多极子阵列声波测井仪2015 课件.ppt

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1、测井仪器原理主讲人：卢俊强2015年11月第6章多极子阵列声波测井仪6.1多极子阵列声波测井仪测量原理6.2多极子阵列声波测井仪MPAL6.2.1MPAL仪器结构6.2.2仪器连接总线6.2.3系统控制电路6.2.4数据采集电路6.2.5模拟信号接收处理6.2.6发射电子线路6.2.7数据采集组合模式6.3交叉多极子阵列声波测井仪XMACII6.3.1XMACII性能指标6.3.2仪器总体结构6.3.3控制采集电路6.3.4串行命令设置原理6.4小结26.1多极子阵列声波测井仪测量原理6.1多极子阵列声波测井仪测量原理现代声波成像测井仪器体系

2、的主要类型，典型代表SLB：DSI，SonicScanner；Atlas：XMAC；Hlbdn：LFD，WaveSonic；国产：MPAL6.1.1软地层中单极测量的局限性单极全波测量的特点硬地层：cp＞cs＞c0，β＞γ＞α软地层：cp＞c0而cs＜c0，γ＜α而β＞α，不再有沿井壁传播的滑行横波α-入射角；β-纵波折射角γ-横波折射角声波在液固界面的传播模式36.1多极子阵列声波测井仪测量原理单极换能器及其振动模式声波在液固界面的传播模式不同地层时单极全波测井的典型波形：硬地层，软地层46.1多极子阵列声波测井仪测量原理6.1.2多极子横

3、波测量特点偶极子声源：振动相位相同的两个声源组成四极子声源：相邻振动相位相反的四个声源组成特点均为频散模式波，截止频率内等于S波速截止频率与介质有关，如软地层偶极截止频率仅为数百Hz抑制P波，使S波成为首波便于处理偶极子和四极子声源的指向性曲线56.1多极子阵列声波测井仪测量原理偶极子和四极子声源的振动模式挠曲波波速与频率关系曲线测井使用的偶极和四极压电换能器66.1多极子阵列声波测井仪测量原理6.1.3正交偶极各向异性测量原理各向异性探测是目前解决复杂储层问题的主要手段之一声波测井中各向异性测量采用水平TI模型（HTI）正交偶极测井通过对快

4、慢横波参数的提取获取地层各向异性（如判断地层最大主应力方向）发射器与接收器的关系交叉偶极工作原理各向异性地层中的横波分裂76.1多极子阵列声波测井仪测量原理利用交叉偶极求取地层各向异性实例X发射时在接收器可得到的XX和XY分量由X、Y交替发射可得到交叉偶极的四个测量分量，进而获取地层的快、慢横波数据86.2多极子阵列声波测井仪MPAL6.2多极子阵列声波测井仪MPAL6.2.1MPAL仪器结构仪器主要包括5个部分发射电子线路发射声系隔声体接收声系主控电子线路MPAL仪器结构和系统组成96.2多极子阵列声波测井仪MPALMPAL仪器结构示意MP

5、AL仪器电子系统组成示意106.2多极子阵列声波测井仪MPALMPAL的主要技术指标极限工作环境：175℃/140MPa遥测通信方式：CAN总线近单极（最小）源距：2.591m；偶极源距：3.124m；全波单极源距：3.658m；接收换能器：压电陶瓷，8组32个，间距0.152m发射换能器：压电陶瓷，单极１个，四极(可工作于单极)１个，偶极2组；最高测速：600m/h数据采集：A/D分辨率16位，采样时间4us-32us，8通道并行工作模式：单站，单极全波，偶极，交叉偶极，四极全波116.2多极子阵列声波测井仪MPAL6.2.2仪器连接总线分

6、析1.井下仪器互连总线控制器局域网CAN传输速率（降速）800kbps测井仪与遥测电路接口TMS320x240xACAN模块框图126.2多极子阵列声波测井仪MPAL2.仪器控制命令总线TCB通过TCB，控制单元向发射电路、接收电路和采集电路等发送控制命令和参数设置命令发射模式选择，启动激励接收模式选择数据采集速率，采集深度串行传输，差分时钟，自复位，设备随机寻址控制命令总线与受控单元接口136.2多极子阵列声波测井仪MPAL3.板间高速局部数据传输总线HLB两个4通道数据采集板到系统主控板的专用接口多源单目，SPI串行传输方式，速率5Mbp

7、sCPLD自动控制高速串行数据传输接口原理图146.2多极子阵列声波测井仪MPAL6.2.3系统控制电路以TI的16位定点DSP（TMS320LF2407A）为核心主要功能井下仪器总线（CAN）接口局部高速串行数据总线数据缓存控制仪器工作：发射，接收，数据采集和处理…MPAL系统控制电路原理图156.2多极子阵列声波测井仪MPAL6.2.4数据采集电路8路同步高速高精度数据采集分为板级两个子系统由DSP设定，CPLD控制，本地FIFO缓存数据采集系统组成结构图MPAL数据采集原理框图166.2多极子阵列声波测井仪MPAL基于CPLD的数据采集

8、控制器原理串行命令接收及译码采集参数寄存器组采集启动及速率控制器采集深度控制器ADC状态检测和FIFO读取控制器176.2多极子阵列声波测井仪MPAL基于CPLD的