[发明专利]一种偶极子声波小信号处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及测井小信号处理技术领域，具体来讲，涉及一种适合在井下高 温恶劣环境中工作的偶极子声波小信号处理装置。

背景技术

1967年White最早提出偶极子声源能产生横波信号，并与1971年提出可以 利用偶极子声源振动能直接激发弯曲波的道理实现横波速度测量的思想和建 议。根据这一思想研制的交叉偶极阵列声波测井仪使得地层的固有各向异性和 应力诱导各向异性检测成为可能，尤其是利用该类测井仪测量资料解决目前油 田急需解决的套损预测问题成为新的研究热点。

由于现代石油开采中广泛使用的热力学方法以及地热勘察的需要，要求井 下地球物理仪器能够在高温带来的高噪声环境下始终保证测量精度。

在交叉偶极阵列声波测井仪中，偶极子声波小信号处理装置用于为A/D采 样电路提供优质的模拟信号，该部分电路的性能指标在很大程度上决定了整个信 号采集与处理系统的测量精度和信号处理范围。为了提高测井仪器测量精度， 必须提高偶极子声波小信号处理装置的噪声抑制能力并降低自身的噪声水平。

在现有技术中，使用保温瓶来保证偶极子声波小信号处理装置在高温高噪 声环境中抑制噪声并减低自身的噪声，以保证测量精度，并稳定工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种噪声抑制能力强，且自身噪声水平低的适用于井 下高温恶劣环境中工作的偶极子声波小信号处理装置。

为实现上述目的，本发明的偶极子声波小信号处理装置，其特征在于包括：

一逻辑控制模块；

一前置接收模块，用于接收前端井下声波换能器产生的一对X方向声波信 号和一对Y方向声波信号，并进行阻抗匹配，将高输出阻抗的一对X方向声波 信号和一对Y方向声波信号变成低输出阻抗一对X方向声波信号和一对Y方向 声波信号，并输出；

一X/Y方向选择模块，用于接收前置接收模块输出的一对X方向声波信号 和一对Y方向声波信号，在逻辑控制模块的控制下，选择X方向或Y方向的一 对声波信号输出；

一差分放大模块，用于接收X/Y方向选择模块选出的一对X方向声波信号 或Y方向声波信号进行高CMRR的差分定值放大，并输出偶极差分放大信号， 实现双端转单端的功能，并抑制共模噪声；

一有源低通滤波器，用于接收差分放大模块输出的偶极差分放大信号，进行 两阶有源低通滤波，初步去除高频噪声，从而形成一路偶极波信号；

一反向加法器，用于接收前置接收模块输出的一对X方向声波信号和一对Y 方向声波信号，并进行反向相加，从而形成一路单极波信号；

一单/偶极模式选择模块，用于接收低通滤波器输出的偶极波信号和反向加 法器输出的单极波信号，在逻辑控制模块的控制下，选择偶极波信号或单极波 信号输出；

一衰减网络和数控放大器，用于在逻辑控制模块控制下，将单/偶极模式选 择模块的偶极波信号或单极波信号，进行衰减后放大，程控调节偶极波信号或 单极波信号的增益；

一有源带通滤波器，用于接收衰减网络和数控放大器输出的程控增益调节后 的偶极波信号或单极波信号，进一步滤除高频噪声；

一相位调节器，用于在逻辑控制模块的控制下，微调有源带通滤波器输出偶 极波信号或单极波信号波形初相位，使其与其他通道的偶极子声波小信号处理 装置输出的偶极子信号或单极子信号的相位关系，同输入时的声波信号与其他 通道输入声波信号的相位关系保持一致。

本发明的发明目的是这样实现的：

针对交叉偶极阵列声波测井仪中，前端井下声波换能器产生的一对X方向 声波信号和一对Y方向声波信号的噪声采取减噪措施，采用差分放大、有源低 通滤波以及有源带通滤波电路的设计，以提高电路的噪声抑制能力，并降低自 身的噪声水平，以尽量抑制电路内部的互扰和外来的干扰，使该偶极子声波小 信号处理装置能在井下高温恶劣环境下稳定工作。

附图说明

图1是本发明偶极子声波小信号处理装置的一种具体实施方式原理框图；

图2是图1所示前置接收模块的一种具体实施方式电原理图；

图3是图1所示差分放大模块的一种具体实施方式电原理图；

图4是图1所示有源低通滤波器的一种具体实施方式电原理图；

图5是图1所示反向加法器的一种具体实施方式电原理图；