一種聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及勘探測量【技術領域】。一種聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置，包括供電部件、換能器激勵信號產(chǎn)生部件和換能器激勵信號輸出部件，供電部件的輸入端與外部供電電源電連接，供電部件的輸出端與換能器激勵信號產(chǎn)生部件的輸入端電連接，供電部件用于向換能器激勵信號產(chǎn)生部件供電；換能器激勵信號產(chǎn)生部件用于產(chǎn)生激勵信號；換能器激勵信號輸出部件的輸入端與換能器激勵信號產(chǎn)生部件的輸出端電連接，換能器激勵信號輸出部件用于通過其輸出端向外部待測換能器或外部待測變壓器輸出激勵信號。本實用新型可以在實驗室完成模擬聲波測井井下儀器激勵聲波測井換能器，完成對聲波測井換能器的發(fā)射功率，方位一致性做出簡單評估。
【專利說明】一種聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及勘探測量【技術領域】，特別涉及一種聲波測井發(fā)射換能器激勵測試
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]聲波測井是石油勘探中專業(yè)性很強的一個領域。它是一門多學科的應用技術，已經(jīng)成為油田勘探、儲量評估、油氣開采等方面不可缺少的工具。其主要是利用聲波在巖石中傳播速度來研究鉆井剖面等一類物探方法。主要用以估算孔隙度、判斷巖層和研究巖性等方面，是主要測井方法之一。
[0003]在實際中，人們希望可以在聲波測井儀器安裝前完成對待安裝的聲波測井換能器進行測試和一致性挑選，以較好的反映出安裝好儀器的真實響應，對設備做出簡單評估。
實用新型內(nèi)容
[0004](一)要解決的 技術問題
[0005]基于上面提到的問題，本實用新型的一個要解決的技術問題是提供了一種可在實驗室完成模擬井下儀器激勵測試的聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置。
[0006](二)技術方案
[0007]對于聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置的技術主題，本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0008]一種聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置，包括供電部件、換能器激勵信號產(chǎn)生部件和換能器激勵信號輸出部件，所述供電部件的輸入端與外部供電電源電連接，所述供電部件的輸出端與所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件的輸入端電連接，所述供電部件用于向所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件供電；所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件用于產(chǎn)生激勵信號；所述換能器激勵信號輸出部件的輸入端與所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件的輸出端電連接，所述換能器激勵信號輸出部件用于通過其輸出端向外部待測換能器或外部待測變壓器輸出激勵信號。
[0009]進一步，所述供電部件包括供電模塊和激勵高壓模塊，所述供電模塊的輸入端作為所述供電部件的輸入端，所述供電模塊用于將外部供電電源輸入的交流電轉換成直流電輸出；所述激勵高壓模塊的輸入端與所述供電模塊的輸出端電連接，所述激勵高壓模塊的輸出端作為所述供電部件的輸出端，所述激勵高壓模塊用于將所述供電模塊輸出的直流電轉換成與所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件要求電壓適配的直流電壓并將該直流電壓輸出給所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件。
[0010]進一步，所述激勵高壓模塊的輸出端產(chǎn)生的電壓為300至420伏直流電壓。
[0011]進一步，所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件包括單極發(fā)射模塊、偶極發(fā)射模塊、發(fā)射控制器和發(fā)射切換器，所述單極發(fā)射模塊的輸入端與偶極發(fā)射模塊的輸入端一起作為所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件的輸入端，所述單極發(fā)射模塊的輸出端與偶極發(fā)射模塊的輸出端一起作為所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件的輸出端；所述單極發(fā)射模塊用于產(chǎn)生周期性的單極脈沖控制信號，所述偶極發(fā)射模塊用于產(chǎn)生周期性的偶極脈沖控制信號，所述發(fā)射控制器用于調(diào)整所述單極脈沖控制信號和所述偶極脈沖控制信號的產(chǎn)生周期，所述發(fā)射切換器用于選擇所述單極發(fā)射模塊或所述偶極發(fā)射模塊工作。
[0012]進一步，所述單極發(fā)射模塊包括MOS管和用于產(chǎn)生和輸出控制脈沖的控制脈沖產(chǎn)生部件，所述控制脈沖產(chǎn)生部件的輸出端與所述MOS管的控制極電連接，所述MOS管的漏極為所述單極發(fā)射模塊的輸入端，所述MOS管的源極為所述單極發(fā)射模塊的輸出端。
[0013]進一步，所述發(fā)射控制器的輸出端與所述發(fā)射切換器的輸入端電連接，所述發(fā)射切換器的輸出端分別與所述單極發(fā)射模塊的發(fā)射切換輸入端和所述偶極發(fā)射模塊的發(fā)射切換輸入端電連接。
[0014]進一步，所述換能器激勵信號輸出部件包括單極變壓器、偶極變壓器、變壓器測試切換開關和接線端子，所述單極發(fā)射模塊的第一輸出端與所述接線端子的第一輸入端電連接，所述單極發(fā)射模塊的第二輸出端與所述單極變壓器的輸入端電連接；所述偶極發(fā)射模塊的第一輸出端與所述接線端子的第二輸入端電連接，所述偶極發(fā)射模塊的第二輸出端與所述偶極變壓器的輸入端電連接；所述單極變壓器的輸出端與所述接線端子的第三輸入端電連接，所述偶極變壓器的輸出端與所述接線端子的第四輸入端電連接；所述接線端子的輸出端作為所述換能器激勵信號輸出部件的輸出端；所述變壓器測試切換開關用于根據(jù)進行測試的是外部換能器或外部變壓器，相應地切換是否經(jīng)過所述單極變壓器或所述偶極變壓器的激勵信號。
[0015]進一步，所述變壓器測試切換開關的輸出端分別與所述單極發(fā)射模塊的測試切換輸入端和所述偶極發(fā)射模塊的測試切換輸入端電連接。
[0016](三)有益效果
[0017]本實用新型的聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置，通過設置和聲波測井井下儀器相同的激勵電壓、相同的激勵方式，激勵頻率，可以在實驗室完成模擬聲波測井井下儀器激勵聲波測井換能器，完成對聲波測井換能器的發(fā)射功率，方位一致性做出簡單評估，較好的反映出安裝好儀器的真實響應。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型電路的結構示意圖。
[0019]附圖中，各標號所代表的部件列表如下:
[0020]1、供電模塊，2、激勵高壓模塊，3、單極發(fā)射模塊，4、偶極發(fā)射模塊，5、發(fā)射控制器，
6、發(fā)射切換器，7、單極變壓器，8、偶極變壓器，9、變壓器測試切換開關，10、接線端子。
【具體實施方式】
[0021]本實用新型的聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置主要包括:供電部件、換能器激勵信號產(chǎn)生部件和換能器激勵信號輸出部件，下面結合圖1分別進行說明。
[0022]首先，對于供電部件，供電部件的輸入端與外部供電電源電連接，供電部件的輸出端與換能器激勵信號產(chǎn)生部件的輸入端電連接，供電部件用于向換能器激勵信號產(chǎn)生部件供電。根據(jù)一種實施方式，供電部件可以包括供電模塊I和激勵高壓模塊2，其中，供電模塊I供電模塊用于將外部供電電源輸入的交流電轉換成直流電輸出，其可以是一個AC-DC電源模塊，例如可以將外部輸入的110-220V交流電轉換為裝置所需的直流低壓例如120V直流電；激勵高壓模塊2用于將供電模塊I的直流電輸出轉換成與后面換能器激勵信號產(chǎn)生部件要求電壓適配的直流電壓并將該直流電壓輸出給換能器激勵信號產(chǎn)生部件。激勵高壓模塊2可以是一個DC-DC電源模塊，內(nèi)置電壓調(diào)節(jié)旋鈕，可調(diào)節(jié)輸出300-420V高壓，也就是說，可以根據(jù)模擬不同聲波測井儀器產(chǎn)生不同的換能器激勵電壓并輸出給后面的換能器激勵信號產(chǎn)生部件。
[0023]然后，對于換能器激勵信號產(chǎn)生部件，換能器激勵信號產(chǎn)生部件用于產(chǎn)生激勵信號。根據(jù)一種實施方式，換能器激勵信號產(chǎn)生部件可包括單極發(fā)射模塊3、偶極發(fā)射模塊4、發(fā)射控制器5和發(fā)射切換器6。單極發(fā)射模塊3用于產(chǎn)生周期性的單極脈沖控制信號，偶極發(fā)射模塊4用于產(chǎn)生周期性的偶極脈沖控制信號，發(fā)射控制器5用于調(diào)整單極脈沖控制信號和偶極脈沖控制信號的產(chǎn)生周期，發(fā)射切換器6用于選擇單極發(fā)射模塊3或偶極發(fā)射模塊4工作。激勵高壓模塊2的輸出端分別與單極發(fā)射模塊3的輸入端與偶極發(fā)射模塊4的輸入端電連接。
[0024]在實際中，對于單極發(fā)射模塊3可以這樣實現(xiàn)，單極發(fā)射模塊3包括MOS管和用于產(chǎn)生和輸出控制脈沖的控制脈沖產(chǎn)生部件，控制脈沖產(chǎn)生部件的輸出端與MOS管的控制極電連接，MOS管的漏極與激勵高壓模塊2的輸出端電連接，MOS管的源極作為單極發(fā)射模塊3的輸出端。也就是說，單極發(fā)射模塊3內(nèi)部可通過脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生周期性的脈沖控制信號，此脈沖控制信號接入高壓MOS管的控制極即G極，本實用新型的供電部件產(chǎn)生的換能器激勵電壓被接入高壓MOS管的漏極即D極。通過控制信號電平的高低變化在高壓MOS管的源極即S極產(chǎn)生周期性的單極換能器激勵信號并將此信號用于輸出。偶極發(fā)射模塊工作原理和單極發(fā)射模塊類似，最后在高壓MOS管的S極產(chǎn)生周期性的偶極換能器激勵信號。對于發(fā)射控制器5，可通過本實用新型聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置外置的旋鈕調(diào)節(jié)控制單極發(fā)射模塊3周期性的脈沖控制信號的產(chǎn)生周期，以及脈沖高電平持續(xù)時間，具體地，根據(jù)一種實施方式，可以通過調(diào)整電阻值來改變其內(nèi)部振蕩回路的RC值來實現(xiàn)；類似地，發(fā)射控制器5同樣可調(diào)節(jié)控制偶極發(fā)射模塊4周期性的脈沖控制信號的產(chǎn)生周期，以及脈沖高電平持續(xù)時間。發(fā)射切換器6通過聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置外置的切換開關根據(jù)當前為測試單極換能器還是偶極換能器選擇單極發(fā)射模塊3還是偶極發(fā)射模塊4工作。
[0025]最后，對于換能器激勵信號輸出部件，換能器激勵信號輸出部件的輸入端與換能器激勵信號產(chǎn)生部件的輸出端電連接，換能器激勵信號輸出部件用于通過其輸出端向外部待測換能器或外部待測變壓器輸出激勵信號。根據(jù)一種實施方式，換能器激勵信號輸出部件包括單極變壓器7、偶極變壓器8、變壓器測試切換開關9和接線端子10。單極發(fā)射模塊3的第一輸出端與接線端子10的第一輸入端a電連接，單極發(fā)射模塊3的第二輸出端與單極變壓器7的輸入端電連接；偶極發(fā)射模塊4的第一輸出端與接線端子10的第二輸入端b電連接，偶極發(fā)射模塊4的第二輸出端與偶極變壓器8的輸入端電連接；單極變壓器7的輸出端與接線端子10的第三輸入端c電連接，偶極變壓器8的輸出端與接線端子10的第四輸入端d電連接；接線端子10的輸出端作為換能器激勵信號輸出部件的輸出端，向待測換能器或待測變壓器提供激勵電壓。變壓器測試切換開關9用于根據(jù)進行測試的是外部換能器或外部變壓器，相應地切換是否經(jīng)過所述單極變壓器或所述偶極變壓器的激勵信號。[0026]在實際中，變壓器測試切換開關9的輸出端分別與單極發(fā)射模塊3的測試切換輸入端和偶極發(fā)射模塊4的測試切換輸入端電連接。變壓器測試切換開關9通過聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置外置的切換開關選擇測試變壓器還是直接測試換能器。例如，根據(jù)一種實施方式，當測試換能器時，信號鏈路為單極換能器激勵信號-單極變壓器初級-單極變壓器次級-接線端子，偶極換能器激勵信號-偶極變壓器初級-偶極變壓器次級-接線端子。當測試變壓器時，信號鏈路為單極換能器激勵信號-接線端子，偶極換能器激勵信號-接線端子。這種優(yōu)選配置的好處是:因為單極變壓器和偶極變壓器的作用有兩個，第一個作用是升壓，例如可以將300-420V激勵輸出電壓升至2000-6000V，使得換能器有足夠的電壓完成電聲轉換；第二個作用是匹配，因為換能器阻抗特性一般為容性，而變壓器的阻抗特性為感性，如果通過調(diào)整變壓器的初次級電感使得變壓器和換能器處于調(diào)諧狀態(tài)，即二者相對激勵輸出端口總負載為純阻性，這樣能量可以更好的作用在換能器上，提高電轉換效率。因此，在本實用新型的測試裝置內(nèi)有針對測試換能器匹配好的單極、偶極變壓器激勵待測換能器，可以更好的對待測換能器的特性進行測量，更真實的反映待測換能器特性。聲波測井儀器中同樣需要升壓和匹配特性良好的單極變壓器和偶極變壓器，因此在儀器組裝前也需要對變壓器進行一個模擬儀器工作狀態(tài)下的測試，本聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置設置切換的目的就是提供一個接口接駁待測變壓器，可以通過和內(nèi)置變壓器測量結果的對比完成待測變壓器的測試評估。
[0027]下面將介紹和說明本實用新型常用的使用方法和工作流程，這些介紹和說明將有利于本領域技術人員進一步理解本實用新型的結構和有益效果。
[0028]根據(jù)一種實施方式，本實用新型聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置工作流程如下:
[0029]單極換能器測試:
[0030](I)將待測單極換能器接入聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置的接線端子的輸出端;
[0031](2)調(diào)節(jié)變壓器測試切換開關9使聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置工作在測試換能器模式；
[0032](3)調(diào)節(jié)換能器激勵信號產(chǎn)生部件的發(fā)射切換器6使裝置工作在單極發(fā)射模塊工作狀態(tài)；
[0033](4)調(diào)節(jié)換能器激勵信號產(chǎn)生部件的發(fā)射控制器5選擇換能器激勵周期以及激勵脈沖信號高電平持續(xù)時間去模擬不同的聲波測井井下儀器測試不同類型的單極換能器。
[0034]偶極換能器測試:
[0035](I)將待測偶極換能器接入聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置接線端子的輸出端;
[0036](2)調(diào)節(jié)變壓器測試切換開關9使聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置工作在測試換能器模式；
[0037](3)調(diào)節(jié)換能器激勵信號產(chǎn)生部件的發(fā)射切換器6使裝置工作在偶極發(fā)射模塊工作狀態(tài)；
[0038](4)調(diào)節(jié)換能器激勵信號產(chǎn)生部件的發(fā)射控制器5選擇換能器激勵周期以及激勵脈沖信號高電平持續(xù)時間去模擬不同的聲波測井井下儀器測試不同類型的偶極換能器。[0039]發(fā)射變壓器測試:
[0040](I)將待測變壓器初級接入聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置接線端子的輸出端，在待測變壓器次級接入需匹配的發(fā)射換能器；
[0041](2)調(diào)節(jié)變壓器測試切換開關9使聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置工作在測試變壓器模式；
[0042](3)根據(jù)發(fā)射變壓器類型調(diào)節(jié)換能器激勵信號產(chǎn)生部件的發(fā)射切換器6使裝置工作為單極發(fā)射模塊3或偶極發(fā)射模塊4工作狀態(tài)；
[0043](4)調(diào)節(jié)換能器激勵信號產(chǎn)生部件的發(fā)射控制器5選擇換能器激勵周期以及激勵脈沖信號高電平持續(xù)時間。
[0044]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置，其特征在于:包括供電部件、換能器激勵信號產(chǎn)生部件和換能器激勵信號輸出部件， 所述供電部件的輸入端與外部供電電源電連接，所述供電部件的輸出端與所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件的輸入端電連接，所述供電部件用于向所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件供電； 所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件用于產(chǎn)生激勵信號； 所述換能器激勵信號輸出部件的輸入端與所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件的輸出端電連接，所述換能器激勵信號輸出部件用于通過其輸出端向外部待測換能器或外部待測變壓器輸出激勵信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置，其特征在于:所述供電部件包括供電模塊和激勵高壓模塊， 所述供電模塊的輸入端作為所述供電部件的輸入端，所述供電模塊用于將外部供電電源輸入的交流電轉換成直流電輸出； 所述激勵高壓模塊的輸入端與所述供電模塊的輸出端電連接，所述激勵高壓模塊的輸出端作為所述供電部件的輸出端，所述激勵高壓模塊用于將所述供電模塊輸出的直流電轉換成與所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件要求電壓適配的直流電壓并將該直流電壓輸出給所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件。
3.根據(jù)權利要求 2所述的聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置，其特征在于:所述激勵高壓模塊的輸出端產(chǎn)生的電壓為300至420伏直流電壓。
4.根據(jù)權利要求1所述的聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置，其特征在于:所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件包括單極發(fā)射模塊、偶極發(fā)射模塊、發(fā)射控制器和發(fā)射切換器， 所述單極發(fā)射模塊的輸入端與偶極發(fā)射模塊的輸入端一起作為所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件的輸入端，所述單極發(fā)射模塊的輸出端與偶極發(fā)射模塊的輸出端一起作為所述換能器激勵信號產(chǎn)生部件的輸出端； 所述單極發(fā)射模塊用于產(chǎn)生周期性的單極脈沖控制信號， 所述偶極發(fā)射模塊用于產(chǎn)生周期性的偶極脈沖控制信號， 所述發(fā)射控制器用于調(diào)整所述單極脈沖控制信號和所述偶極脈沖控制信號的產(chǎn)生周期， 所述發(fā)射切換器用于選擇所述單極發(fā)射模塊或所述偶極發(fā)射模塊工作。
5.根據(jù)權利要求4所述的聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置，其特征在于:所述單極發(fā)射模塊包括MOS管和用于產(chǎn)生和輸出控制脈沖的控制脈沖產(chǎn)生部件，所述控制脈沖產(chǎn)生部件的輸出端與所述MOS管的控制極電連接， 所述MOS管的漏極為所述單極發(fā)射模塊的輸入端，所述MOS管的源極為所述單極發(fā)射模塊的輸出端。
6.根據(jù)權利要求4所述的聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置，其特征在于:所述發(fā)射控制器的輸出端與所述發(fā)射切換器的輸入端電連接，所述發(fā)射切換器的輸出端分別與所述單極發(fā)射模塊的發(fā)射切換輸入端和所述偶極發(fā)射模塊的發(fā)射切換輸入端電連接。
7.根據(jù)權利要求4所述的聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置，其特征在于:所述換能器激勵信號輸出部件包括單極變壓器、偶極變壓器、變壓器測試切換開關和接線端子，所述單極發(fā)射模塊的第一輸出端與所述接線端子的第一輸入端電連接，所述單極發(fā)射模塊的第二輸出端與所述單極變壓器的輸入端電連接；所述偶極發(fā)射模塊的第一輸出端與所述接線端子的第二輸入端電連接，所述偶極發(fā)射模塊的第二輸出端與所述偶極變壓器的輸入端電連接； 所述單極變壓器的輸出端與所述接線端子的第三輸入端電連接，所述偶極變壓器的輸出端與所述接線端子的第四輸入端電連接； 所述接線端子的輸出端作為所述換能器激勵信號輸出部件的輸出端； 所述變壓器測試切換開關用于根據(jù)進行測試的是外部換能器或外部變壓器，相應地切換是否經(jīng)過所述單極變壓器或所述偶極變壓器的激勵信號。
8.根據(jù)權利要求7所述的聲波測井發(fā)射換能器激勵測試裝置，其特征在于:所述變壓器測試切換開關的輸出端分別與所述單極發(fā)射模塊的測試切換輸入端和所述偶極發(fā)射模塊的測試切換輸 入端電連接。
【文檔編號】G01V13/00GK203759279SQ201420106360
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月10日 優(yōu)先權日:2014年3月10日
【發(fā)明者】仇傲, 李源, 劉西恩, 陳洪海 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務股份有限公司