高增益随钻电阻率信号接收装置转让专利
申请号 : CN201710827873.3
文献号 : CN109505592B
文献日 : 2021-10-12
发明人 : 倪卫宁 , 李新 , 米金泰 , 张卫
申请人 : 中国石油化工股份有限公司 , 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院
摘要 :
权利要求 :
1.一种高增益随钻电阻率信号接收装置,其特征在于,所述装置包括:钻铤本体,其上开设有第一凹槽和第二凹槽,所述第一凹槽为圆形凹槽,所述第二凹槽为矩形凹槽,其中所述第一凹槽和第二凹槽通过第一引线孔进行连通;
接收电极,其安装在所述第一凹槽中,使得所述接收电极的第一端部外露以与地层接触,
信号接收处理电路板,其安装在所述第二凹槽中,所述信号接收处理电路板的输入引线端通过所述第一引线孔连接到所述接收电极的第二端部,以接收从地层中流入所述接收电极的第一端部的电流;
所述信号接收处理电路板上安装有信号接收处理系统,所述系统包括:信号接收模块,其通过连接线与所述接收电极的端部连接,用以将接收的电流信号转换成电压信号进行输出;
前级放大模块,其与所述信号接收模块连接,用以接收所述电压信号并将所述电压信号进行低噪声放大;
滤波放大模块,其与所述前级放大模块连接,用以对经过放大的电压信号进行滤波放大;以及
可编程放大模块,其与所述滤波放大模块连接,用以对经过滤波放大的所述电压信号进行高增益放大;
所述信号接收模块包含转换变压器,其具有变压隔离转换功能,通过所述信号接收处理系统的所述信号接收模块、所述前级放大模块、所述滤波放大模块以及所述可编程放大模块能够达到优异的信噪比和放大倍数,使得接收电极能够做的很小,对钻铤的机械性能影响减小。
2.如权利要求1所述的高增益随钻电阻率信号接收装置,其特征在于,所述接收装置还包括环形绝缘层,其用于包裹所述接收电极的外表面以与所述第一凹槽内表面电隔离。
3.如权利要求1所述的高增益随钻电阻率信号接收装置,其特征在于,所述信号接收模块包括转换变压器、第一电容,其中所述转换变压器的主边的一端通过所述连接线连接到所述接收电极,所述转换变压器的主边的另一端接地,所述第一电容与所述转换变压器的从边的一端相连,所述转换变压器的从边的另一端接地,以实现电阻率信号从电流到电压的转换。
4.如权利要求3所述的高增益随钻电阻率信号接收装置,其特征在于,所述前级放大模块包括低噪声放大器、第一电阻、第二电容;其中,所述第一电阻和所述第二电容并联,并联后的一端连接到所述低噪声放大器的负输入端,另一端连接所述低噪声放大器的输出端,所述低噪声放大器的正输入端接地。
5.如权利要求4所述的高增益随钻电阻率信号接收装置,其特征在于,所述滤波放大模块包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二电容、第三电容、高增益放大器;其中,所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端、所述第二电容的一端、所述第三电容的一端相连接在一起,所述第二电容的一端、所述第三电阻的一端、所述第五电阻的一端、所述第二电容的一端相连接并连接到地,所述第二电容的另一端、所述第四电阻的另一端、所述高增益放大器的正输入相连接在一起,所述第五电阻的另一端、所述第六电阻的一端、所述高增益放大器的负输入相连接在一起,所述第三电阻的另一端、所述第六电阻的另一端、所述高增益放大器的输出相连接在一起。
6.如权利要求5所述的高增益随钻电阻率信号接收装置,其特征在于,所述可编程放大器包含两个输入控制端,低位控制端和高位控制端,通过在两个输入控制端加上不同的高低电平,以配置可编程放大器的放大倍数。
说明书 :
高增益随钻电阻率信号接收装置
技术领域
背景技术
因此,随钻成像电阻率测井仪器被越来越广泛地应用于石油勘探开发的钻井过程当中。在
随钻成像电阻率测井仪器中,决定电阻率测量效果的关键之一就是其发射模块的设计。发
射模块设计的效率和功率越高,经过地层传输到接收模块的信号就越强,就越能清晰的反
映地层的电阻率信息。
被检测和采集,就越能清晰的反映地层的电阻率信息。
下,各种仪器都需要设计成钻铤形式,对其机械强度要求非常高。
描成像的小信号处理电路”。但是,这样的设计不能满足对其随钻条件下的接收信号处理。
而现有技术专利ZL201310698427.9、题为“一种随钻电阻率的测量装置及其测量方法”和
ZL201620203550.8、题为“多频随钻电磁波电阻率测井仪电路系统”,都是针对电磁波电阻
率的信号处理,它们不适合随钻电阻率成像中采用的侧向电阻率原理的信号接收和处理方
式。
发明内容
端部的电流。
接收电极,所述转换变压器的主边的另一端接地,所述第一电容与所述转换变压器的从边
的一端相连,所述转换变压器的从边的另一端接地,以实现电阻率信号从电流到电压的转
换。
一端连接到所述低噪声放大器的负输入端,另一端连接所述低噪声放大器的输出端,所述
低噪声放大器的正输入端接地。
器;其中,所述第二电阻的一端、所述第三电阻的一端、所述第二电容的一端、所述第三电容
的一端相连接在一起,所述第二电容的一端、所述第三电阻的一端、所述第五电阻的一端、
所述第二电容的一端相连接并连接到地,所述第二电容的另一端、所述第四电阻的另一端、
所述高增益放大器的正输入相连接在一起,所述第五电阻的另一端、所述第六电阻的一端、
所述高增益放大器的负输入相连接在一起,所述第三电阻的另一端、所述第六电阻的另一
端、所述高增益放大器的输出相连接在一起。
平,以配置可编程放大器的放大倍数。
后续电路不会对输入产生干扰。前级放大模块的低噪声放大器将信号略微放大,又不会引
入较大噪声,并增强信号驱动能力。滤波放大模块可以实现高增益放大和滤波,有效实现信
号的放大。可编程放大器通过编程实现最后一级的编程放大,使得接收放大电路的放大倍
数可以通过微处理器控制放大倍数。由于优异的信噪比和放大倍数,接收电极可以做的很
小,因此对钻铤的机械性能影响非常小,也可以实现有效的信号接收和处理。
以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书,权利要
求书,以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
案,但并不构成对本申请技术方案的限制。
具体实施方式
请实施例以及实施例中的各个特征,在不相冲突前提下可以相互结合,所形成的技术方案
均在本发明的保护范围之内。
50,电极与电路板连接线60,接收处理电路板70,第二凹槽80,第二引线孔90,接收电路板连
接线100。
线孔50联通第一凹槽20和第二凹槽80。所述第二引线孔90联通第二凹槽80与其他功能的凹
槽。所述接收电极30和环形绝缘层40安装在第一凹槽20。所述接收处理电路板70安装在第
二凹槽内80。所述电极与电路板连接线60连接安装在第一引线孔50内,连接接收电极30和
接收处理电路板70。所述接收电路板连接线100安装在第二引线孔90,连接接收处理电路板
70和其他功能的凹槽。
接收电极30的其他部分全部被环形绝缘层40包围,确保接收的电流全部经过电路板连接线
60流进接收处理电路板70。
系统包括4个大的模块构成,分别是:信号接收模块200,前级放大模块300,滤波放大模块
400,可编程放大模块500。信号接收模块200将接收的电流信号转换成电压并输出到前级放
大模块300进行低噪声放大,前级放大模块300的输出连接到滤波放大模块400的输入进行
滤波放大,滤波放大模块400的输出连接到可编程放大器500的负输入,实现高增益的放大
处理。
压器210的从边212的一端相连。从边212的另一端接地。如此连接实现信号的接收与电流到
电压的转换。
噪声放大器310的输出端。低噪声放大器310的正输入端接地。
阻420的一端、第二电容460的一端、第三电容470的一端相连接在一起。第二电容460的一
端。第三电阻430的一端、第五电阻440的一端、第二电容460的一端相连接并连接到地。第二
电容460的另一端、第四电阻430的另一端、高增益放大器480的正输入相连接在一起。第五
电阻440的另一端、第六电阻450的一端、高增益放大器480的负输入相连接在一起。第三电
阻420的另一端、第六电阻450的另一端、高增益放大器480的输出相连接在一起。
声,并增强信号驱动能力。滤波放大模块可以实现高增益放大和滤波,有效实现信号的放
大。可编程放大器通过编程实现最后一级的编程放大,是的接收放大电路的放大倍数可以
通过微处理器控制放大倍数。由于优异的信噪比和放大倍数,接收电极可以做的很小,因此
对钻铤的机械性能影响非常小,同时也可以实现有效的信号接收和处理。
发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化,
但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。