管井水泥胶结质量检测的生产中发挥了重要作用。但仍存在用这一方法和仪器不能很好评价和解释的情况，影响着油田的生产。由于cbl/vdl测井只给出井周的平均胶结状况结果，不能指出井周360°范围内不同角度(扇形)区域内水泥胶结状况，实际情况却常常是一定角度范围内的局部窜槽和水泥缺失。而在固井工艺中小的局部缺失，也可以造成油气的串槽。

2、扇区水泥胶结测井仪器除具常规水泥胶结仪器(cbl/vdl)功能外，还能提供套管外水泥胶结状况的直观图像，能分辨水泥环径向与纵向的局部缺失、空隙以及胶结的不均匀性，能提供套管周围全方位的水泥胶结状况，克服常规水泥胶结评价仪器的局限性，更好地满足固井质量评价。在水平井，扇区仪器能很好地判断仪器测井居中状况，可以校正仪器偏心对测井资料的影响。

3、现有扇区仪器常采用分时采集方式，每采集一次需25.6ms，八扇区仪器至少需要包括8路声波信号，1路cbl信号，1路vdl信号，其中还会包括方位信号及刻度信号。每完成一次测量需要12周期，约307.2ms。测井过程中仪器处于运动状态，在每次测量的时间段里，仪器会有一个深度差值。第一路数据与最后一路数据深度信息并不保持一致。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种扇区变密度测井仪器采集控制电路及采集控制方法，可以实现声波信号同步采集、自动增益控制、大数据传输功能，保证信号准确性，可靠性。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明提供了一种扇区变密度测井仪器采集控制电路，包括信号采集与调理模块、信号处理模块和电源模块；

4、所述信号采集与调理模块用于获取信号并调理信号；

5、所述信号处理模块包括fpga数据处理模块、dsp控制模块，所述fpga数据处理模块用于接收存储数字信号，产生ad及pga控制时序后下发ad采集及pga控制指令；

6、dsp控制模块用于进行井下自动增益计算与增益的控制以及产生测试信号，并传输测试信号；

7、所述电源模块用于提供电子器件的工作电源以及提供运算放大器参考电压。

8、本发明进一步，所述信号采集与调理模块包括声波信号采集与调理电路、声系温度信号采集与调理电路、测试信号采集与调理电路和磁定位信号采集与调理电路。所述声波信号采集与调理电路用于采集与调理声波信号；所述声系温度信号采集与调理电路用于采集与调理声系温度信号；所述测试信号采集与调理电路用于采集与调理测试信号；所述磁定位信号采集与调理电路用于采集与调理磁定位信号。

9、本发明进一步，所述声波信号采集与调理电路包括并列设置的若干个扇区主测量通道、cbl测量通道、vdl测量通道。

10、本发明进一步，所述信号采集与调理模块包括依次连接的带通滤波单元、程控增益放大器和adc单元。

11、本发明进一步，所述电源模块包括数字电源、模拟电源以及参考电源。

12、本发明还提供了所述的扇区变密度测井仪器采集控制电路的采集控制方法，包括以下步骤：

13、s1：信号采集与调理模块获取信号并调理信号后传输至fpga数据处理模块；

14、s2：所述fpga数据处理模块接收存储数字信号，产生ad及pga控制时序后下发ad采集及pga控制指令，后将数字信号传输至dsp控制模块；

15、s3：所述dsp控制模块进行井下自动增益计算与增益的控制以及产生测试信号，并传输测试信号至遥传。

16、本发明进一步，所述s1中，所述获取信号并调理信号的过程包括：

17、获取声波信号、磁定位信号、温度信号、测试信号，并将获取的声波信号、磁定位信号、温度信号、测试信号的滤波整形并放大。

18、本发明进一步，所述声波信号中的差分声波信号进行调理为单端信号后滤波整形并放大，进行信号转换。

19、本发明进一步，所述s3中，所述dsp控制模块进行井下自动增益计算与增益的控制的过程如下：

20、s31：选择井下增益模式，当选择井下自动增益时，应用上一帧数据进行增益计算，后配置增益参数；否则，配置上位机增益参数；

21、s32：基于增益参数，延时一定时间进行下一次声波信号采集；

22、s33：基于声波信号采集的帧结束标志判断采集是否结束，获取到采集数据的帧结束标志，采集结束；否则，继续进行采集；

23、s34：后进行数据传输，直至全部数据传输结束开始下一个循环。

24、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

25、本发明提供了一种扇区变密度测井仪器采集控制电路，采用同步采集方式，通过dsp控制模块以及fpga数据处理模块的配合进行自动增益计算以及控制，其采集时间短且在测井过程中避免深度差值，数据稳定准确，在同一深度时，发射一次信号同时接收，基于信号采集与调理模块、信号处理模块的相互信号指令控制及主次分级处理，提高采集速度，并通过获取信号并调理信号模块将获取信号进行预处理，放大信号，保证信号准确性以及可靠性。

26、本发明进一步，通过设置声系温度信号采集与调理电路、测试信号采集与调理电路和磁定位信号采集与调理电路全面获取测井中的信号，带通滤波单元、程控增益放大器和adc单元对获取的信号进行预先处理，提高信号精准性。

技术特征：

1.一种扇区变密度测井仪器采集控制电路，其特征在于，包括信号采集与调理模块、信号处理模块和电源模块；

2.根据权利要求1所述采集控制电路，其特征在于，所述信号采集与调理模块包括声波信号采集与调理电路、声系温度信号采集与调理电路、测试信号采集与调理电路和磁定位信号采集与调理电路；

3.根据权利要求2所述采集控制电路，其特征在于，所述声波信号采集与调理电路包括并列设置的若干个扇区主测量通道、cbl测量通道、vdl测量通道。

4.根据权利要求2所述采集控制电路，其特征在于，所述信号采集与调理模块包括依次连接的带通滤波单元、程控增益放大器和adc单元。

5.根据权利要求1所述的采集控制电路，其特征在于，所述电源模块包括数字电源、模拟电源以及参考电源。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的扇区变密度测井仪器采集控制电路的采集控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的采集控制方法，其特征在于，所述s1中，所述获取信号并调理信号的过程包括：

8.根据权利要求7所述的采集控制方法，其特征在于，所述声波信号中的差分声波信号进行调理为单端信号后滤波整形并放大，进行信号转换。

9.根据权利要求6所述的采集控制方法，其特征在于，所述s3中，所述dsp控制模块进行井下自动增益计算与增益的控制的过程如下：

技术总结本发明公开了一种扇区变密度测井仪器采集控制电路及采集控制方法，属于油气勘探测井技术领域。包括信号采集与调理模块、信号处理模块和电源模块；所述信号采集与调理模块用于获取信号并调理信号；所述信号处理模块包括FPGA数据处理模块、DSP控制模块，所述FPGA数据处理模块用于接收存储数字信号，产生并下发AD采集时序及PGA控制时序和控制指令；DSP控制模块用于进行井下自动增益计算与增益的控制以及产生测试信号，并传输测试信号；所述电源模块用于提供电子器件的工作电源以及提供运算放大器参考电压。技术研发人员：杨居朋,张若曦,李亚敏,侯春会,侯博文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：2024/6/20