專利名稱：能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于油田勘探開發(fā)過程中的電信號(hào)檢測(cè)和接收的電法接收裝置， 尤其是一種能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀，主要應(yīng)用于油田開發(fā)中的壓裂、注水、調(diào) 剖和隨鉆過程監(jiān)測(cè)。
背景技術(shù)：
油氣開采生產(chǎn)井壓裂作業(yè)后基本上都需要裂縫方位監(jiān)測(cè)，深層氣井也需要進(jìn)行壓 裂裂縫監(jiān)測(cè)。目前，應(yīng)用于油田勘探開發(fā)的電法接收儀在地面測(cè)試人工電位場(chǎng)時(shí)，采用超低 頻方波/直流發(fā)射與對(duì)應(yīng)接收，無法完全剔除相同頻率的干擾信號(hào)，對(duì)信號(hào)的處理方式是: 先接收全部相同頻率信號(hào)，再進(jìn)行干擾信號(hào)消除，因此對(duì)信噪要求較高，背景干擾信號(hào)較大 或信號(hào)強(qiáng)度較弱，均會(huì)對(duì)電位異常分辨能力產(chǎn)生較大影響，在采集過程中無法排除干擾信 號(hào)的影響。所以急需一種具有微伏級(jí)測(cè)量精度的、抗干擾的接收儀。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種高測(cè)量精度的、抗干擾的能加載偽隨機(jī)編碼的可控 信號(hào)接收儀，其中的可控信號(hào)加載有偽隨機(jī)編碼，在油田勘探開發(fā)中當(dāng)井內(nèi)深層發(fā)射，在地 面測(cè)試人工電場(chǎng)時(shí)，能夠排除干擾背景，可清晰地分辨深層低阻異常體。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是一種能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀，用于油田勘探開發(fā)過程中的電信號(hào)檢 測(cè)和接收，至少包括依次連接的信號(hào)采集和放大單元、濾波單元以及A/D轉(zhuǎn)換單元，其中所 述信號(hào)采集和放大單元將采集到的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)放大后傳輸給所述濾波單元和所述A/D轉(zhuǎn)換 單元進(jìn)行處理；所述可控信號(hào)接收儀還包括DSP處理單元、通訊單元以及中央控制器單 元，所述通訊單元連接于所述A/D轉(zhuǎn)換單元和所述中央控制器單元之間；其中所述中央控 制器單元產(chǎn)生偽隨機(jī)編碼并轉(zhuǎn)化為電壓變化信號(hào)，再通過所述通訊單元傳輸給所述DSP處 理單元，作為特征信號(hào)保存；另一方面，DSP處理單元還接收所述A/D轉(zhuǎn)換單元處理后的現(xiàn) 場(chǎng)信號(hào)，并與所述特征信號(hào)進(jìn)行對(duì)比處理，處理的結(jié)果是只保留具有所述偽隨機(jī)編碼特征 的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。所述中央控制器單元進(jìn)一步包括一個(gè)中央控制器以及一個(gè)偽隨機(jī)編碼發(fā)生單元； 其中所述偽隨機(jī)編碼發(fā)生單元根據(jù)測(cè)量精度的要求產(chǎn)生不同的偽隨機(jī)編碼并傳輸至所述 中央控制器，而所述中央控制器將所述偽隨機(jī)編碼轉(zhuǎn)化為電壓變化的信號(hào)。所述偽隨機(jī)編碼通過選用不同的周期而產(chǎn)生不同的測(cè)量精度，偽隨機(jī)編碼位數(shù)越 長(zhǎng)，測(cè)量精度越高。所述偽隨機(jī)編碼發(fā)生單元產(chǎn)生的偽隨機(jī)編碼為15位。所述DSP處理單元包括一個(gè)TMS320C2XX型DSP器件以及至少一個(gè)存儲(chǔ)器。所述存儲(chǔ)器為SRAM高速存儲(chǔ)器。[0012]所述中央控制器單元還包括電平轉(zhuǎn)換電路，連接于所述中央控制器和所述偽隨機(jī) 編碼發(fā)生單元之間；其中所述偽隨機(jī)編碼發(fā)生單元發(fā)出的所述偽隨機(jī)編碼由所述電平轉(zhuǎn)換 電路傳輸至所述中央控制器，由所述中央控制器處理轉(zhuǎn)化為電壓變化信號(hào)，再由所述通訊 電路通過一個(gè)通訊電路發(fā)送至所述通訊單元。所述中央控制器為單片機(jī)C8051F236，所述單片機(jī)轉(zhuǎn)化生成的電壓變化信號(hào)為 士5V電壓變化信號(hào)；所述通訊電路采用MAX485電路，所述電平轉(zhuǎn)換電路采用MAX232電路。所述MAX232電路和所述MAX485電路通過串行口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和通信。所述偽隨機(jī)編碼發(fā)生單元為一臺(tái)計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)還具有實(shí)時(shí)打印和顯示監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)的功能。所述信號(hào)采集和放大單元包括多組測(cè)點(diǎn)，每組測(cè)點(diǎn)分別包括N、COM、M端子，所述 多個(gè)N、COM、M端子以被測(cè)井為圓心分內(nèi)、中、外三圈均勻分布以測(cè)試N-COM、M-COM之間的 電壓。所述信號(hào)采集和放大單元包括24組測(cè)點(diǎn)，所述內(nèi)、中、外三圈與被測(cè)井的距離分 別為70m、100m、150m，每組測(cè)點(diǎn)的采樣頻率為1MHz，采樣方式為中斷方式，采樣通道數(shù)為2路。本實(shí)用新型具有積極的效果本實(shí)用新型的可控信號(hào)接收儀把偽隨機(jī)編碼控制技術(shù)應(yīng)用到大地人工電位場(chǎng)測(cè) 試中，由大功率發(fā)射儀通過油/水井或地面電極向地層供入偽隨機(jī)編碼控制的方波電流， 地面電位通過本實(shí)用新型的可控信號(hào)接收儀進(jìn)行同步測(cè)量，接收儀只接收具有與發(fā)射信號(hào) 相同特征的信號(hào)，這一特征信號(hào)在干擾信號(hào)中不會(huì)出現(xiàn)，從而根本上解決了儀器分辨率和 精度問題，可完成數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)處理，可隨時(shí)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)圖形和數(shù)據(jù)報(bào)表，并可現(xiàn)場(chǎng)查 看和打印，極大地方便了現(xiàn)場(chǎng)操作。

圖1為本實(shí)用新型能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀的功能原理框圖；圖2為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的中央控制器單元的功能框圖；圖3為圖2實(shí)施例的中央控制器單元的詳細(xì)電路圖；圖4為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的信號(hào)采集和放大單元的詳細(xì)電路圖；圖5為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的濾波電路圖；圖6為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的A/D轉(zhuǎn)換電路圖；圖7a 圖7c為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的DSP處理系統(tǒng)圖；圖8為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的通訊單元的詳細(xì)電路圖；圖9為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例DDPI-EMR接收儀系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)連接示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀進(jìn)行詳細(xì)說明。 但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知曉的是，本實(shí)用新型不限于所列出的具體實(shí)施方式
，只要符合 本發(fā)明的精神，都應(yīng)該包括于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。首先請(qǐng)參考圖1，為本實(shí)用新型的能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀的功能原
5理框圖；本實(shí)用新型的可控信號(hào)接收儀包括以下幾個(gè)主要部分1、信號(hào)采集和放大單元110圖1中只給出了一組測(cè)點(diǎn)的示意圖，每組測(cè)點(diǎn)分別包括M、N兩個(gè)輸入端子以及一 個(gè)COM端子，在實(shí)際應(yīng)用中本實(shí)用新型的可控信號(hào)接收儀可連接多個(gè)測(cè)量單元，本說明書 的下文中如無特別說明則僅以一個(gè)測(cè)量單元為例描述本實(shí)用新型的原理和信號(hào)處理過程， 特此說明。請(qǐng)同時(shí)參見圖4，圖4為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例中的信號(hào)采集和放大單元的 詳細(xì)電路圖，油/水井或地面電極分別從圖1中的M、N兩個(gè)輸入端送入測(cè)量信號(hào)，每個(gè)測(cè)量 單元可以對(duì)M、N兩個(gè)輸入端同時(shí)或分別進(jìn)行測(cè)量，在一個(gè)具體實(shí)施例中，M、N兩個(gè)輸入端采 用了銅電極，當(dāng)然，在其他實(shí)施例中也可采用其他種類電極，如鋁等金屬的電極。采集到的 信號(hào)首先由放大器傳輸給放大電路做放大處理，包括電荷放大、電壓放大以及積分放大，圖 4中四個(gè)芯片組成了這些放大電路。2、濾波單元120信號(hào)被放大處理后進(jìn)行濾波，如圖5所示，圖5是本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的濾 波電路圖，因這些都是本領(lǐng)域熟知的技術(shù)，故不再贅述。3、A/D 轉(zhuǎn)換單元 130采用了地震儀系統(tǒng)中普遍采用的浮點(diǎn)增益控制及快速A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)的結(jié)合。浮 點(diǎn)增益控制能使各道信號(hào)都有足夠的增益，使之在進(jìn)行量化時(shí)都能占到模效轉(zhuǎn)換器的高位 上；高速率A/D轉(zhuǎn)換能保證高精度條件下有足夠快的轉(zhuǎn)換速度。在工作過程中，為保證測(cè)量 精度，儀器始終處于高速測(cè)量狀態(tài)，以保證獲得大量的數(shù)據(jù)。如圖6所示是本實(shí)用新型一個(gè) 具體實(shí)施例中的具有高速A/D轉(zhuǎn)換功能的詳細(xì)電路圖。從現(xiàn)場(chǎng)采集來的信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換單 元130被轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)。4、DSP 處理單元 140為了提高數(shù)據(jù)的處理速度和精度，本系統(tǒng)的分布式采集單元的核心器件采用的是 高速DSP (Digital Signal Processing，數(shù)字信號(hào)處理)芯片，它可以在低頻范圍對(duì)許多復(fù) 雜的測(cè)量分析達(dá)到實(shí)時(shí)處理。如圖7a 7c所示為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的DSP處理 系統(tǒng)圖，DSP器件使用TMS320C2XX型為主體進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；DSP是通用的可編程的芯片，與 單片機(jī)比較，它更適合數(shù)字處理算法。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)140中還包括4M 字節(jié)(16位)SRAM高速存儲(chǔ)器，可以完成數(shù)據(jù)量很大的實(shí)時(shí)計(jì)算處理。在本實(shí)用新型其他 實(shí)施例中，還可以包括一個(gè)或多個(gè)其他式樣的存儲(chǔ)器。在監(jiān)測(cè)過程中，從地下發(fā)送出的偽隨機(jī)編碼信號(hào)由中央控制器單元160經(jīng)通訊單 元150傳遞給DSP處理單元140后先存儲(chǔ)起來，當(dāng)M、N兩個(gè)輸入端子以及一個(gè)COM端子采 集的地面現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)經(jīng)過信號(hào)采集和放大單元110、濾波單元120、A/D轉(zhuǎn)換單元130處理后 傳輸?shù)紻SP處理單元140，DSP處理單元140對(duì)采集的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)和之前中央處理器單元160 接收的偽隨機(jī)編碼信號(hào)進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，計(jì)算結(jié)果只保留具有與發(fā)射信號(hào)相同特征的采集 信號(hào)，因而排除了干擾信號(hào)，提高了采集精度。圖7a_7c中的電路圖除圖7c中那些緩存器是用來存儲(chǔ)24個(gè)點(diǎn)采集信號(hào)外，其他 存儲(chǔ)器都是傳輸信號(hào)用，為DSP計(jì)算服務(wù)，圖中標(biāo)號(hào)帶“A”的是地址線，帶“D”的就是數(shù)據(jù) 線。5、通訊單元150[0042]如圖8所示為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的通訊單元的詳細(xì)電路圖，該實(shí)施例采 用芯片MAX1480B，與中央控制器單元160相連接，負(fù)責(zé)DSP處理單元140與中央控制器單元 160之間的通信。6、中央控制器單元160圖2所示是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的中央控制器單元160的功能框圖，中央控制 器單元160包括一個(gè)中央控制器700以及偽隨機(jī)編碼發(fā)生單元710，偽隨機(jī)編碼發(fā)生單元 710的功能是根據(jù)測(cè)量精度的要求產(chǎn)生不同的偽隨機(jī)編碼并傳輸至中央控制器700，其中 偽隨機(jī)編碼可通過選用不同的周期而產(chǎn)生不同的測(cè)量精度，偽隨機(jī)編碼位數(shù)越長(zhǎng)，測(cè)量精 度越高。而中央控制器700的功能是對(duì)偽隨機(jī)編碼進(jìn)行電路變換，轉(zhuǎn)化為士5V電壓變化的 信號(hào)，并通過通訊單元150傳輸給DSP處理單元140，作為特征信號(hào)保存等待對(duì)比處理。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，中央控制器700采用了單片機(jī)C8051F236，偽隨機(jī)編 碼發(fā)生單元710由計(jì)算機(jī)擔(dān)任，發(fā)生了一個(gè)15位的偽隨機(jī)編碼序列{A15} = 1000100110 101111000100110101111···，該偽隨機(jī)編碼經(jīng)過采用MAX232芯片的電平轉(zhuǎn)換電路705和中 央控制器700后，處理轉(zhuǎn)化為士5V電壓變化的信號(hào)，然后通過通訊電路傳輸?shù)綌?shù)字處理單 元DSP單元140作為特征信號(hào)保存等待對(duì)比處理；同時(shí)接收儀三個(gè)端子M、N、Com采集的由 發(fā)射儀向地層加載的偽隨機(jī)編碼控制的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)采集和放大單元110、濾波單元 120和A/D轉(zhuǎn)換單元130的處理后形成具有加載偽隨機(jī)編碼特征的地層電場(chǎng)信號(hào)，這些現(xiàn) 場(chǎng)信號(hào)也逐個(gè)傳輸給DSP處理單元140，DSP處理單元140把這些現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)與前面已經(jīng)保存 的特征信號(hào)作對(duì)比處理，處理的結(jié)果是只保留具有偽隨機(jī)編碼特征的地層電場(chǎng)信號(hào)，從而 避免其他信號(hào)的干擾，達(dá)到清晰分辨深層低阻異常體的目的。例如，這個(gè)例子中就只保留具 有{A15} = 1000100110101111000100110101111…特征的地層電場(chǎng)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)由于是 由自己控制的發(fā)射儀向地層發(fā)射的信號(hào)，因此就可以清晰的指明深層低阻異常體的方位。在上述圖3所示的本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，中央控制器700還連接了一 個(gè)MAX485通訊電路，負(fù)責(zé)發(fā)送單片機(jī)C8051F236生成的士5V電壓變化的信號(hào)。MAX485通 訊電路通過與本實(shí)用新型的接收儀相配套的可控信號(hào)發(fā)射儀(已經(jīng)由本申請(qǐng)人另行提出 專利申請(qǐng))上的同步接口將偽隨機(jī)編碼信號(hào)送入發(fā)射儀；請(qǐng)同時(shí)參見圖3及圖8，圖3是一 個(gè)實(shí)施例中的中央控制器單元160的詳細(xì)電路圖，圖8為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的通 訊單元的詳細(xì)電路圖，與上述偽隨機(jī)編碼信號(hào)送入發(fā)射儀的過程同時(shí)發(fā)生的是，同樣的偽 隨機(jī)編碼信號(hào)通過本實(shí)用新型接收儀的中央控制器單元160的A、B接口輸出到通訊單元 150，經(jīng)電路轉(zhuǎn)化后經(jīng)過接口 TXD及RXD連接DSP處理單元140的接口 TXD、RXD再傳輸?shù)?DSP處理單元140的TMS320C2XX型DSP器件中(參見圖7a右邊)，經(jīng)過上述過程的處理， 偽隨機(jī)編碼信號(hào)被送入了本接收儀的DSP芯片中。在一個(gè)具體實(shí)施例中，MAX485通訊電路采用MAX485接口芯片，它是Maxim公司的 一種RS-485芯片，其采用單一電源+5V工作，額定電流為300 μ A，采用半雙工通訊方式，它 完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS-485電平的功能，ΜΑΧ485芯片的結(jié)構(gòu)和引腳都非常簡(jiǎn)單，內(nèi)部含 有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器和接收器，RO和DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與單片機(jī)連接 時(shí)只需分別與單片機(jī)的RXD和TXD相連即可；/RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng) /RE為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE為邏輯1時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)棣ˇ?85工 作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可；A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端，當(dāng)A引腳的電平高于B時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1 ；當(dāng)A的電平低于B 端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。在與單片機(jī)連接時(shí)接線非常簡(jiǎn)單。只需要一個(gè)信號(hào)控制MAX485 的接收和發(fā)送即可。同時(shí)將A和B端之間加匹配電阻，一般可選100 Ω的電阻。在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，采用串行口取電，可以驅(qū)動(dòng)ΜΑΧ232與ΜΑΧ485實(shí)現(xiàn) 通信。沒加負(fù)載時(shí)電壓為5. 16V，加負(fù)載后降到3V左右。由上面的詳述可知，本實(shí)施例的ΜΑΧ485通訊電路發(fā)送的信號(hào)就是偽隨機(jī)編碼控 制信號(hào)，用它來控制發(fā)射機(jī)發(fā)送此類信號(hào)，作為發(fā)射信號(hào)使用，同時(shí)這個(gè)信號(hào)也發(fā)送給本實(shí) 用新型的接收儀，如前所述，接收儀通過對(duì)比處理，在接收端只保留與發(fā)射端一致的偽隨機(jī) 編碼信號(hào)，因而就可以排除外界干擾信號(hào)，提高儀器精度。以下通過一個(gè)應(yīng)用于油田現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型接收儀的使用方法做進(jìn)一 步說明。如圖9所示為本實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的DDPI-EMR系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)連接示意圖，該 實(shí)施例中，A點(diǎn)表示被測(cè)井，B點(diǎn)表示電流返回井，在Α、Β井之間安裝了發(fā)射儀，圍繞A井環(huán) 形布置了 24個(gè)測(cè)點(diǎn)，分內(nèi)、中、外三圈，以A為圓心呈環(huán)形均勻分布，這三圈與A點(diǎn)距離分別 為70m、100m、150m,當(dāng)然在其他實(shí)施例中也可以采用其他布置方式或其他距離數(shù)據(jù)。其中內(nèi) 圈為24個(gè)N端子、中間實(shí)線為COM端子、外圈為24個(gè)M端子，稱為內(nèi)、中、外端子，用于測(cè)試 N-COM、M-COM之間的電壓；每組內(nèi)中外端子組成了一組測(cè)點(diǎn)，這24組測(cè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于本實(shí)用新 型的信號(hào)采集和放大單元110。請(qǐng)同時(shí)參見圖4，圖中左邊的三個(gè)端子“Mp0le”、“Np0le”、 “COMpole”對(duì)應(yīng)于Μ、N、COM端子。該實(shí)施例中，DDPI-EMR型可控信號(hào)接收儀的24組測(cè)點(diǎn) 串接在系統(tǒng)總線上，每組測(cè)點(diǎn)分別使用雙通道同時(shí)測(cè)量計(jì)算的復(fù)用技術(shù)以加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠 性。在該實(shí)施例中，采樣頻率為IMHz ；采樣方式為中斷方式；采樣通道數(shù)2路。發(fā)射儀發(fā)射偽隨機(jī)編碼信號(hào)后，本實(shí)用新型的接收儀負(fù)責(zé)統(tǒng)一接收，每組測(cè)點(diǎn)都 單獨(dú)使用一個(gè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，即本實(shí)施例中有24個(gè)圖1所示的單元110 單元140，采集完 數(shù)據(jù)后統(tǒng)一傳輸至中央控制器單元160，由中央控制器單元160負(fù)責(zé)傳輸至外部計(jì)算機(jī)(圖 中未示)統(tǒng)一處理并打印。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，外部計(jì)算機(jī)和偽隨機(jī)編碼發(fā)生單元710 可以由同一部計(jì)算機(jī)擔(dān)任。以下是本實(shí)用新型接收儀的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的技術(shù)指標(biāo)◎測(cè)量精度1. 5%0 (均方根誤差)；◎分辯率1 μ V (量程50mV時(shí))；◎所有測(cè)量單元的一致性< 5%，單個(gè)測(cè)量單元的重復(fù)性< 5% ；◎輸入阻抗80ΜΩ;◎工作溫度范圍-20°C +70°C ；◎各測(cè)量單元溫度漂移一致性< 士2yV/20°C，各測(cè)量單元零點(diǎn)漂移一致性 < 士 10μ V ；◎各個(gè)測(cè)點(diǎn)要同時(shí)測(cè)量，根據(jù)儲(chǔ)層電阻率數(shù)值碼寬和周期任選，即采集周期不固 定；◎多組頻點(diǎn)掃頻，頻率在10-6Ηζ IOHz范圍內(nèi)任意組合；◎時(shí)域信號(hào)指標(biāo)周期100 100，OOOrns ；周期數(shù)1 10000 ；◎提供上百種偽碼信號(hào)供現(xiàn)場(chǎng)選擇；◎抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠；系統(tǒng)的生產(chǎn)和調(diào)試過程簡(jiǎn)單，可滿足以后大規(guī)模監(jiān)測(cè)裝備需求。由上面的實(shí)例可見，因?yàn)榘l(fā)射儀通過油/水井或地面的電極M、N向地層供入偽隨 機(jī)編碼控制的方波電流，地面電位通過DDPI-EMR型可控信號(hào)接收儀進(jìn)行同步測(cè)量，接收儀 器只接收具有與發(fā)射信號(hào)相同特征的信號(hào)，這一特征信號(hào)在干擾信號(hào)中不會(huì)出現(xiàn)，所以本 發(fā)明從根本上解決了儀器分辨率和精度問題，可完成數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)處理，可隨時(shí)產(chǎn)生 動(dòng)態(tài)圖形和數(shù)據(jù)報(bào)表，并可現(xiàn)場(chǎng)查看和打印。應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例是示例而非限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)很 多替代實(shí)施例而不脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求一種能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀，用于油田勘探開發(fā)過程中的電信號(hào)檢測(cè)和接收，至少包括依次連接的信號(hào)采集和放大單元、濾波單元以及A/D轉(zhuǎn)換單元，其中所述信號(hào)采集和放大單元將采集到的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)放大后傳輸給所述濾波單元和所述A/D轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行處理；其特征是所述可控信號(hào)接收儀還包括DSP處理單元、通訊單元以及中央控制器單元，所述通訊單元連接于所述A/D轉(zhuǎn)換單元和所述中央控制器單元之間；其中所述中央控制器單元產(chǎn)生偽隨機(jī)編碼并轉(zhuǎn)化為電壓變化信號(hào)，再通過所述通訊單元傳輸給所述DSP處理單元，作為特征信號(hào)保存；另一方面，DSP處理單元還接收所述A/D轉(zhuǎn)換單元處理后的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，并與所述特征信號(hào)進(jìn)行對(duì)比處理，處理的結(jié)果是只保留具有所述偽隨機(jī)編碼特征的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀，其特征是所述中央控 制器單元進(jìn)一步包括一個(gè)中央控制器以及一個(gè)偽隨機(jī)編碼發(fā)生單元；其中所述偽隨機(jī)編碼 發(fā)生單元根據(jù)測(cè)量精度的要求產(chǎn)生不同的偽隨機(jī)編碼并傳輸至所述中央控制器，而所述中 央控制器將所述偽隨機(jī)編碼轉(zhuǎn)化為電壓變化的信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀，其特征是所述偽隨機(jī) 編碼通過選用不同的周期而產(chǎn)生不同的測(cè)量精度，偽隨機(jī)編碼位數(shù)越長(zhǎng)，測(cè)量精度越高。
4.如權(quán)利要求3所述的能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀，其特征是所述偽隨機(jī) 編碼發(fā)生單元產(chǎn)生的偽隨機(jī)編碼為15位。
5.如權(quán)利要求1或2所述的能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀，其特征是所述DSP 處理單元包括一個(gè)TMS320C2XX型DSP器件以及至少一個(gè)存儲(chǔ)器。
6.如權(quán)利要求5所述的能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀，其特征是所述存儲(chǔ)器 為SRAM高速存儲(chǔ)器。
7.如權(quán)利要求2、3、4或5所述的能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀，其特征是所 述中央控制器單元還包括電平轉(zhuǎn)換電路，連接于所述中央控制器和所述偽隨機(jī)編碼發(fā)生單 元之間；其中所述偽隨機(jī)編碼發(fā)生單元發(fā)出的所述偽隨機(jī)編碼由所述電平轉(zhuǎn)換電路傳輸至 所述中央控制器，由所述中央控制器處理轉(zhuǎn)化為電壓變化信號(hào)，再由所述通訊電路通過一 個(gè)通訊電路發(fā)送至所述通訊單元。
8.如權(quán)利要求7所述的能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀，其特征是所述中央控 制器為單片機(jī)C8051F236，所述單片機(jī)轉(zhuǎn)化生成的電壓變化信號(hào)為士5V電壓變化信號(hào)；所 述通訊電路采用MAX485電路，所述電平轉(zhuǎn)換電路采用MAX232電路。
9.如權(quán)利要求8所述的能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀，其特征是所述MAX232 電路和所述MAX485電路通過串行口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和通信。
10.如權(quán)利要求7所述的能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀，其特征是所述偽隨機(jī) 編碼發(fā)生單元為一臺(tái)計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)還具有實(shí)時(shí)打印和顯示監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的功能。
11.如權(quán)利要求1、2、3或5所述的能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀，其特征是所 述信號(hào)采集和放大單元包括多組測(cè)點(diǎn)，每組測(cè)點(diǎn)分別包括N、COM、M端子，所述多個(gè)N、COM、 M端子以被測(cè)井為圓心分內(nèi)、中、外三圈均勻分布以測(cè)試N-COM、M-COM之間的電壓。
12.如權(quán)利要求11所述的能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀，其特征是所述信號(hào)采 集和放大單元包括24組測(cè)點(diǎn)，所述內(nèi)、中、外三圈與被測(cè)井的距離分別為70m、100m、150m，每組測(cè)點(diǎn)的采樣頻率為1MHz，采樣方式為中 斷方式，采樣通道數(shù)為2路。
專利摘要一種能加載偽隨機(jī)編碼的可控信號(hào)接收儀，用于油田勘探開發(fā)過程中的電信號(hào)檢測(cè)和接收，包括依次連接的信號(hào)采集和放大單元、濾波單元以及A/D轉(zhuǎn)換單元，DSP處理單元、通訊單元、以及中央控制器單元，中央控制器單元產(chǎn)生偽隨機(jī)編碼并轉(zhuǎn)化為電壓變化信號(hào)，再通過通訊單元傳輸給DSP處理單元，作為特征信號(hào)保存；另一方面，DSP處理單元還接收A/D轉(zhuǎn)換單元處理后的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，并與特征信號(hào)進(jìn)行對(duì)比處理，處理的結(jié)果是只保留具有偽隨機(jī)編碼特征的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)。因本實(shí)用新型接收儀只接收具有與發(fā)射信號(hào)相同特征的信號(hào)，從根本上解決了儀器分辨率和精度問題，在地面測(cè)試人工電場(chǎng)時(shí)，能夠排除干擾背景，可清晰地分辨深層低阻異常體。
文檔編號(hào)E21B47/12GK201705340SQ201020157270
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者劉延平, 呂軍, 張金成, 王愛國(guó), 魏建平 申請(qǐng)人:大港油田集團(tuán)有限責(zé)任公司