本發(fā)明專利技術(shù)一種提供一種三維接收陣列式聲系，通過(guò)串行通信總線與主控電子艙相連接，三維接收陣列式聲系包括多個(gè)傳感器，主控電子艙包括主控電路以及供電電路，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(hào)，并對(duì)所述的聲波信號(hào)進(jìn)行處理；所述的主控電路，還用于通過(guò)串行通信總線讀取處理后的所述的聲波信號(hào)；所述的供電電路，用于向所述的傳感器進(jìn)行供電。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)陣列式接收聲系中信號(hào)通道多，并行連線多，儀器需要具有較好的縱向分辨率，系統(tǒng)連線資源有限，軸向尺寸受到限制等因素同時(shí)存在時(shí)的技術(shù)難題。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)關(guān)于應(yīng)用地球物理
，特別是關(guān)于油氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，具體的講是一種三維接收陣列式聲系。
技術(shù)介紹
在油氣勘探開(kāi)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(cè)井和方位聲波測(cè)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(cè)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(hào)線的數(shù)量急劇增加，如多極子陣列聲波測(cè)井儀從接收聲系到主電子艙(短節(jié))的聲波信號(hào)引線為32 (4x8)路共40 (每組公用I根地線)條，基于三維接收陣列式聲系的聲波測(cè)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(cè)井中將接收換能器陣列和測(cè)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(cè)井儀在每種工作模式每組換能器輸出的信號(hào)合成為I道進(jìn)行處理，即每種模式下同時(shí)共有8路信號(hào)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(hào)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(cè)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(zhǎng)度顯著增加，信號(hào)線的并行長(zhǎng)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(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本專利技術(shù)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(hào)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。本專利技術(shù)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(guò)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(hào)，并對(duì)所述的聲波信號(hào)進(jìn)行處理；所述的主控電路，還用于通過(guò)串行通信總線讀取經(jīng)過(guò)處理后的所述的聲波信號(hào)；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(pán)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(pán)，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(cè)井下地層的聲波信號(hào)。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(pán)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(pán)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(pán)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(pán)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(duì)所述的放大電路和采集電路的工作參數(shù)和工作過(guò)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(hào)；所述的放大電路，用于將上述的聲波信號(hào)放大；所述的濾波電路，用于將所述的聲波信號(hào)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(hào)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(guò)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(hào)傳輸?shù)剿龅闹骺仉娮优撝小１緦＠夹g(shù)的有益效果在于，提供的三維接收陣列式聲系的基本部件是傳感器，由于傳感器外部周向上的多個(gè)換能器與其內(nèi)部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，具有較好的縱向分辨率，換能器輸出信號(hào)線的傳輸距離短，引入噪聲小，可以避免多道信號(hào)長(zhǎng)距離并行傳輸產(chǎn)生互擾，儀器中陣列式接收換能器輸出的所有信號(hào)能夠得到并行處理，特別適合于三維聲波測(cè)井和方位聲波測(cè)井等需要并行多通道陣列式接收且換能器輸出信號(hào)較弱的現(xiàn)代成像類聲波儀器。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種三維接收陣列式聲系的連接示意圖；圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種三維接收陣列式聲系中傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種三維接收陣列式聲系中傳感器在AA截面的示意圖；圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種三維接收陣列式聲系中傳感器內(nèi)部電子線路的電路原理圖。具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。圖I為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種三維接收陣列式聲系的連接示意圖，由圖I可知，所述的三維接收陣列式聲系100通過(guò)串行通信總線與主控電子艙200相連接，所述的主控電子艙200包括主控電路201以及供電電路202，所述的三維接收陣列式聲系100具體包括多個(gè)傳感器單元，所述的多個(gè)傳感器單元通過(guò)串行通信總線與主控電子艙200相連接。所述的三維接收陣列式聲系100和主控電子艙200都是三維聲波儀器的一部分。其中，所述的主控電子艙200包括主控電路201以及供電電路202，所述的主控電 路201，用于向所述的傳感器發(fā)送工作參數(shù)、控制命令，并通過(guò)串行通信總線讀取經(jīng)過(guò)處理后的聲波信號(hào)；所述的供電電路202，用于向所述的傳感器100進(jìn)行供電。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(hào)，并對(duì)所述的聲波信號(hào)進(jìn)行處理。圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種三維接收陣列式聲系中傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種三維接收陣列式聲系中傳感器在AA截面的示意圖，由圖2、圖3可知，所述的傳感器具體包括承壓密封金屬筒101、多個(gè)換能器102、密封承壓盤(pán)103以及電子線路104，其中，所述的電子線路104設(shè)置在所述的承壓密封金屬筒101的內(nèi)部，如圖2所示；所述的承壓密封金屬筒101兩端設(shè)置有密封承壓盤(pán)103，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種三維接收陣列式聲系，其特征是，所述的三維接收陣列式聲系通過(guò)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，其中，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(hào)，并對(duì)所述的聲波信號(hào)進(jìn)行處理；所述的主控電路，還用于通過(guò)串行通信總線讀取經(jīng)過(guò)處理后的所述的聲波信號(hào)；所述的供電電路，用于向所述的傳感器進(jìn)行供電。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：盧俊強(qiáng)，鞠曉東，喬文孝，趙宏林，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司，中國(guó)石油大學(xué)北京，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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