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理论研究表明超声波是一种振动高频短波,可以在弹性材料中传播;具有良好的方向性、高能量,在一定区域内可集中定向辐射;且穿透力强,在界面上具有反射特性。井周超声成像测井以超声波的这些物理特性为基础,将测量结果送入地面系统进行处理分析可得到井壁岩性及构造信息,适用于裸眼井、套管井。
超声成像测井原理是旋转电机带动超声换能器连续向井壁发射超声波,换能器同时接收反射回来的超声回波,将返回的超声波转化为脉冲信号。井下仪器对该脉冲信号采集、处理后得出回波时间、回波幅度这两个重要物理量:回波时间反应井眼形态;回波幅度反映井壁岩性。
本文主要介绍井周超声成像测井仪井下部分电路、FPGA时序控制软;的研制情况,同时介绍了地面数据接口电路设计方案、测井仪器数据传输的过程,地面仪器与计算机的通信等内容。文中涉及的具体电路包括脉冲幅度分析电路、数据缓存电路、FPGA控制电路,接口电路等。井下仪器采用FPGA实现对各电路的时序控制,主要完成了AGC控制、数据采集控制,数据缓存控制。井下数据采集电路测得超声回波时间、回波幅度两个物理量后,采用PCM编码方式将数据经电缆传输到地面系统中,进行后续的数据处理。地面仪器采用USB通信方式,使用单片机实现地面信号处理系统与PC机的通信。最后,通过调试,仪器实现各项性能。