基于数字聚焦方法的双侧向电路设计.pdf

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1、石油仪器PETR0LEUMINSTRUMENIS·17·2013年第27卷第4期·开发设计·基于数字聚焦方法的双侧向电路设计郑俊祥杨铖黄毅杨艳军(中国电子科技集团公司第二十二研究所河南新乡)摘要：双侧向仪器采用~-y--聚焦方法可以消除电路中由于硬件聚焦出现的剩余电位影响，从而提高仪器的测量精度。文章介绍了数字聚焦方法的原理，并提出了一种双侧向仪器数字聚焦的电路实现方式。通过实验室测试和教学实验井对比论证，该电路实现方式稳定可靠，可以替代目前双侧向仪器中使用的硬件聚焦电路。关键词：双侧向测井仪；数字聚焦；硬件聚焦中图法分类号：P631．8l

2、1文献标识码：B文章编号：1004·9134(2013)04—0017-03向屏蔽电极发射主流。在模式1中屏蔽电极A·和Az0引言发射的屏蔽电流和模式3中主流的共同作用下合成了深侧向的数字聚焦模式；在模式2中屏蔽电极At发传统的双侧向测井仪器通常采用硬件聚焦的方式射的屏蔽电流和模式3中主流的共同作用下合成了浅满足监督电极压差为零的聚焦条件，采用硬件聚焦方侧向的数字聚焦模式。式的缺点是在满足聚焦条件时必然存在剩余电位，从而对测量的结果造成一定的测量误差。当仪器提高纵向分辨率而缩小监督电极间距时，剩余电位造成的测Ⅲ量误差将不容忽视⋯。A1囫Al

3、囫数字聚焦是一种利用数值合成聚焦的电流聚焦方M2＼、M2￡、～式，由于在理论计算中聚焦条件被无条件满足，因此M1EM1皿，r数字聚焦方式回避了传统硬件聚焦方式对剩余电位的A0囫+=AoM1~2Z21厂M1E严格要求，提高了测量精度。本文以双侧向测井仪的M2：M2囫／数字聚焦电路实现为例，分析了数字聚焦原理，通过A1，A1，原理和计算公式，提出了一种双侧向仪器数字聚焦电路的实现方法，并通过实验室测试和教学井测试，验证电路设计方法的可行性。焦1数字聚焦原理根据物理原理，带电导体在空间产生的电场分布等价于每一部分导体产生的分电场叠加后得到的电场A

4、1M2分布。由此，双侧向仪器的深侧向和浅侧向都分别可M1以分解为两个部分独立过程完成，即深侧向的电流聚A0Ml焦可以由模式1和模式3实现，见图1(a)；浅侧向M2的电流聚焦可以由模式2和模式3实现，见图1(b)。A1在模式1中，要求屏蔽电极A和A等电位向回流电极B发射屏蔽电流，主电极A0不发射电流；在模式2中，要求屏蔽电极A一向回流电极Az发射屏蔽模式2模式3合成浅侧向电流，主电极Ao不发射电流；在模式3中，要求屏(b)浅侧向数字聚焦合成原理图蔽电极A和A2等电位但不发射屏蔽电流，主电极A0图1双侧向数字聚焦合成原理图第一作者简介：郑俊祥，

5、男，1982年生，工程师，2006年毕业于燕山大学电子信息工程专业，现从事侧向测井仪器的研发及技术支持工作。邮编：453003石油仪器PETRoLEUMINSTRUMENIS下面简要给出双侧向数字聚焦合成原理计算公式2．1发射部分的推导。由单片机电路控制模式1屏流电路、模式2屏流△=4-6厶(1)电路和模式3主流电路输出三路频率、．和万的信Vo=C／o4-砒(2)号。频率为的模式1信号从屏蔽电极Az和A，发射，式中，表示主流，厶表示屏蔽电流，△表示监回流电极为B电极；频率为的模式2信号从屏蔽电督电极MI和M2间的电位，表示测量电极M2与参极

6、A和A1，发射，回流电极为A2和A2，电极；频率为考电极N之间的电位。的模式3信号从主电极A0发射，回流电极为A电由于在模式1中，主流不发射电流，即=0，极。发射部分的电路实现框图如图2(a)所示。由公式(1)和(2)得出：BNb=A(3)d=Vo'／／．1(4)由于在模式2中，主流，0不发射电流，即一0，由公式(1)和(2)得出：b=A(5)=A(6)由于在模式3中，屏蔽电流不发射电流，即厶一0，由公式(1)和(2)得出a—A／Io(7)c一／Io(8)(a)发射部分电路的实现框图公式(3)(4)(5)(6)(7)(8)中上舵标数字表川川

7、B囹N示模式的序号。舵————一根据双侧向计算电阻率公式：一测电路凰一Kd×dd(9)R。=Ks×Vo。／／o(10)其中，风和R分别表示深侧向和浅侧向的工程值；和分别表示深侧向和浅侧向的电极系数，Vod和分别表示深侧向和浅侧向的测量电压，和。分别嚣MA21；o一星区团_JFll二电—流皇—检堕上LlI—ozx~．rI善。加}臣Vm表示深侧向和浅侧向的测量电流(主流)。最后整理得出数字聚焦下深侧向和浅侧向电阻率A2圈的计算公式：(b)接收部分电路的实巩框Rd=Kd×(瞩一×A△)偏(11)图2双侧向数字聚焦电路实现框图R一×(一啼XA／A)

8、偈(12)2．2接收部分其中，公式(11)(12)中上标数字表示模式的电压测量电路测量M2电极与参考电极N电极之序号。间的三个模式的电压信号、和；压差测量电路由公式(11)(12