基于MEMS的F-P腔可调谐滤波器研究

分析了基于MEMS的F-P腔可调谐滤波器的基本结构和调谐原理,从理论和试验这个方面对可调谐滤波器的重要参数进行分析和测试。研究结果表明,基于MEMS的F-P腔可调谐滤波器具有自由谱域宽(45 nm)、插入损耗低(3.55 dB)、带宽窄(半高全宽FWHM为0.32 nm)、回波损耗大(>50 dB)、响应速度快(2 ms)、电压驱动范围宽(0⁴0 V)、偏振相关损耗低(0.1 dB)和加压稳定性好等优点,特别是FWHM能满足光纤传感系统要求。通过对MEMS进行技术改进,基于MEMS的F-P腔可调谐滤波器性能将有更大的上升空间,这种可调谐滤波器具有广阔的市场和应用前景。     

MEMS数字检波器技术特点及应用效果分析

基于MEMS(微电子机械系统)技术的数字检波器优势明显.其重量轻、畸变低、动态范围可达120dB,因此能够记录来自地下反射界面非常微弱的低电平信号;并且由于数字检波器直接输出数字信号,抗干扰能力强,不受外界电磁信号的干扰,从而保证了地震资料的高分辨率和高保真度.本文首先对比分析了模拟检波器和基于MEMS技术的数字检波器的技术特点,强调了新一代基于MEMS技术的数字检波器(以Sercel的数字检波器DSU为例)给地震勘探带来的巨大优势;然后结合实际,对比分析了使用数字检波器与模拟检波器采集地震资料的优劣;最后总结了当前利用MEMS数字检波器进行高密度地震勘探的注意事项.     

SN368E型采集站低切滤波器的原理及故障分析

在SN 368E型采集站中,SC-E板为采集站的模拟部分,对采集站的整体性能有很大的影响。文中介绍了SC-E板中低切滤波器的线路原理,并从理论上分析,计算了SC-E板的低切滤波器的幅频特性。最后简析了低切滤波器的故障原因,便于从事SN 368 E型采集站维修人员借鉴。基本原理 SC-E板由前置放大器、低切滤波器、陷波器及假频滤波器四部分组成,其中,低切滤波器是它的核心部件之一。低切滤波器由两个三阶有源滤波器组成,如图1所示。其陡度为18dB/oct。工作时可选用18dB/oct或36dB/oct。设有四个截频点(8、12、16、24Hz),生产时可任选其一,也     

基于FBGF-P的全光纤井下声波传感器

研究了应用于油井井下流噪声探测的FBG F-P干涉仪。结合空气腔芯轴耦合的高灵敏度全光纤声波传感器,光纤FBG F-P干涉仪设计为弱反射的长腔长结构,以提高传感器声压相移灵敏度;对空气腔芯轴内外层骨架材料优化选取,结合质量控制改善其固有频率,提高传感器的频率响应特性。实验结果表明,传感器探测灵敏度约为-147dB,频率响应范围50Hz~20kHz。传感器为全光纤结构,进行耐压与防水封装后,能满足高温高压井测量工作环境的应用要求。     

天然气长输管道隧道激光泄漏监测系统

激光泄漏监测系统具有结构简单、检测距离长、功耗低等优点,是天然气长输管道大型山体穿越隧道中一种有效的可燃气体泄漏检测方式。该系统基于可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,采用可调谐激光器作为光源,利用被测气体对红外光线的吸收作用实现对被测气体浓度的实时检测。结合大型隧道的具体形式,选取不同的系统构建方式,配套风/光互补发电装置、通信网络、上位管理系统可实现对泄漏进行集中监控和报警,并具备数据发布功能,为管道综合分析提供基础数据。     

SAGD高温油井光纤F—P测压系统研究与应用

针对SAGD高温高压油井的测量环境,设计研制了基于光纤非本征型F-P腔的波长解调型光纤压力传感器系统.该系统采用激光熔接制作的光纤F-P传感头,具有测量动态范围大、温度敏感性小、耐高温和长期工作稳定等优点.F-P测压系统已成功应用于SAGD油井压力实时连续监测,为SAGD开发提供了重要依据.     

有机光导纤维的研制

使用聚苯乙烯和其与甲基丙烯酸甲酯的共聚物拉纤作为芯材,比芯材折光率低的聚烯烃或其共聚物或含氟聚合物等作为鞘层材料,制成 R-1、R-2类型的有机光导纤维,在可见光区具有良好的导光性能,一般情况,R-1型光纤导光损失小于500dB/km(632nm),R-2型光纤导光损失小于1000dB/km,在最佳情况下,它们各自的光损相应为300dB/km 和600dB/km(630nm)。R-2型光纤强度和柔软性好。对影响光纤质量的因素,如单体纯度、本体聚合条件、聚合物分子量和分布等进行了讨论。     

24位遥测地震采集系统为何不需加低截滤波器

本文通过频谱分析的实例来阐述了遥测地震数据采集系统动态范围与分辨小振幅地震反射信号之间的关系。同时阐述了地震系统加低截滤波器,尤其是模拟低截滤波器对系统的影响,并着重说明了具有120dB动态范围的24位地震系统为何不需要加任何低截滤波器。     

基于微机电系统的数字检波器及其应用

介绍了基于微机电系统（MEMS）的数字检波器性能，并将其与模拟检波器进行了对比分析。MEMS数字检波器的振幅和频率响应较为理想，动态范围宽，且体积小，重量轻，采用全数字传送；而模拟检波器由于是采用组合方式来压制环境噪声和相干噪声，因此使得高频信号损失，分辨率下降，且体积大，埋置和收放困难，工效低。通过对常规10Hz检波器和MEMS数字检波器的振幅响应、相位响应、谐波畸变的对比，讨论了数字检波器的优越性。在中原油田进行了数字检波器（单个）和模拟检波器（12个组合）的野外采集试验，结果表明，MEMS数字检波器采集的记录在浅层有较高的分辨率。最后介绍了国内MEMS数字检波器的研制现状。     

高维地震数据Wiener中心滤波方法

"两宽一高"地震勘探面向更为复杂的油藏描述,反演成像成了必要的技术手段,但数据中的噪声会严重影响地震波反演成像的质量,因此针对"两宽一高"地震数据研发有效且实用的去噪方法十分必要。在Bayes估计理论框架下,当信号满足线性(可预测性)假设且噪声满足高斯分布时,在均方误差或最小平方误差最小准则下估计最佳预测滤波器可进行有效滤波。同时随着地震数据维度的升高,高维信号的空间结构信息更丰富,因此在高维数据空间设计滤波器能够更有效地提高滤波器的信号预测能力,并且更好地压制噪声。首先将基于AR(自回归)模型的f-x域预测滤波器(前向预测滤波器和后向预测滤波器)修改为Wiener中心预测滤波器;然后在最小二乘意义下对高维地震数据进行多级Hankel矩阵排布构建法方程;再求解法方程得到Wiener中心预测滤波器,最后实现高维地震数据的Wiener中心预测滤波。为满足高维数据的局部线性假设,对复杂波场的地震数据,采用局部取窗的方式进行Wiener中心预测滤波去噪。合成理论数据和实际数据的测试结果说明该方法能够在地震数据中存在弱线性同相轴、振幅值缓慢变化以及信噪比相对较低的情况下较好地压制随机噪声,提高数据的信噪比,故该方法具有较强的实用性。     

调谐滤波器在海上平台电能质量改善中的应用研究

海上采油平台靠海底电缆远距离供电,且平台上大量使用电潜泵、注水泵等电机设备,其配电系统特性为负荷端电压及功率因数过低,在平台负荷率接近满载运行的情况下,平台无法再增加新的电潜泵,限制了平台注水作业和采油作业。此外,平台上大量的换流装置如变频器等在运行过程中会产生一定的谐波电流。为有效解决目前平台上的这些问题,秦皇岛32-6作业区采用了调谐滤波器来改善平台电能质量。对调谐滤波器在QH-D32-6作业区平台电能质量改善中的应用进行研究,结果表明,调谐滤波器的应用确实改善了平台功率因数,提升了平台电压,增加了负荷裕度,且抑制了谐波电流,是一种在平台上可行的无功补偿方法。     

高温稠油井温度压力光纤传感监测系统

目前广泛使用的高温电子式油气井温度、压力测量系统因数据实时性差、不能长期安装运行工作、高温环境漂移大的不足,设计了一种基于非本征F-P 腔型光纤传感系统,用于测量高温油气井的温度和压力.说明了其工作原理、传感器设计、信号解调方法以及系统构成.该系统克服了其他光纤传感器的温度压力交叉敏感、不能耐高温的不足,具有比较高的测量精度,可用于稠油蒸汽吞吐、蒸汽驱、蒸汽辅助重力驱油(SAGD)、煤炭地下气化炉(UCG)的温度压力监测.目前该系统已经在辽河油田现场应用.     

薄层分类及其地震响应分析——以大港油田两个应用研究为例

薄层研究不应过于强调单一地层的厚度,而应关注地层的组合形式。重新定义了薄层,并从地质学和地球物理学角度分别对薄层进行分类,初步建立了多维度薄层分类标准。基于新的分类标准,研究调谐效应,并根据调谐响应的不同特征,将调谐分为3类:TPⅠ、TPⅡ和TPⅢ。实例1研究了中、浅层欠压实情况下,地质学中泥包砂型薄层对应于地球物理学中高包低(低阻抗地层介于高阻抗地层之间)型薄层,利用沉积微相与响应频率之间的关系(microfacies versus frequency,MVF)研究该类型薄层的沉积微相,分别预测了边滩、分支河道、泛滥平原等。实例2讨论了两套正旋回、油气同出、反射特征差异明显的薄层类型,针对地质特征相似,地震响应差别较大的薄层,依次进行了岩石物理分析、数值正演模拟、高压物性分析和气油比分析等研究,预测了凝析气藏和轻质油藏的分布范围。     

回归分析法在滤波器截频设计中的应用

回归分析法本来是研究随机现象中变量之间相关关系的一种数理统计方法。本文提出,在一定条件下,用研究随机现象中变量之间相关关系的回归分析法去研究具有确定性关系的变量(频率与网络电阻)之间的函数关系,对原有数字地震仪滤波器可补充设计新的滤波器截止频率。文中以 DFS-V数字仪为例,对高、低截频滤波器的截止频率进行了具体地设计计算,其目的在于进一步提高现有数字地震仪的性能和适应能力。     

面向宽频采集的新型检波器研发与应用

拓宽地震信号频带范围,实现宽频地震采集,是提高地震分辨率和成像精度的关键,用于宽频地震采集的检波器要求具有单点单支、频带宽、灵敏度高、保真度高、理想的幅频相频响应等特性。基于现有电磁式动圈检波器和MEMS数字检波器工作原理和实际应用效果分析,结合两种检波器的技术优势,开展了新型检波器的设计和研发,并对新型检波器进行了特性参数实验室测试,验证了新型检波器的宽频特性。将新型检波器与自然频率为10Hz和5Hz的动圈检波器以及MEMS数字检波器进行了地震数据采集对比和数据处理分析,结果表明,新型检波器具有频带宽的优势,获得的剖面层间信息更为丰富,地震分辨率和成像精度明显提高,具有很好的应用前景。     

基于TDLAS技术的硫化氢气体浓度检测应用

摘? 要：硫化氢因其有毒有害的特性,在工业生产过程中对其浓度检测具有重要意义。本文以监测天然气脱硫过程中的硫化氢为应用案例,采用可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS）作为分析平台进行浓度分析。TDLAS气体分析系统基于分子选择吸收原理、比尔-朗伯定理和波长调制技术,包括分析模块、气体模块和人机交互模块。在应用案例中,采用1570nm激光器,通过气体模块模拟天然气背景产生0-100ppm硫化氢混合气体,采用化学计量学方法计算硫化氢浓度,结果显示该分析系统满足2%FS的测量需求。因此,具有非接触式、反应迅速、测量精确等优点的TDLAS技术满足现在石化行业的痕量气体测量需求。     

液化天然气冷能在丁基橡胶装置上的利用

针对液化天然气(LNG)冷能利用问题,在对丁基橡胶装置传统的制冷流程分析的基础上,提出LNG、乙烯和丙烯联合制冷方案(方案一)、LNG和丙烯联合制冷方案(方案二)。对于50 kt/a普通丁基橡胶装置,与方案一相比,方案二具有LNG气化压力低、制冷设备设计压力低、冷剂损耗小、装置占地面积小等优势;与传统的制冷流程相比,方案二具有制冷流程简单、制冷工艺设备数量少、工艺装置及公用工程投资少、装置占地少、公用工程消耗低等优势;LNG冷能利用的可行性研究表明,LNG制冷路线生产丁基橡胶可节能约20%,生产成本可降低约10%,在LNG供应充分的地区建设利用LNG冷能的丁基橡胶装置是可行的。     

零阶保持和平滑滤波

在数字地震仪的回放监视系统中,普遍设置零阶保持器和平滑滤波器。零阶保持器用于将每个采样脉冲展宽至一个采样周期;而平滑滤波器用于去掉零阶保持器泄漏的调制频谱,保留地震信号的基带频谱;从零阶保持器输出的阶梯状波形中恢复出光滑的模拟地震信号。在回放监视系统中,平滑滤波器的截止频率应不高于采集系统中去假频滤波器的截止频率,而且原则上应随采样周期而变化。由于回放监视记录的动态范围只有20～40dB,因此,平滑滤波器的陡度只要12～24dB/oct就够了。为了简化电路,降低成本,可以用低通回放滤波器兼作平滑滤波器。     

CS5322/CS5323 24位可变带宽ADC

CS5322/CS5323两种芯片是由美国晶体半导体公司生产的。CS5323芯片是模拟调制器,CS5322芯片是数字滤波器。使用这两种芯片可以组成24位A/D转换器(ADC)。其数字滤波器截频为25～1650Hz,可有7种选择。当系统采样率为1ms时,瞬时动态范围可达120dB。因此,用该ADC构成的高分辨率地震采集系统可不再使用浮点放大器、去假频滤波器和多路转换开关,从而极大地简化了数据采集系统的电路结构。     

盐穴地下储气库小井距双井自然溶通造腔工艺

为了解决盐穴地下储气库单井造腔速度慢、工期长的难题,通过调研盐矿的采卤工艺技术,借鉴盐矿对井开采溶腔的技术思路,提出了"单井建槽、自然溶通、双井对流建腔"的盐穴储气库造腔思路:基于室内对井采卤物理模拟实验,通过双井造腔连通方式与井距实验模拟,对小井距双井造腔自然溶通技术的可行性进行了分析和造腔效果预测,创建了盐穴储气库小井距双井自然溶通造腔工艺,并进行了现场先导性试验和声呐检测。结果表明:(1)利用双井可加快盐穴造腔速度,试验井比单井造腔速度提高了1.7倍;(2)要建造规则、可被检测的盐腔,宜采用小井距、自然溶通的造腔方式;(3)建造单腔有效体积为30×10~4 m~3的模拟预测方案显示,较之于单井造腔,双井造腔可缩短工期25%(约1年)、降低能耗55%左右。结论认为,双井造腔工艺在加快造腔进度、降低能耗方面效果显著,应加快对该工艺的攻关研究与现场试验,以期尽早推广应用。