本發(fā)明涉及礦場地球物理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種井間電磁同步測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

井間電磁成像測井通過在兩口井間或多口井間實(shí)施掃描式測量，通過測量發(fā)射井到接收井信號的幅度衰減以及相位延遲等掃描數(shù)據(jù)后，運(yùn)用計(jì)算機(jī)層析技術(shù)得到兩口井間或多口井間電阻率剖面成像圖。在上述測量成像過程中，為了保證相位測量的準(zhǔn)確性，必須保證發(fā)射井發(fā)射監(jiān)測信號與接收井接收信號同時(shí)刻啟動a/d進(jìn)行采集。而發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的單井測量中，所有信號均是基于一個(gè)自產(chǎn)生時(shí)鐘或同步信號的，該信號生成過程實(shí)施較為簡單，但相對精度較低且受溫度影響較大，無法保證發(fā)射井發(fā)射監(jiān)測信號與接收井接收信號的同步，因此現(xiàn)有的單井測量時(shí)鐘生成技術(shù)無法應(yīng)用到井間測量中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種井間電磁同步測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)保證了發(fā)射井、接收井兩者時(shí)鐘的同時(shí)工作，實(shí)現(xiàn)了發(fā)射井、接收井井下信號的實(shí)時(shí)同步采集。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

一種井間電磁同步測量系統(tǒng)，包括有發(fā)射井井下裝置以及接收井井下裝置，還包括：

順次與發(fā)射井井下裝置連接設(shè)置的發(fā)射井鎖相環(huán)路、發(fā)射井總線接口以及設(shè)置在地面上的發(fā)射井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)；

所述發(fā)射井鎖相環(huán)路包括有第一數(shù)字鎖相環(huán)、第一斯密特觸發(fā)器、第一晶體振蕩器、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、第一數(shù)字信號處理模塊以及第一n分頻模塊；

順次與接收井井下裝置連接設(shè)置的接收井鎖相環(huán)路、接收井總線接口以及設(shè)置在地面上的接收井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)；

所述接收井鎖相環(huán)路包括有第二數(shù)字鎖相環(huán)、第二斯密特觸發(fā)器、第二晶體振蕩器、第二數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、第二數(shù)字信號處理模塊以及第二n分頻模塊；

所述發(fā)射井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)、所述接收井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)均與gps 衛(wèi)星上的時(shí)鐘信號相鎖定。

進(jìn)一步的，所述發(fā)射井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)還連接設(shè)置有發(fā)射井gps天線；所述接收井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)還連接設(shè)置有接收井gps天線。

較為優(yōu)選的，所述發(fā)射井總線接口上還連接有第一無線電臺以及第一無線電臺天線；所述接收井總線接口上還連接有第二無線電臺以及第二無線電臺天線；

第一無線電臺與第二無線電臺通過第一無線電臺天線與第二無線電臺天線建立通訊連接。

優(yōu)選的，第一數(shù)字鎖相環(huán)穩(wěn)態(tài)相位誤差為不大于0.03。

優(yōu)選的，第二數(shù)字鎖相環(huán)穩(wěn)態(tài)相位誤差為不大于0.03。

可選的，第一斯密特觸發(fā)器、第二斯密特觸發(fā)器為反相輸出斯密特觸發(fā)器。

較為優(yōu)選的，第一晶體振蕩器的最大偏移誤差不大于10ns，第二晶體振蕩器的最大偏移誤差不大于10ns。

本發(fā)明提供了一種井間電磁同步測量系統(tǒng)，該井間電磁同步測量系統(tǒng)中設(shè)置有順次與發(fā)射井井下裝置連接設(shè)置的發(fā)射井鎖相環(huán)路、發(fā)射井總線接口以及設(shè)置在地面上的發(fā)射井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)，順次與接收井井下裝置連接設(shè)置的接收井鎖相環(huán)路、接收井總線接口以及設(shè)置在地面上的接收井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)。具有上述結(jié)構(gòu)的測量系統(tǒng)，通過配置兩個(gè)相互獨(dú)立的地面時(shí)鐘接收系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)各自地面系統(tǒng)與gps衛(wèi)星上的同步；進(jìn)一步通過鎖相環(huán)電路以及針對溫度的補(bǔ)償，將井下時(shí)鐘與地面時(shí)鐘同步起來，最終實(shí)現(xiàn)發(fā)射井與接收井兩者時(shí)鐘的同步性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明井間電磁同步測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明井間電磁同步測量系統(tǒng)中發(fā)射井鎖相環(huán)路的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種井間電磁同步測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)保證了發(fā)射井、接收井兩者時(shí)鐘的同時(shí)工作，實(shí)現(xiàn)了發(fā)射井、接收井井下信號的實(shí)時(shí)同步采集。

下面結(jié)合下述附圖對本發(fā)明實(shí)施例做詳細(xì)描述。

本發(fā)明提供一種井間電磁同步測量系統(tǒng)，如圖1所示，該井間電磁同步測量系統(tǒng)包括有發(fā)射井井下裝置1以及接收井井下裝置2。其中，發(fā)射井井下裝置1順次連接有發(fā)射井井下裝置連接設(shè)置的發(fā)射井鎖相環(huán)路11、發(fā)射井總線接口12以及設(shè)置在地面上的發(fā)射井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)13；接收井井下裝置2順次連接有接收井鎖相環(huán)路21、接收井總線接口22以及設(shè)置在地面上的接收井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)23。進(jìn)一步的，發(fā)射井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)13還連接設(shè)置有發(fā)射井gps天線14；而接收井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)23還連接設(shè)置有接收井gps天線24。

值得注意的是，本發(fā)明提供的一種井間電磁同步測量系統(tǒng)其發(fā)射井、接收井井間同步的過程可分為兩個(gè)環(huán)節(jié)：(1)、兩個(gè)獨(dú)立的地面系統(tǒng)分別與同一個(gè)gps衛(wèi)星3上的時(shí)鐘信號進(jìn)行同步。其中，發(fā)射井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)13與接收井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)23兩者分別與同一個(gè)gps衛(wèi)星時(shí)鐘信號進(jìn)行實(shí)時(shí)修正，從而分別把自身的時(shí)鐘與gps衛(wèi)星3上時(shí)鐘(銫鐘)同步起來。通過上述實(shí)時(shí)修正，發(fā)射井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)13、接收井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)23與gps衛(wèi)星3上的時(shí)鐘誤差可保證小于≤2e-12，相位誤差可保證小于50ns。

(2)、完成井下裝置與其相對應(yīng)的地面系統(tǒng)的時(shí)鐘同步過程。下面以發(fā)射井為例進(jìn)行介紹。發(fā)射井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)13在完成自身時(shí)鐘的實(shí)時(shí)修正后，

經(jīng)發(fā)射井總線接口12、發(fā)射井鎖相環(huán)路11向井下儀器傳送經(jīng)實(shí)時(shí)修正后的同步時(shí)鐘。

其中，在傳輸該實(shí)時(shí)修正后的同步時(shí)鐘時(shí)，為防止供電電流等信號對同步時(shí)鐘信號的干擾(發(fā)射井通常設(shè)置有7根傳輸電纜，其中，只有2根傳輸電纜用于傳輸同步時(shí)鐘信號，其它電纜則用于井下儀器的供電以及通訊)，還需要對 該實(shí)時(shí)修正后的同步時(shí)鐘信號進(jìn)行鎖相處理。具體的，該鎖相處理過程由發(fā)射井鎖相環(huán)路11完成。如圖2所示，發(fā)射井鎖相環(huán)路11包括有包括有第一數(shù)字鎖相環(huán)111、第一斯密特觸發(fā)器112、第一晶體振蕩器113、第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊114、第一數(shù)字信號處理模塊115以及第一n分頻模塊116。

其中，經(jīng)鎖相處理后，第一n分頻模塊116得到的比較信號與修正后的同步時(shí)鐘兩者滿足：fin＝fout，即兩者頻率相同；而兩者相位相差90°+θ。因此為保證兩者的同步，需保證θ趨近于0。進(jìn)一步分析后，θ與僅頻率f0有關(guān)，頻率f0為第一晶體振蕩器113所產(chǎn)生。而第一晶體振蕩器113產(chǎn)生的f0會隨其所處工作環(huán)境溫度變化而變化，因此還要在第一數(shù)字信號處理模塊115中保存晶體隨溫度變化的參數(shù)。通過測量溫度的變化情況，控制第一數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊114產(chǎn)生的電壓，從而調(diào)整第一晶體振蕩器113產(chǎn)生的頻率f0，最終達(dá)到使第一n分頻模塊116得到的比較信號與修正后的同步時(shí)鐘兩者相互同步。而后，只需將得到的比較信號在電纜上傳送，作為井下儀器時(shí)鐘的同步參考時(shí)鐘即可。

同理，接收井井下儀器時(shí)鐘的同步參考時(shí)鐘可通過相類似的方式得到，在此不做贅述。而接收井鎖相環(huán)路中包括有第二數(shù)字鎖相環(huán)、第二斯密特觸發(fā)器、第二晶體振蕩器、第二數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、第二數(shù)字信號處理模塊以及第二n分頻模塊等結(jié)構(gòu)單元。

除此之外，作為本發(fā)明的一種較為優(yōu)選實(shí)施方式，如圖1所示，發(fā)射井總線接口12上還連接有第一無線電臺15以及第一無線電臺天線16；接收井總線接口22上還連接有第二無線電臺25以及第二無線電臺天線26。通過第一無線電臺天線16與第二無線電臺天線26，第一無線電臺15與第二無線電臺25建立通訊連接，從而可對發(fā)射井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)13以及接收井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)23兩者實(shí)時(shí)修正的時(shí)鐘信號進(jìn)行驗(yàn)證，以確定上述兩個(gè)時(shí)鐘信號同步性。

需要補(bǔ)充說明的是，作為一種較為優(yōu)選實(shí)施方式，第一數(shù)字鎖相環(huán)、第二數(shù)字鎖相環(huán)穩(wěn)態(tài)相位誤差為不大于0.03；第一斯密特觸發(fā)器、第二斯密特觸發(fā)器為反相輸出斯密特觸發(fā)器；第一晶體振蕩器、第二晶體振蕩器的最大偏移誤差不大于10ns。

本發(fā)明提供了一種井間電磁同步測量系統(tǒng)，該井間電磁同步測量系統(tǒng)中設(shè)置有順次與發(fā)射井井下裝置連接設(shè)置的發(fā)射井鎖相環(huán)路、發(fā)射井總線接口以及設(shè)置在地面上的發(fā)射井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)，順次與接收井井下裝置連接設(shè)置的接收井鎖相環(huán)路、接收井總線接口以及設(shè)置在地面上的接收井gps同步時(shí)鐘接收機(jī)。具有上述結(jié)構(gòu)的測量系統(tǒng)，通過配置兩個(gè)相互獨(dú)立的地面時(shí)鐘接收系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)各自地面系統(tǒng)與gps衛(wèi)星上的同步；進(jìn)一步通過鎖相環(huán)電路以及針對溫度的補(bǔ)償，將井下時(shí)鐘與地面時(shí)鐘同步起來，最終實(shí)現(xiàn)發(fā)射井與接收井兩者時(shí)鐘的同步性。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。