基于嵌入式技术的声波测井阵列式声系测试系统

为增加测井解释的准确性,目前声波测井仪器正向复杂阵列化发展,仪器的复杂化提高了对稳定性的要求,同时也增加了仪器声系组装、调试的难度。为提高测井设备研发和现场故障诊断的效率,更好地验证声波测井阵列式声系的有效性、性能一致性,设计并实现了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的阵列式声系检测系统,并应用其进行声波测井阵列式声系测试。测试中,通过标准接收换能器测试了测试系统发射装置的幅度、频率调整范围;通过标准发射换能器验证了测试系统接收装置的接收一致性。并将测试系统应用到实际声系的测试中,通过理论模拟与实际测量数据的对比分析,发现该系统能够很好地检测接收声系各通道的有效性和一致性,并单独对发射声系的单极子和偶极子模式进行性能评价,同时可以对换能器阵列进行刻度,为实际测井中资料处理作参考。本系统主要包括以下两个部分:基于嵌入式uclinux系统和网络互连的主从式系统架构,以基于ARM技术的芯片为硬件核心,上位机通过以太网接口与嵌入式前端机通讯,实现发送控制命令与接收上传数据的功能,并完成数据处理、图显、存储等任务,嵌入式前端机与声系检测电路板通过扩展I/O总线相连,完成各调试功能的控制、数据采集、网络互连等功能;基于FPGA的声波发射装置和接收装置以及相应的数据处理模块,声波发射装置由扬声器、波形发生电路、数模转换电路、滤波电路及程控放大电路构成,声波接收装置由拾音器、滤波电路、程控放大电路及模数转换电路构成。该系统不仅可以快速检测仪器声系的工作状态,而且能够提高仪器研发和维修过程中的层次性、科学性和调试诊断的效率。

多极子阵列声波测井仪系统设计及现场测试

设计一种新型多极子阵列声波测井仪,该仪器是当前油田现场测井服务中的重要装备.仪器的整体结构由上电子短节、声系和下电子短节等3个相对独立的部分组成,声系由发射声系、隔声体和接收声系组成.发射声系包括单极换能器、交叉偶极换能器和四极换能器,阵列化的接收声系包括8组频率为0.5-30kHz宽带接收换能器组,共32个接收换能器单元.主测控电子线路短节包括以DSP为核心的控制电路、数据采集电路、前置接收电路及井下低压供电电路等几部分.由发射逻辑控制器、供电电路、高压储能电路、驱动电路、高压激励电路和脉冲变压器构成高压脉冲激励源.通过分析测井资料实例,说明仪器测量的正确性;并表明了仪器具有好的一致性和重复性.