[发明专利]一种可扩展通道的瞬变电磁响应采集系统及其方法

说明书

本发明公开了一种可扩展通道的瞬变电磁响应采集系统及其方法，包括ARM主控电路、选通电路、信号调理电路、ADC采集电路、发射电路、驱动电路、上位机、稳压直流电源、发射线圈、接收线圈阵列。本发明可以记录不同位置不同深度的地层电阻率变化信息，并且可以实验定性验证全空间几何因子，验证磁芯能够用于井间探测时增强远源位置接收线圈响应波形的幅值。

技术领域

本发明属于石油工程测井施工中裸眼井地层物理参数和岩性评价专用仪器技术领域，更具体的说，是涉及一种可扩展通道的瞬变电磁响应采集系统及其方法。

背景技术

目前国内多数油田已经进入开发尾期，处于一种油水关系难以分辨，剩余油储藏不集中的高含水阶段，所以目前在石油勘探领域面临的难题就是精准评估剩余油的饱和度以及所在位置等特性从而提高油田的采收量。在以往的地球物理勘探中，瞬变电磁测量仪器采集到的有用信号的幅度与地层电导率成正比，同时受到地层岩性、地层温度和地层中泥浆所含离子的成分的影响，随着探测轴向和纵向距离的增大，响应幅度逐渐变小，不利于信号的采集和后续响应波形的绘制。而且所用仪器一般只能同步测量单个位置不同深度的地层电导率信息，无法对不同位置不同深度的地层进行探测，因此无法精确监测剩余油所在位置。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出了一种可扩展通道的瞬变电磁响应采集系统及其方法，可以描绘不同空间中地层电阻率变化信息，得到有用信号波形，也能增强接收响应波形幅值和减小峰值衰减系数，对不同位置不同深度的地层进行探测。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明可扩展通道的瞬变电磁响应采集系统，包括ARM主控电路、选通电路、信号调理电路、ADC采集电路、发射电路、驱动电路、上位机、稳压直流电源、发射线圈、接收线圈阵列；所述ARM主控电路分别与ADC采集电路、上位机双向通信，所述ARM主控电路输出端分别连接驱动电路、选通电路的输入端，所述发射电路的输入端连接驱动电路的输出端，所述稳压直流电源为发射电路提供工作电压，所述信号调理电路的输入、输出端分别连接选通电路的输出端、ADC采集电路的输入端，所述发射线圈并联于发射电路负载两端，所述接收线圈阵列中的每个接收线圈均连接选通电路；

所述ARM主控电路负责数据的传输，把ADC采集电路采集的数据传输到上位机；也负责控制采集的数据量、发射信号波形以及发射信号的时间间隔，同时负责控制选通电路的工作，决定选通电路具体是哪些通道在工作；

所述选通电路用于把8路通道扩展成64路通道；

所述信号调理电路用于对接收线圈的8通道瞬变电磁响应信号滤除噪声并进行差分放大；

所述ADC采集电路用于采集接收线圈位置的信号，将模拟信号转换成数字信号，并且通过数据传输协议将数字信号传输至ARM主控电路；

所述发射电路用于激发双极性方波，给发射线圈提供激励源；

所述驱动电路用于给发射电路提供两路信号，使得发射电路有最基本的发射波形；

所述上位机用于存储ARM主控电路传输的采集数据，并将数据绘制成波形图，同时根据实验需求设置不同的技术参数：选通模式、单次采集、连续多次采集、扫描串口、采集间隔时间。

所述ARM主控电路采用STM32F103ZET6控制芯片，所述ADC采集电路采用ADS1278模数转换芯，所述选通电路由八个CD4051BE芯片构成，每个CD4051BE芯片均连接八个接收线圈，八个CD4051BE芯片均与信号调理电路连接。

所述接收线圈阵列设置八个，均垂直于地面固定，八个接收线圈阵列的位置分别位于正方形的四个顶点位置和各边中点位置；每个所述接收线圈阵列均由八个等间距的接收线圈构成，通过PVC管固定；所述发射线圈设置于任一个接收线圈阵列的底部，所述发射线圈和所有接收线圈的参数一致。