数字化B超中的频率补偿滤波

超声在组织中的传播会随着频率和深度的不同产生不同的衰减。该文在建立超声回波信号的数学模型基础上设计了一种补偿频率衰减的滤波器,有效补偿了超声信号在传播过程中由于频率升高、深度增加而变大的吸收衰减。并且将频域运算移植到时域进行,从而避免了大计算量的时频变换。同时融入动态滤波技术,根据不同深度选择了不同的通带范围,有效地保证了信号的信噪比。     

声波测井仪器测试系统的实现

本文提出了一套可以为声波测井仪器井下电路部分提供信号源和测试源的系统。该系统作为信号源时,根据当前仪器种类,由上位机软件传输对应的声波数据文本到该电路系统中,再由该系统控制D／A转换产生与该仪器对应的各种工作模式的声波波形信号。此信号可以作为声波仪器井下电路的信号源,替代井下测井仪器换能器部分的工作,使得井下仪器的调试能够更加安全和方便地进行。该系统作为测试源时,可以对井下仪器的发射换能器进行测试,同时也能够通过上位机软件控制前置通道板的增益。     

随钻多极子声波测井仪接收换能器的数值模拟

接收换能器是随钻多极声波测井仪的关键器件,其性能直接影响测量信号的质量。利用有限元法分析了边界条件、金属基片厚度以及封装方式对随钻多极子声波测井仪叠片型接收换能器振动模态和接收灵敏度的影响。模拟结果表明,两端钳定边界条件下换能器一阶伸缩振动模态的谐振频率最高,声波测井工作频率范围内接收灵敏度曲线最平缓、起伏最小,接收灵敏度较高,是随钻多极子声波测井仪最适合的一种机械安装方式。中间金属基片厚度对接收换能器灵敏度有一定影响,接收灵敏度随着金属基片厚度的增加而略有升高,且频率为3 kHz附近的灵敏度跳跃点往高频移动、起伏变大。采用充满硅油的长方体壳体对接收换能器封装,接收灵敏度比无壳体有较大差异,灵敏度曲线在多个频率点存在跳变,工作频段内起伏变大。数值模拟结果对随钻多极子声波测井仪接收换能器设计、制作及正确安装起到良好的指导作用。     

随钻测井数据声波遥传系统研究

随钻测井数据传输是实现智能化钻井的荚键技术之一,声波遥传技术是利用沿钻柱系统传播的弹性波为载波,将测量数据传输到地面的一种随钻数据传输技术,是一种新兴的、非常有发展前途的随钻数据遥传技术。然而,钻井过程中由钻井设备、泥浆的循环等产生的声波噪声以及信号在介质中传播的衰减吸收,特别是钻杆接头的高反射性,使得钻柱的脉冲响应持续达数酉毫秒,这将造成严重的码间干扰,并最终导致信道的传输能力的大幅下降。针对这一难题,该文在深入分析钻柱系统的声传播特性的基础上,提出基于SC—FDE技术的声波无线传输通信系统模型,并研究适合于声波传输信道特性的信道编译码技术以及随钻数据的调制解调技术,降低误码率、提高传输的可靠性。     

变磁阻传感器在井壁超声成像测井仪中的应用

把变磁阻传感器应用于井壁超声成像测井仪中,采用传感器与被测对象垂直安装的方案,通过检测圆盘和齿轮上的圆孔来分别产生测井扫描过程中所需的触发信号和基准信号。针对使用过程中传感器输出信号幅值过小的问题,提出在圆孔中安装永磁体的方法,使信号幅度峰值由39mV提高到141mV,提升了传感器的抗干扰能力,从而保证了测井仪器正常稳定地工作。该方法还可应用于其他检测低速运动的场合,扩大了变磁阻传感器的测量范围。     

随钻声波数据读取装置长距离高速传输电路设计与实现

随钻声波测井数据量巨大,存储板的容量达到了1Gbits。仪器起钻后,数据读取装置要想在远离测井仪200m的距离上高速读取测井数据是一个难题。通过反复试验,在随钻声波测试装置的电路中在硬件上采用了预加重功能设计,同时在软件编写上面采用了文件分块的方式进行数据传输来克服以上问题。文中首先简要介绍随钻声波数据读取装置的设计方案,接着从软硬件两方面阐述大数据量远距离传输的实现。经过反复试验,该实现方法完全满足随钻声波测井仪对数据量、传输速率以及传输距离的需要。     

随钻四极子声波测井仪的设计及试验

针对随钻单极子声波测井仪器无法随钻测量软地层横波速度的问题,设计了一种随钻四极子声波测井仪。该测井仪由Drilog?随钻测井系统、接收电路、扶正器、接收声系、隔声体、发射声系及发射电路组成。详细介绍了随钻四极子声波测井仪关键部件发射换能器、隔声体和接收声系的设计实现方法,并通过试验和模拟方法验证了这些关键部件的功能。该测井仪在新疆轮台KS3-B1Sa井进行了试验,测得了高质量单极子全波及四极子横波信号,且硬地层单极子全波中的横波时差与四极子横波时差吻合。现场试验表明,随钻四极子声波测井仪的功能达到了设计要求,可以随钻测量地层的横波速度,为准确评价地层提供测井数据。      

慢速地层偶极声波远探测井眼成像发射频率优选

为了提高慢速地层偶极声波远探测丛式井邻井井眼成像的图像质量,优选了偶极声源的最佳发射频率。根据慢速地层中偶极辐射声场理论,计算偶极纵波辐射波能流和辐射指向性,分析它们随频率的变化规律,结合试验井测试和现场应用情况,确定适合浅层慢速地层邻井成像的偶极声源最佳激发频率为2.4 kHz。研究结果表明,在测井资料质量良好的情况下,采用该激发频率处理得到的邻井远探测成像图清晰可靠,对图中反射体进行识别,能够确定邻井相对测量井的距离和方位,利用此结果可以指导浅层丛式井邻井防碰。研究结果为开发过程中丛式井邻井防碰提供了新的技术手段。      

随钻声波测井仪条带型接收换能器的有限元分析

条带型接收换能器是随钻声波测井仪的关键器件,其声学性能直接影响测量信号的质量。利用有限元法对条带型接收换能器进行设计分析。结果表明,接收换能器中的压电片采用并联接线方式接收灵敏度较高,在钻铤波隔声阻带内接收灵敏度起伏小于20 dB。在此基础上分析了压电片个数及几何尺寸对换能器接收灵敏度的影响。条带型接收换能器的压电片个数越多,压电片厚度越大,钻铤波隔声阻带范围内接收灵敏度越高,有利于提高地层波信号测量;压电片高度越大,压电片宽度越小,钻铤波通带范围内灵敏度越低,有利于降低钻铤波信号能量。数值模拟结果对随钻声波测井仪条带型接收换能器的设计及制作有良好的指导作用。     

提高变磁阻转速传感器信号幅度的方法

分析了影响变磁阻转速传感器的输出信号幅度的因素,提出了提高输出信号幅度的方法。理论分析和实验表明:将圆盘上的圆孔改为矩形孔,或者在圆孔中放置永磁体可以显著提高变磁阻转速传感器的输出信号幅度,从而改善传感器测量低速物体时的性能,扩大这种传感器的转速测量范围。