[發(fā)明專利]一種三維接收陣列式聲系

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210457473.5
• 申請日: 2012-11-14
• 公開（公告）號: CN102944898A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧俊強(qiáng);鞠曉東;喬文孝;趙宏林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團(tuán)公司;中國石油大學(xué)(北京)
• 主分類號: G01V1/52
• 分類號: G01V1/52
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于應(yīng)用地球物理技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域，具體的講是一種三維接收陣列式聲系。

背景技術(shù)

在油氣勘探開發(fā)領(lǐng)域中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)井下地層在徑向、周向和軸向上的更準(zhǔn)確地描述，新型儀器的接收聲系（諸如三維聲波測井和方位聲波測井等聲波儀器的接收聲系）均需要采用陣列化的接收傳感器。而現(xiàn)有技術(shù)中的主流多極子陣列聲波測井儀接收聲系廣泛采用90度正交分布的4換能器八組陣列，其周向分辨能力有限。為了克服該缺點(diǎn)，必須將現(xiàn)有換能器接收陣列改進(jìn)為45度分布的8換能器多組（如八組甚至更多）陣列。

隨著換能器陣列的大幅度增多，接收換能器輸出信號線的數(shù)量急劇增加，如多極子陣列聲波測井儀從接收聲系到主電子艙（短節(jié)）的聲波信號引線為32（4x8）路共40（每組公用1根地線）條，基于三維接收陣列式聲系的聲波測井儀器中若采用差分連接時(shí)引線至少變?yōu)?28（8x8x2）條。此時(shí)，常規(guī)聲波測井中將接收換能器陣列和測控電子線路分為兩個(gè)獨(dú)立短節(jié)的方法則難以實(shí)現(xiàn)。

同時(shí)，多極子陣列聲波測井儀在每種工作模式每組換能器輸出的信號合成為1道進(jìn)行處理，即每種模式下同時(shí)共有8路信號需要并行化模擬處理和數(shù)據(jù)采集。基于三維接收陣列的聲波儀器中接收傳感器輸出的信號需要獨(dú)立進(jìn)行處理，即至少要用64路（8x8）完全并行的模擬處理和數(shù)據(jù)采集通道。按照現(xiàn)有聲波測井儀的結(jié)構(gòu)，如此多的并行處理通道可使儀器短節(jié)長度顯著增加，信號線的并行長距離傳輸可引入較大的干擾，也可造成多個(gè)通道之間的互擾。

因此，如何實(shí)現(xiàn)一種三維接收陣列式聲系，其能夠最大限度地利用儀器徑向的空間，合理控制儀器軸向的尺寸，保證儀器所需的縱向分辨率，不受制于有限的系統(tǒng)連線資源，有效地防止引入干擾是本領(lǐng)域的技術(shù)人員需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種三維接收陣列式聲系，其基本部件是傳感器，由于傳感器與其內(nèi)的電子線路共用承壓密封金屬筒，有效利用了儀器的徑向空間，縮短儀器的軸向尺寸，解決現(xiàn)有技術(shù)三維陣列式接收聲系中信號通道多，并行連線多，儀器需要具有較好的縱向分辨率，軸向尺寸受到限制，系統(tǒng)連線資源有限等因素同時(shí)存在時(shí)的技術(shù)難題。

本發(fā)明的目的是，提供一種三維接收陣列式聲系，所述的三維接收陣列式聲系通過串行通信總線與主控電子艙相連接，所述的主控電子艙包括主控電路以及供電電路，所述的三維接收陣列式聲系包括多個(gè)傳感器，所述的主控電路，用于向所述的傳感器發(fā)送工作參數(shù)、控制命令；所述的傳感器，用于根據(jù)所述的工作參數(shù)、控制命令采集井下地層的聲波信號，并對所述的聲波信號進(jìn)行處理；所述的主控電路，還用于通過串行通信總線讀取經(jīng)過處理后的所述的聲波信號；所述的供電電路，用于向所述的傳感器進(jìn)行供電。

優(yōu)選的，所述的傳感器具體包括承壓密封金屬筒、多個(gè)換能器、密封承壓盤以及電子線路，其中，所述的電子線路設(shè)置在所述的承壓密封金屬筒的內(nèi)部；所述的承壓密封金屬筒兩端設(shè)置有密封承壓盤，用于向所述的電子線路提供常壓環(huán)境；所述的多個(gè)換能器在所述的承壓密封金屬筒外部的周向上環(huán)形排列為一組或多組，用于探測井下地層的聲波信號。

優(yōu)選的，所述的傳感器還包括密封連接端子，固定于所述的密封承壓盤上，連接所述的電子線路與所述的換能器，用于向所述的傳感器提供串行通信接口和工作電源。

優(yōu)選的，所述的傳感器還包括卡簧，嵌入到所述的承壓密封金屬筒內(nèi)壁的凹槽中，用于將所述的密封承壓盤固定在所述的承壓密封金屬筒兩端。

優(yōu)選的，所述的傳感器還包括密封膠圈，設(shè)置于所述密封承壓盤和所述承壓密封金屬筒之間，用于實(shí)現(xiàn)所述的密封承壓盤和所述的承壓密封金屬筒的內(nèi)壁之間的密封。

優(yōu)選的，所述的電子線路具體包括控制電路、采集電路、放大電路、濾波電路，所述的控制電路，用于接收所述的主控電子艙發(fā)送的控制命令，對所述的放大電路和采集電路的工作參數(shù)和工作過程進(jìn)行設(shè)置和控制；所述的采集電路，用于根據(jù)所述的控制命令采集由所述換能器輸出的井下地層的聲波信號；所述的放大電路，用于將上述的聲波信號放大；所述的濾波電路，用于將所述的聲波信號進(jìn)行濾波處理；

優(yōu)選的，所述的電子線路還包括存儲(chǔ)器、串行總線接口，所述的存儲(chǔ)器，用于將采集電路輸出的聲波信號進(jìn)行存儲(chǔ)；所述的串行總線接口，用于實(shí)現(xiàn)所述的傳感器與所述的主控電子艙的連接，通過所述的串行總線接口接收所述的主控電子艙發(fā)送的控制命令，并將存儲(chǔ)器中的聲波信號傳輸?shù)剿龅闹骺仉娮优撝小?!-- SIPO -->