[發(fā)明專利]一種利用負(fù)載阻抗特性提高井下測斜儀抗震性能的電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410367764.4
• 申請(qǐng)日: 2014-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN104141487B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱曉嶺;王肄輝;王小虎;劉海;熊陵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中天啟明石油技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): E21B47/024
• 分類號(hào): E21B47/024;E21B47/09;E21B47/017
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 黃磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油隨鉆測井系統(tǒng)中井下測斜儀的傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種利用負(fù)載阻抗特性提高井下測斜儀抗震性能的電路。

背景技術(shù)

業(yè)內(nèi)習(xí)知，在石油隨鉆測井系統(tǒng)中使用測斜儀傳感器技術(shù)測量儀器在井下定位是十分必要的，定位參數(shù)主要有井斜、方位和工具面。傳感器的測量精度直接影響測斜儀的定向參數(shù)性能，現(xiàn)場作業(yè)時(shí)，井下強(qiáng)烈震動(dòng)環(huán)境嚴(yán)重影響傳感器測量精度，要準(zhǔn)確地測量定向參數(shù)，關(guān)鍵措施之一是提高傳感器的抗震性能及輸出測量信號(hào)的處理電路，現(xiàn)提出改變加速度傳感器負(fù)載阻抗的方案實(shí)現(xiàn)信號(hào)無失真處理，進(jìn)而提高了測斜儀的抗震性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺點(diǎn)，提供一種利用負(fù)載阻抗特性提高井下測斜儀抗震性能的電路，能夠根據(jù)井下震動(dòng)環(huán)境的變化改變負(fù)載阻抗，利用負(fù)載阻抗特性提高井下測斜儀的抗震性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：一種利用負(fù)載阻抗特性提高井下測斜儀抗震性能的電路，它包括有三個(gè)加速度傳感器信號(hào)調(diào)理單元、多通道電子開關(guān)、信號(hào)放大器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片，每個(gè)加速度傳感器信號(hào)調(diào)理單元的輸入端與各自相應(yīng)的加速度傳感器的輸出端連接，其輸出端與多通道電子開關(guān)一一對(duì)應(yīng)相接，所述加速度傳感器主要測量井下測斜儀的工具面參數(shù)，所述多通道電子開關(guān)、信號(hào)放大器、模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片依次連接；其中，每個(gè)加速度傳感器信號(hào)調(diào)理單元均包括有旁路電容、限流電阻以及用于將加速度傳感器輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的采樣電阻，所述旁路電容和采樣電阻相互并聯(lián)，其一端接地，且并聯(lián)后串聯(lián)有限流電阻，所述旁路電容和限流電阻構(gòu)成了加速度傳感器的負(fù)載，形成有負(fù)載阻抗，且呈現(xiàn)的負(fù)載阻抗能夠隨加速度傳感器加測量信號(hào)的變化而變化。

所述旁路電容和采樣電阻之間串聯(lián)有電感，所述旁路電容、電感和限流電阻構(gòu)成加速度傳感器的負(fù)載，能夠改變加速度傳感器的負(fù)載阻抗，其阻抗公式如下：

Zi=jwCi+1R+jwLii=1,2,3]]>

式中，j為虛數(shù)；w為角速度，是信號(hào)頻率f的2π倍；C_i為旁路電容值，R為限流電值，L_i為電感值。

它還包括有三個(gè)磁信號(hào)調(diào)理單元，每個(gè)磁信號(hào)調(diào)理單元的輸入端與各自相應(yīng)的磁場強(qiáng)度傳感器的輸出端連接，其輸出端與多通道電子開關(guān)一一對(duì)應(yīng)相接，所述磁場強(qiáng)度傳感器主要測量井下測斜儀的方位參數(shù)。

所述多通道電子開關(guān)在任意時(shí)刻僅選通輸出其中的一路。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果：

1、可改變?nèi)哽`敏度的加速度傳感器輸出負(fù)載阻抗，使它們?cè)跍y量動(dòng)態(tài)加速度時(shí)測量信號(hào)無失真，保證了測量精度，也提高了測斜儀的抗震性能；

2、可以對(duì)加速度傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行低通濾波和去噪聲處理，改善信號(hào)質(zhì)量；

3、本電路特別適用于井下復(fù)雜環(huán)境下測量儀器的井斜、方位、工具面等參數(shù)，可在高溫125℃環(huán)境下穩(wěn)定工作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電路的原理圖。

圖2為加速度傳感器G1結(jié)合去掉電感L1的加速度傳感器信號(hào)調(diào)理單元的示意圖。

圖3為加速度傳感器G1的工作信號(hào)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1所示，本實(shí)施例所述的利用負(fù)載阻抗特性提高井下測斜儀抗震性能的電路，包括：

三個(gè)加速度傳感器信號(hào)調(diào)理單元，利用負(fù)載阻抗隨震動(dòng)頻率變化實(shí)現(xiàn)三個(gè)加速度傳感器G1、G2、G3在強(qiáng)震環(huán)境下保證了測量精度，提高井下測斜儀的抗震性能；

三個(gè)磁信號(hào)調(diào)理單元MC1、MC2、MC3，用于確保三個(gè)磁場強(qiáng)度傳感器M1、M2、M3的測量精度；

多通道電子開關(guān)U1，輸入六通道傳感器信號(hào)，任意時(shí)刻僅選通輸出其中的一路；

信號(hào)放大器U2，對(duì)選通后的信號(hào)進(jìn)行放大處理；