側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路，電路簡(jiǎn)單，校準(zhǔn)誤差小。本發(fā)明的側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路，校準(zhǔn)電路包括校準(zhǔn)電阻（R1～R5）、校準(zhǔn)開(kāi)關(guān)（SW1、SW2）、運(yùn)算放大電路（OP）和帶通濾波器（BPF）；在校準(zhǔn)模式下，預(yù)定的校準(zhǔn)信號(hào)（VCAL1、VCAL2）通過(guò)校準(zhǔn)電阻（R1～R5）分壓而生成用于校準(zhǔn)的多個(gè)電壓信號(hào)（V1～V4），多個(gè)電壓信號(hào)（V1～V4）經(jīng)由校準(zhǔn)開(kāi)關(guān)（SW1、SW2）輸入運(yùn)算放大電路（OP），再經(jīng)由帶通濾波器（BPF）輸出到校準(zhǔn)電路的外部；根據(jù)多個(gè)電壓信號(hào)（V1～V4）和由帶通濾波器輸出的電壓（VOUT），能得到用于校準(zhǔn)的線(xiàn)性參數(shù)（K、B）。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]校準(zhǔn)是側(cè)向測(cè)井儀中非常重要的環(huán)節(jié)，校準(zhǔn)電路的精確程度直接影響到側(cè)向測(cè)井儀的性能。
[0003]圖2為現(xiàn)有側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路的示意圖。如圖2所示，現(xiàn)有側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路包括電阻Rl、R2、R3，變壓器Tl、T2、T3，深電流源，Vod/Vos測(cè)量單元，1d/1s測(cè)量單元等。根據(jù)由Vod/Vos測(cè)量單元測(cè)量出的Vod或Vos和由1d/1s測(cè)量單元測(cè)量出的1d或1s，以及電路的線(xiàn)性參數(shù)，進(jìn)行計(jì)算，從而深淺側(cè)向分別得到真實(shí)(實(shí)際)的電壓和電流。
[0004]深側(cè)向測(cè)量電壓與真實(shí)電壓之間的關(guān)系如下:
Vd=Kvd*Vod+Avd(式 I)
其中，Vd表示深側(cè)向真實(shí)電壓，Vod表示深側(cè)向測(cè)量電壓，Kvd和Avd為線(xiàn)性參數(shù)。
[0005]深側(cè)向測(cè)量電流與真實(shí)電流之間的關(guān)系如下:
Id=Kid*1d+Aid(式 2)
其中，Id表示深側(cè)向真實(shí)電流，1d表示深側(cè)向測(cè)量電流，Kid和Aid為線(xiàn)性參數(shù)。
[0006]淺側(cè)向測(cè)量電壓與真實(shí)電壓之間的關(guān)系:
Vs=Kvs*Vos+Avs(式 3)
其中，Vs表示淺側(cè)向真實(shí)電壓，Vos表示淺側(cè)向測(cè)量電壓，Kvs和Avs為線(xiàn)性參數(shù)。
[0007]淺側(cè)向測(cè)量電流與真實(shí)電流之間的關(guān)系:
Id=Kis*1s+Ais(式 4)
其中，Id表示淺側(cè)向真實(shí)電流，1d表示淺側(cè)向測(cè)量電流，Kid和Aid為線(xiàn)性參數(shù)。
[0008]以圖2為例的現(xiàn)有側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路通常較為復(fù)雜，校準(zhǔn)誤差較大，因此需要更為簡(jiǎn)單、精確的校準(zhǔn)電路。
[0009]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的在于提供一種側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路，電路簡(jiǎn)單，校準(zhǔn)誤差小。
[0010]本發(fā)明德側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路，其特征在于，所述校準(zhǔn)電路包括校準(zhǔn)電阻、校準(zhǔn)開(kāi)關(guān)、運(yùn)算放大電路和帶通濾波器；在校準(zhǔn)模式下，預(yù)定的校準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)所述校準(zhǔn)電阻分壓而生成用于校準(zhǔn)的多個(gè)電壓信號(hào)，所述多個(gè)電壓信號(hào)經(jīng)由所述校準(zhǔn)開(kāi)關(guān)輸入所述運(yùn)算放大電路，再經(jīng)由所述帶通濾波器輸出到所述校準(zhǔn)電路的外部；根據(jù)所述多個(gè)電壓信號(hào)和由所述帶通濾波器輸出的電壓，能得到用于校準(zhǔn)的線(xiàn)性參數(shù)。
[0011]另外，在本發(fā)明的側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路中，在所述校準(zhǔn)模式下，通過(guò)至少兩次施加不同的校準(zhǔn)信號(hào)，得到所述線(xiàn)性參數(shù)。
[0012]另外，在本發(fā)明的側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路中，按照下式得到所述線(xiàn)性參數(shù): Vch=K*V0UT+B(式 8) 其中，Vch表示在所述校準(zhǔn)模式下分壓生成的所述多個(gè)電壓信號(hào)每?jī)蓚€(gè)電壓信號(hào)之差的總和，K和B表示所述線(xiàn)性參數(shù)，VOUT表示在所述校準(zhǔn)模式下由所述帶通濾波器輸出的電壓；所述多個(gè)電壓信號(hào)為偶數(shù)個(gè)。
[0013]另外，在本發(fā)明的側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路中，在所述測(cè)井模式下，從所述校準(zhǔn)電路外部輸入的信號(hào)經(jīng)由所述校準(zhǔn)開(kāi)關(guān)輸入所述運(yùn)算放大電路，再經(jīng)由所述帶通濾波器輸出到所述校準(zhǔn)電路的外部。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路，電路被簡(jiǎn)化，更為簡(jiǎn)單，校準(zhǔn)誤差小，更為精確。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路的示意圖。
[0016]圖2為現(xiàn)有側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明的側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路用于在測(cè)井前對(duì)采集電路等進(jìn)行校準(zhǔn)，一般先在校準(zhǔn)模式下得到相關(guān)電路的線(xiàn)性參數(shù)，然后再進(jìn)入測(cè)井模式，使用所得到的線(xiàn)性參數(shù)和實(shí)際測(cè)量的信號(hào)就可準(zhǔn)確計(jì)算出采集信號(hào)的大小，例如計(jì)算出真實(shí)電壓值。
[0018]下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明的側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路包括校準(zhǔn)電阻Rl、R2、R3、R4、R5，校準(zhǔn)開(kāi)關(guān)SW1、SW2，運(yùn)算放大電路OP和帶通濾波器BPF。另外，圖1還示出與本發(fā)明的校準(zhǔn)電路相連接的ADC (模數(shù)轉(zhuǎn)換)采集電路10。
[0020]首先，本發(fā)明的校準(zhǔn)電路在測(cè)井前對(duì)相關(guān)電路進(jìn)行校準(zhǔn)，為此先進(jìn)入校準(zhǔn)模式，得至IJ相關(guān)電路(以下有時(shí)也稱(chēng)作“采集通道”，包括校準(zhǔn)電路的運(yùn)算放大電路OP和帶通濾波器BPF)的線(xiàn)性參數(shù)K和B。
[0021]當(dāng)側(cè)向測(cè)井儀處于校準(zhǔn)模式時(shí)，模擬開(kāi)關(guān)SW1、SW2的導(dǎo)通和關(guān)斷與圖1所示相反。此時(shí)，根據(jù)采集電路的增益預(yù)先設(shè)定且由校準(zhǔn)電路產(chǎn)生的校準(zhǔn)信號(hào)VCALl和VCAL2，通過(guò)作為分壓電阻的電阻Rl?R5分壓后產(chǎn)生用于校準(zhǔn)的電壓信號(hào)即電壓Vl?V4。電壓Vl?V4可以通過(guò)已知的校準(zhǔn)信號(hào)VCAL1、VCAL2和電阻Rl?R5求出。
[0022]電壓V4通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)SWl輸入運(yùn)算放大器OP的一個(gè)“ + ”輸入端口，電壓V3通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)SWl輸入運(yùn)算放大器OP的一個(gè)輸入端口，電壓V2通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)SW2輸入運(yùn)算放大器OP的另一個(gè)輸入端口，電壓Vl通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)SW2輸入運(yùn)算放大器OP的另一個(gè)“ + ”輸入端口。然后，經(jīng)由運(yùn)算放大器0P，從帶通濾波器BPF輸出V0UT，由ADC采集電路10采集。
[0023]之后，改變校準(zhǔn)信號(hào)VCALl和VCAL2，再次分壓生成不同于上次的電壓Vl?V4，ADC采集電路10再次采集從帶通濾波器BPF輸出的V0UT。
[0024]經(jīng)過(guò)兩次改變校準(zhǔn)信號(hào)VCALl和VCAL2，按照如下的式5可得到采集通道的兩個(gè)線(xiàn)性參數(shù)K、B。
(V4-V3) + (V1-V2) =K*V0UT+B(式 5 )
其中，VOUT表示校準(zhǔn)模式下校準(zhǔn)電路的輸出電壓，K和B為線(xiàn)性參數(shù)。
[0025]接著，在本發(fā)明的校準(zhǔn)電路對(duì)采集通道進(jìn)行校準(zhǔn)，得到采集通道的線(xiàn)性參數(shù)K和B之后，就可以進(jìn)入測(cè)井模式進(jìn)行測(cè)井。
[0026]當(dāng)側(cè)向測(cè)井儀處于測(cè)井模式時(shí)，模擬開(kāi)關(guān)SW1、SW2的導(dǎo)通和關(guān)斷與圖1所示相同。此時(shí)，從外部輸入的模擬信號(hào)Ml通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)SWl輸入運(yùn)算放大器OP的一個(gè)“ + ”輸入端口，模擬信號(hào)M2通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)SWl輸入運(yùn)算放大器OP的一個(gè)輸入端口，模擬信號(hào)Ml’通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)SW2輸入運(yùn)算放大器OP的另一個(gè)“ + ”輸入端口，模擬信號(hào)M2’通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)SW2輸入運(yùn)算放大器OP的另一個(gè)輸入端口。然后，經(jīng)由運(yùn)算放大電路0P，從帶通濾波器BPF輸出V0UT，由外部的ADC采集電路10進(jìn)行采集。
[0027]其中，模擬信號(hào)Ml、M2、Ml’、M2’例如為正弦波的混頻信號(hào)，是外部輸入到校準(zhǔn)電路中的。根據(jù)在校準(zhǔn)模式下得到的采集通道的線(xiàn)性參數(shù)K、B，以及在測(cè)井模式下從帶通濾波器BPF輸出的V0UT，并參照式5，按照如下的式6，可以計(jì)算出(Μ1-Μ2) + (ΜΓ -M2’)，求出輸入的實(shí)際信號(hào)。
(Μ1-Μ2) + (Ml，-M2，)=K*V0UT+B(式 6)
其中，VOUT表示測(cè)井模式下校準(zhǔn)電路的輸出電壓，K和B為線(xiàn)性參數(shù)。
[0028]圖1所示的校準(zhǔn)電路，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的校準(zhǔn)電路簡(jiǎn)單，校準(zhǔn)誤差小。
[0029]以上，參照?qǐng)D1說(shuō)明了本發(fā)明的側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路，但圖1僅為一個(gè)實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)然可以根據(jù)需要，按照本發(fā)明的發(fā)明主旨，對(duì)實(shí)施例進(jìn)行變化和簡(jiǎn)單替換。
[0030]舉例而言，在圖1所示的校準(zhǔn)電路中，校準(zhǔn)信號(hào)為2個(gè)(VCALl、VCAL2)，校準(zhǔn)電阻為5個(gè)(Rl?R5)，模擬開(kāi)關(guān)為2個(gè)(SW1、SW2)，輸入的模擬信號(hào)為4個(gè)(Μ1、Μ2、ΜΓ、M2’)，但當(dāng)然可以為其它數(shù)量，并根據(jù)數(shù)量的改變對(duì)其它相關(guān)部件進(jìn)行修改。
[0031]例如，調(diào)整校準(zhǔn)電阻的數(shù)量，使校準(zhǔn)信號(hào)VCALl和VCAL2通過(guò)作為分壓電阻的校準(zhǔn)電阻分壓后產(chǎn)生6個(gè)用于校準(zhǔn)的電壓信號(hào)即電壓Vl?V6，同時(shí)適應(yīng)性地調(diào)整其它相關(guān)部件的數(shù)量。此時(shí)，參照如上的式5，按照如下的式7可得到采集通道的兩個(gè)線(xiàn)性參數(shù)K、B0
(V6-V5) + (V4-V3) + (V1-V2) =K*V0UT+B(式 7 )
也就是說(shuō)，當(dāng)分壓后產(chǎn)生偶數(shù)的多個(gè)用于校準(zhǔn)的電壓信號(hào)時(shí)，按照如下的式7可得到采集通道的兩個(gè)線(xiàn)性參數(shù)K、B0
Vch=K*V0UT+B(式 8)
其中，Vch表示在校準(zhǔn)模式下分壓產(chǎn)生的偶數(shù)的多個(gè)用于校準(zhǔn)的電壓信號(hào)每?jī)蓚€(gè)電壓信號(hào)之差的總和，K和B表示線(xiàn)性參數(shù)，VOUT表示在校準(zhǔn)模式下由采集電路采集到的校準(zhǔn)電路的輸出。
[0032]以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路，其特征在于， 所述校準(zhǔn)電路包括校準(zhǔn)電阻(Rl?1?5)、校準(zhǔn)開(kāi)關(guān)(3￥1、3胃2)、運(yùn)算放大電路(0?)和帶通濾波器(BPF); 在校準(zhǔn)模式下，預(yù)定的校準(zhǔn)信號(hào)(VCAL1、VCAL2)通過(guò)所述校準(zhǔn)電阻(Rl?R5)分壓而生成用于校準(zhǔn)的多個(gè)電壓信號(hào)(VI?V4)，所述多個(gè)電壓信號(hào)(VI?V4)經(jīng)由所述校準(zhǔn)開(kāi)關(guān)(SffU Sff2)輸入所述運(yùn)算放大電路(0P)，再經(jīng)由所述帶通濾波器(BPF)輸出到所述校準(zhǔn)電路的外部； 根據(jù)所述多個(gè)電壓信號(hào)(VI?V4)和由所述帶通濾波器輸出的電壓(VOUT)，能得到用于校準(zhǔn)的線(xiàn)性參數(shù)(K、B )。2.如權(quán)利要求1所述的側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路，其中， 在所述校準(zhǔn)模式下，通過(guò)至少兩次施加不同的校準(zhǔn)信號(hào)(VCALUVCAL2)，得到所述線(xiàn)性參數(shù)(K、B)。3.如權(quán)利要求1或2所述的側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路，其中， 按照下式得到所述線(xiàn)性參數(shù): Vch=K*VOUT+B (式 8) 其中，Vch表示在所述校準(zhǔn)模式下分壓生成的所述多個(gè)電壓信號(hào)每?jī)蓚€(gè)電壓信號(hào)之差的總和，K和B表示所述線(xiàn)性參數(shù)，VOUT表示在所述校準(zhǔn)模式下由所述帶通濾波器輸出的電壓；所述多個(gè)電壓信號(hào)為偶數(shù)個(gè)。4.如權(quán)利要求1或2所述的側(cè)向測(cè)井儀中的校準(zhǔn)電路，其中， 在所述測(cè)井模式下，從所述校準(zhǔn)電路外部輸入的信號(hào)(Ml、M2、Ml’、M2’)經(jīng)由所述校準(zhǔn)開(kāi)關(guān)(SW1、SW2)輸入所述運(yùn)算放大電路(0P)，再經(jīng)由所述帶通濾波器(BPF)輸出到所述校準(zhǔn)電路的外部。
【文檔編號(hào)】G01R19/00GK105988045SQ201510059699
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月5日
【發(fā)明人】高秀曉, 白慶杰, 肖占山, 張森峰, 于振南, 胡海濤, 姚春明, 朱瑞明, 邵琨
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司, 中油測(cè)井技術(shù)服務(wù)有限責(zé)任公司