[發(fā)明專利]微弱信號檢測儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010136847.4
• 申請日: 2010-03-31
• 公開（公告）號: CN102206996A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃向東;王宗銳;劉志紅;張保興
• 申請（專利權(quán)）人: 西安思坦儀器股份有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;G01R19/25
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 商宇科

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種油井參數(shù)測量儀器，尤其涉及一種過套管電阻率測井的微弱信號檢測儀。

背景技術(shù)

隨著油田的開發(fā)逐漸進入到中后期，剩余油監(jiān)測是各油田進行高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的重要手段，能夠透過鋼質(zhì)套管去測量油井周圍地層電阻率的過套管電阻率測井儀是進行剩余油監(jiān)測的主要儀器，過套管電阻率測井儀的主要測量原理是向套管和地層注入大電流，由于鋼套管的電阻率相對于地層來說是很小的，大部分電流沿著套管流動，只有極少部分泄露到地層中，需要測量的信號是泄露電流在測量電極引起的電位差以及二次電位差。微弱信號測量一直是過套管電阻率測井儀的關(guān)鍵技術(shù)之一，其測量的精度以及準確度是影響測量結(jié)果的重要因素。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種在油井環(huán)境中測量極微弱信號的測量誤差小、精度高、結(jié)構(gòu)簡單的微弱信號檢測儀。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：本發(fā)明提供了一種微弱信號檢測儀，其特殊之處在于：所述微弱信號檢測儀包括測量電極部分、模擬開關(guān)、信號放大器、電壓跟隨器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、濾波器、微控單元以及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器；所述模擬開關(guān)、信號放大器、電壓跟隨器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器、濾波器、微控單元以及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器依次電性連接；所述測量電極接入模擬開關(guān)；所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器接入模擬開關(guān)。

上述測量電極包括第一電極以及第二電極，所述第一電極和第二電極并聯(lián)接入模擬開關(guān)。

上述微弱信號檢測儀還包括程控增益放大器，所述信號放大器通過程控增益放大器接入電壓跟隨器。

上述信號放大器是儀表放大器或差分放大器。

上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的分辨率對應的轉(zhuǎn)換位數(shù)不低于16位。

上述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器是能夠轉(zhuǎn)換負電壓的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。

上述濾波器是低通的數(shù)字濾波器。

上述微控單元是單片機或數(shù)字信號處理器。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

1、測量誤差小。本發(fā)明所提供的微弱信號檢測儀能夠測量浮動范圍較寬的極微弱信號，測量誤差小。

2、測量精度高。本發(fā)明在整個電路中沒有模擬的濾波設(shè)備，減少信號畸變的可能以及出錯的幾率，測量精度高。

3、可消除溫度增加對儀器零點的影響。本發(fā)明針對油井高溫的使用環(huán)境，可以每過一段時間就進行一次測零操作，消除溫度增加對儀器零點的影響。

4、結(jié)構(gòu)簡單。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，很適合于油井環(huán)境中使用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所提供的微弱信號檢測儀的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

參見圖1，本發(fā)明提供了一種微弱信號檢測儀，該檢測儀包括：測量電極、模擬開關(guān)3、信號放大器4、程控增益放大器5、電壓跟隨器6、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器7、濾波器8、微控單元9以及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器10；模擬開關(guān)3、信號放大器4、程控增益放大器5、電壓跟隨器6、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器7、濾波器8、微控單元9以及數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器10依次電性連接；測量電極接入模擬開關(guān)3；數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器10接入模擬開關(guān)3。

測量電極包括第一電極1以及第二電極2，第一電極1和第二電極2并聯(lián)接入模擬開關(guān)3。模擬開關(guān)3選擇電極信號或者給定的校正信號兩個信號中的一個進入到后級進行處理。

測量部分主要測量的是兩個測量電極第一電極1以及第二電極2之間的差壓，并將差壓進行放大濾波等一系列處理，然后作為過套管電阻率測井儀的測量數(shù)據(jù)進行使用。

模擬開關(guān)3，可以在外部輸入信號以及裝置給定的校正信號之間進行切換。

信號放大器4可以是儀表放大器或者差分放大器，其特點為能夠?qū)⑤斎氲牟罘中盘栕儞Q成單端信號并有一定的放大倍數(shù)且輸入阻抗大、輸出阻抗小，這樣才能將輸入的信號盡可能地傳輸?shù)胶蠹墶?/p>

能程控增益的放大器5，因為信號放大器4已經(jīng)將信號進行了一級放大，但是因為測量信號的大小對于不同的測量層段是不同的，為了能夠得到對后級更好的采集信號，用一級可控增益放大器來對信號進行進一步的放大。

電壓跟隨器6，是為了后級的阻抗匹配而設(shè)計的。

模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器7，由于過套管電阻率測井儀的計算式中，所有的變量都是按照數(shù)字量進行計算的，所以要對信號進行數(shù)字化處理，由于要求的精度較高，所以要求模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的精度至少在16位以上，并且由于輸入信號是一個低頻的雙極性信號，所以要求模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器必須能夠轉(zhuǎn)換雙極性信號并且對高頻信號具有很大的抑制作用，所以采用的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器是Δ∑結(jié)構(gòu)的具有負參考能夠轉(zhuǎn)換負電壓的一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。