[实用新型]用于井下工程参数测量的混合滤波电路

说明书

技术领域

本实用新型属于石油天然气钻井技术领域，特别是涉及一种用于井下工程参数测量的混合滤波电路。

背景技术

石油钻井领域中，智能钻井工具通过井下测量单元对井底压力、环空压力、钻压、温度、扭矩等工程参数进行实时测量和处理，用于进行井下工况分析、工具故障分析、优化钻具组合、指导正常钻进。由于钻进过程中伴随着钻头与井底的冲击振动、钻柱与井壁的碰撞、井下多种钻井液体系及高温、高压环境的存在，采集到的信号幅值小、包含较大的噪声和失真，严重时存在丢帧和无法读取的问题，常规的无源或有源滤波方式均无法保证较好的滤波效果，对后期的信号处理、分析决策带来困难。

因此，研究一种用于井下工程参数测量的混合滤波电路，首先由无源滤波方式滤除小信号中存在的大噪声信号，然后对信号进行放大后，再采用有源滤波方式进行精确滤波，通过无源、放大、有源混合滤波的方式实现信号的去噪，保证后期信号处理、分析决策的顺利进行。

发明内容

本实用新型旨在提出一种用于井下工程参数测量的混合滤波电路，实现井下工程参数测量数据的去噪声处理。

为了达到上述目的，本实用新型提供的用于井下工程参数测量的混合滤波电路包括：井下测量单元、混合滤波单元、后期处理单元、电源管理单元，其中：井下测量单元通过混合滤波单元与后期处理单元连接，电源管理单元分别与井下测量单元、混合滤波单元、后期处理单元连接；所述井下测量单元用于井底压力、环空压力、钻压、温度、扭矩在内的工程参数的实时测量，混合滤波单元用于滤除所述井下测量单元输出的测量数据中包含的噪声信号，所述后期处理单元用于对所述混合滤波单元输出的滤波后的信号进行后续处理，包括放大、模/数、数/模转换、数据分析处理操作，所述电源管理单元用于为整个电路提供稳定的直流电能。

所述混合滤波单元包括，无源滤波电路、信号放大电路、有源滤波电路，其中：无源滤波电路通过信号放大电路与有源滤波电路连接，井下测量单元与无源滤波电路连接，有源滤波电路与后期处理单元连接；所述无源滤波电路对所述井下测量单元输出的测量信号进行处理，粗略滤除其中存在的高频、大噪声信号，所述信号放大电路用于对无源滤波电路输出的滤波信号进行一定倍数的放大操作，便于对信号的进一步滤波处理，所述有源滤波电路用于对所述信号放大电路输出的放大信号进行精确滤波，保留有用频段信息。

所述无源滤波电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一二极管D1、第二二极管D2、第一电容C1、第二电容C2，第二电阻R2与第一电容C1组成第一低通无源滤波网络，第三电阻R3与第二电容C2组成第二低通无源滤波网络，第一电阻R1一端连接所述井下测量单元100输出信号的正信号端VIN+，另一端连接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极连接所述井下测量单元输出信号的负信号端VIN-，第二二极管D2与第一二极管D1 反向并联，第一二极管D1的正极连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端同时连接第一电容C1的一端和第三电阻的一端，第一电容C1的另一端连接所述井下测量单元输出信号的负信号端VIN-，第三电阻R3的另一端为无源滤波电路的正信号输出端，与第三电容C3的一端连接，第三电容C3的另一端为无源滤波电路的负信号输出端，与所述井下测量单元输出信号的负信号端 VIN-连接。