基于DSP的数字相敏检波器的实现

文章介绍了相敏检波原理,并由该原理推导出数字相敏检波原理。根据推导出的数字相敏原理,采用DSP技术与16位ADC实现了高精度的数字相敏检波器。该检波器应用于随钻电阻率测井及感应测井等多个测井系统中,取得了良好的应用效果。     

数字相敏检波在随钻电阻率测井仪中的应用

本文设计了一种基于高性能DSP和FPGA控制的数字相敏检波系统。系统讨论了传统模拟相敏检波和新型数字相敏检波的原理特点、电路实现及实验数据分析。实验证明,该检波方法能有效利用测井信息,优化系统,为我国随钻测井仪器的研究提供新的方法和途径。     

相敏检波技术及其在复电阻率测井仪中的应用

电法测井仪器在进行信号检测时,需要得到与被测量信号的幅度成线性关系的直流信号,常用的手段就是相敏检波技术。在传统的电法测井仪器中,参考信号与测量信号之间存在变化的相位差,影响了测量结果。文章对传统的电法测井仪器中的相敏检波电路进行了完善,利用运算放大器的过零比较功能,实现了输入信号和参考信号的同频同相,并在复电阻率测井仪中得到了应用,提高了该仪器的测量精度和动态范围。     

DPSD技术在随钻电阻率测井中的应用

钻进时产生的强烈电磁干扰使传统的模拟相敏检波(APSD)方法无法准确获取随钻测井的电磁波信号.数字相敏检波(DPSD)利用高速浮点数字信号处理(DSP)和高速现场可编程门阵列(FPGA)芯片,分别处理所采集的测井信息的实部和虚部,改变了传统的计算方法,提高了运算速度和计算精度.采用可编程逻辑技术充分利用了测井信息,简化了控制逻辑,提高了时序控制精度和测量精度.讨论了新设计的数字相敏检波的原理、特点、电路实现以及实验数据分析.实验证明,该检波方法能有效利用测井信息,优化随钻测井系统.     

基于数字相敏检波的三维感应测井信号处理方法研究

三维感应测井技术,既可以测得地层的水平电阻率也可测得垂直电阻率,还可得到各向异性地层模型的两种含水（油）饱和度、地层倾角和仪器方位角等信息,进而可以准确地进行地层评价。文章提出了一种基于数字相敏检波的三维感应测井数据处理方法。利用数字相敏检波对固定频率敏感的特性,使有用信号与无用信号分离的更加彻底,保留了与油、气储层有关的有用信号,具有检波精度高、性能可靠的特点。     

测井仪器中数字相敏检波算法的设计与实现

通过对目前现有的反向采样法、正交采样法、四等分累加法等数字相敏检波进行深入研究,提出了一种基于数字信号处理的数字相敏检波算法,并在所研制的井周,微电阻率成像测井仪通过DSP使用软件来实现。数字相敏检波的基本原理是对待测信号进行若干周期采样,并将采样值与存储于数组中相应参考值进行乘累加并取平均,求出其同相分量与正交分量,然后计算出其幅值与相位。现场测井试验结果表明,使用数字相敏检波可以更加有效地拟制噪声,改善信噪比,使测量数据更准确。     

MRT核磁共振微弱信号采集处理方法

核磁共振信号采集处理方法要满足CPMG时序实时性与回波高信噪比的要求。MRT多频核磁共振测井仪应用累加平均数字相敏检波算法实现信号检测,该算法基于FPGA实现并行加法计算,基于DSP实现单周期数字相敏检波运算,其主要特点是DSP读取数据时间和数据运算时间与采集数据量无关,算法信噪比与采集数据量成正比,数据量越大信噪比越高。该算法能够在信噪比低至-30~-60dB的噪声中实现微弱正弦信号幅度及相位估计,在满足CPMG时序实时性前提下,应用该算法得到的原始回波信噪比能够较好地满足仪器稳定性要求。     

过套管电阻率测井信号采集与处理方法研究

微弱信号检测技术是过套管电阻率测井仪器研制的关键技术难点。采用超低噪声前置放大器、过采样、取样积分/平均、数字相敏检波等技术,使微弱信号的检测精度达到30nV。设计的前置放大器采用了浮地设计,低输入阻抗的超低噪声放大器具有尽可能低的1/f噪声拐点和良好的低频噪声抑制性能。对微弱信号检测采用过采样技术,用高达16.384MHz的采样时钟对频率为0.1～10Hz范围内的信号进行采样,采用delta-sigma技术的A/D转换器,达到了24bit的采样精度、192dB的输出信噪比和32ksps的采样速率。过套管电阻率测井信号采集与处理技术已经应用到过套管电阻率模型机仪器研制中。室内刻度和现场实验结果证明,刻度电阻在0～100Ω范围变化时,测量精度在10%以内。     

MIT阵列感应测井微弱信号检测采集系统设计

微弱信号检测是阵列感应测井精确测量的关键.介绍了以ADSP2181为核心处理器的数据采集系统实现MIT阵列感应测井仪的微弱信号检测.该系统通过硬件调理电路优化,采用多DSP主从复合结构的模块化功能设计,利用自动增益控制、实时刻度校正和数字相敏检波技术,有效实现对阵列感应线圈系多道多频大动态范围微弱信号的采集处理.测试结果表明,在地层电阻率0.1～100 Ω·m范围内能实现准确测量,相对误差小于5%.     

过套管电阻率测井信号频率对检测的影响分析

分析了金属套管的趋肤效应现象,提出过套管测井激励信号的源为超低频.过套管电阻率测井技术直接测量信号的量级为μV级,有用信号的量级为nV级.针对测井信号的特点提出利用数字相敏检波技术提高信号的检测精度.分析了信号频率对检测的影响因素,为准确检测信号,过套管电阻率测井要求激励信号的频率小于10Hz,激励信号的频率稳定度直接影响信号检测的精度.在确定采样数据长度、采样频率条件下,可定量计算激励信号的允许频率偏差范围.该结论可用于指导过套管激励信号以及弱信号检测系统的设计.     

基于方向信息测度的断层检测方法

常规的断层检测方法基于道间奇异性，在检测出断层的同时也会检测出噪声；利用大尺度的断层检测方法或将一些噪声压制方法与断层检测方法配套使用可以提高信噪比，但却容易模糊断层边界。因此，断层检测精度与信噪比之间存在矛盾。针对这一矛盾，考虑到方向性是断层与噪声的本质区别之一，提出一种基于方向信息测度的改进方法。与传统的基于方向信息测度的方法相比，该方法可适用于边缘两侧信号无突变的情况。将该方法与小波小尺度边缘检测方法配套使用，可以有效地检测出断层的位置并压制噪声。利用该方法对某区实际资料处理后，断层成像清楚，断层方向与构造应力相关性较强，证明方法是有效的。     

连续管在线检测装置研究与应用

针对在役连续管缺乏简便而有效检测手段的问题,研制出直接安装在连续管作业机上的连续管在线检测装置。该装置的安装位置位于滚筒与注入头之间,并与压管盒相连。考虑到设备安装、拆卸的方便性和安全性,检测装置尽可能制作轻便,并采用两瓣铰接式结构。现场应用情况表明,连续管在线检测装置现场应用10余次,累计检测连续管约4万m,具有灵敏度高、性能可靠和安装方便等优点,可以满足现场连续管缺陷检测的需求。     

抽油机地面机械效率同步检测技术研究与应用

为了量化能量在抽油机采油系统中传递和转化的损失,采用相关检测技术及相应的软硬件结构实时跟踪检测光杆载荷、位移、电机扭矩、角速度等同步数据,实现抽油机地面机械效率的同步检测,真实反映能量在皮带、减速箱、四连杆机构中传递的损耗情况。通过对抽油机地面机械效率同步检测装置的现场试验效果评价和测试数据分析,验证了相关理论研究,定量表示了电动机的传动效率对抽油机采油系统地面效率的影响程度和在运行过程中平衡块的储能变化。提出了系统的最优配置方案,从而改善抽油机性能,提高节能效果,为在不同开发阶段进行抽油设备配套和抽油机节能改造,降低采油成本,提供了检测手段和方法。     

同位素示踪测井找漏方法优化

套漏是发生套损的主要原因之一,本文介绍了井口投源、配水器上投源、示踪相关、脉冲中子氧活化等找漏方法,并对近年来这些找漏方法的应用情况进行了分析、对比和效果评价,通过优化有关找漏技术提出了找漏工艺的一般原则和标准程序。     

埋地管线泄漏检测技术及其应用实例

介绍了埋地管线泄漏检测技术的原理和主要工作程序,采用"电流梯度法"与相关法泄漏检测技术相结合的方法,在外防护层检测的基础上,再用相关仪等检漏设备重点探测防护层破损部位,这样就大大提高了泄漏点的检出率,最后列举了几个检测实例。该技术具有准确、快速、经济的特点,可大大提高检修效率,减少检修中的盲目性。     

红外光谱测定2,6-二叔丁基对甲酚检测限的研究

文章介绍了傅立叶变换红外光谱仪测定润滑油中抗氧剂2,6-二叔丁基对甲酚(T501)的含量,考察不同光程长的液体池对抗氧剂T501最低检测限的影响,同时确定抗氧剂T501的最低检测限:光程长为3 mm时,抗氧剂T501的最低检测限最低,达到0. 01%(质量分数),相关系数为0. 9984。     

基于置信度分析的碳酸盐岩裂缝综合检测

由于碳酸盐岩储集空间复杂多样,利用单一的参数或方法存在多解性且易受区域地质条件的限制。基于这一考虑,提出了基于置信度分析的多方法综合进行裂缝的检测。该方法利用测井的裂缝解释结果与各方法检测结果的相关性对不同的检测方法检测结果加权,从而提高了检测的可靠性。另外,该方法可适用于不同地区,避免了不同地区的地质条件对单一检测方法的限制。该方法应用于塔河地区,收到了良好效果。     

基于多道局部复值相关的地震信号边缘检测

地震信号边缘检测是利用地震相干属性识别地震地层特征与边界的有效手段,目前主要利用相关类算法来实现这一目的。与传统的基于实地震信号相关的地震信号边缘检测方法不同,局部复值相关算法首先将实地震道转换成规范化复地震道,然后对相邻两规范化复地震道进行滑动时窗的零延迟复值相关运算,计算简洁,无需传统相干类算法的相似性扫描、倾角扫描或迭代求解等复杂运算,能同时提供用于相干分析的相关系数属性和与地层视倾角有关的相移属性,可以更有效地识别地震信息边缘特征,并且可对相关系数和相移属性进行对比解释,增加了边缘检测的准确性和可信度。此外,针对单道局部复值相关存在的相关系数属性边缘异常不突出和抗噪性较弱的问题,本文提出了改进的多道方法,提高了地震信息边缘异常检测和抗噪声的能力,并将改进的多道算法推广到三维数据,表明该方法是有效的。     

双相干相关法在断层检测及落差估算中的应用

本文阐述了双相干相关法的基本原理，并将双相干相关法用于断层检测和落差估算。理论模型计算表明，用该方法检测断层准确，估算落差精度高，且具有一定的抗噪能力。作者还对基本双相干相关法进行了改进，用改进后的计算公式对实际地震资料进行了处理，结果表明，该方法是一种有效的断层解释方法。     

移动式连续管检测系统设计

针对连续管细长且不宜旋转扫查的特点,采用单一轴向超强磁化漏磁检测方法,并结合开合式磁化器实现全方位走向伤检测,采用涡流差动法实现椭圆度与直线度的测量,并进行了寿命预测分析。设计的开合式积分磁化器能方便地套上连续管进行检测作业,磁能量集中且强。对检测探头的结构进行了优化设计,整个结构沿管轴线长不超过300 mm,可防止管弯曲过大而卡住,质量小于20 kg以减弱管摆动过大而带来的惯性破坏作用。检测系统可在连续管不旋转直进式扫查过程中完成缺陷无遗漏检测,应用效果良好。