《测井仪器原理》习题答案.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,测井仪器,习题答案,柯式镇,2008-12-15,一、电测井部分,0,、双侧向测井仪有哪四种不同的工作方式？它们各自的优缺点式什么？,1,、,1229,双侧向测井仪器的主电流与屏蔽电流是如何平衡的？,2,、试看图推导一阶低通滤波器的传递函数，并描述其功能。,3,、试看图分析恒流式三侧向测井仪器的工作原理。,4,、试看图分析,1229,双侧向测井仪器中的平衡放大混合电路工作原理。,5,、试看图分析,1229,双侧向测井仪器中的电流测量道电路工作原理。,6,、试看图分析,1229,双侧向测井仪器中的电压测量道电路工作原理。,7,、试分析,1229,仪器中全波相敏检波电路工作原理。,8,、试分析,1229,仪器中斩波调制放大器工作原理。,9,、试分析,1229,仪器中带通有源滤波器工作原理。,10,、试看图分析,DLT-D,感应测井仪器电路原理框图的工作原理。,11,、试述,DLT-D,感应测井仪器电路中抵消直耦信号的方法。,12,、试述阵列感应测井实现多种径向探测深度的方法原理。,13,、试画出,HDIL,阵列感应测井仪器电路原理框图，并简述其工作原理。,14,、试分析,HDIL,阵列感应测井仪器的信号预处理电路的工作过程。,15,、试分析,HDIL,阵列感应测井仪器的信号采集电路的工作原理。,16,、试比较阵列感应测井仪器与普通感应仪器的异同。,17,、试述井壁微电阻率成像测井仪的数据预处理过程。,18,、试画出,FMI,仪器结构图，并简述其各部分的功能。,19,、试画出,FMI,仪器单一路,FBSS,电路图，并简单说明其功能。,20,、试画出,FMI,仪器极板电扣分布图，并简述其电扣如此分布的好处。,21,、试分析,FMI,仪器供电模块中的短路检测电路的工作原理。,0,、双侧向测井仪有哪四种不同的工作方式？它们各自的优缺点式什么？,恒流式、恒压式、求商式、恒功率式；,其中恒流式和恒压式电路简单，但测量动态范围小，求商式和恒功率式测量动态范围大，但电路复杂，恒功率的效果比求商式稍好。,1,、,1229,双侧向测井仪器的主电流与屏蔽电流是如何平衡的？,通过监控回路控制，监控回路的输入是主电极与屏蔽电极之间的一对监督电极电位，它们之间的电位差大小反应了主电极与屏蔽电极之间的电位是否平衡，如果不平衡则根据监督电极的电位差大小调整主电极电流，直到主电极和屏蔽电极电位相等为止。,2,、试看图推导一阶低通滤波器的传递函数，并描述其功能。,看作业,3,、试看图分析恒流式三侧向测井仪器的工作原理,4,、试看图分析,1229,双侧向测井仪器中的平衡放大混合电路工作原理,功率放大,有源,BPF,仪器放大器,平衡放大混合电路由高输入阻抗的差动放大器、选频放大器和功率放大器组成。平衡放大的前置放大器采用了具有高输入阻抗、高放大倍数、高共模抑制比的差动放大器。由差动放大后输出不平衡信号送选频放大器放大。用选频放大旨在对和屏流同频率、同极性的信号进一步放大，然后通过功率放大供给主电极的主电流。选频放大必须调谐在深浅两种频率上工作，因为从主电极流出的主电流必需包含了深浅两种频率成分。,5,、试看图分析,1229,双侧向测井仪器中的电流测量道电路工作原理,6,、试看图分析,1229,双侧向测井仪器中的电压测量道电路工作原理,电压检测电路含深浅两个测量道。深测量道由深前置差动放大器和深相敏检波器组成。测量电极,M1,（代替电极,A0,）至无限远处电极,N,间的电位差。浅测量道由浅前置电压放大器、浅带通滤波器和浅相敏检波器构成，测量电极,M1,至第二屏蔽电极间的电位差。在浅电压测量道中采用了低噪声运算放大器作前置电压放大器进行前置放大。,7,、试分析,1229,仪器中全波相敏检波电路工作原理,全波,相敏检波器,全波,相敏检波器等效电路,当,3,、,4,端为高电平，,5,、,6,端为低电平时，它的,14,、,16,端跟,9,、,11,、,13,、,15,端接通，而,10,、,12,端悬空：,当,3,、,4,端为低电平，,5,、,6,端为高电平时，它的,14,、,16,端悬空，而,10,、,12,端跟,9,、,11,、,13,、,15,端接通。,8,、试分析,1229,仪器中斩波调制放大器工作原理,当,13,、,14,端为高电平，,11,、,12,端为低电平时，它的,1,、,3,端跟,2,、,4,、,6,、,8,端接通，而,5,、,7,端悬空：,当,13,、,14,端为低电平，,11,、,12,端为高电平时，它的,1,、,3,端悬空，而,5,、,7,端跟,2,、,4,、,6,、,8,端接通。,9,、试分析,1229,仪器中带通有源滤波器工作原理,节点联立方程：,简化后：,10,、试看图分析,DLT-D,感应测井仪器电路原理框图的工作原理,11,、试述,DLT-D,感应测井仪器电路中抵消直耦信号的方法,根据直耦信号的特点，由发射电流的大小和相位移相,90,度后的相位控制生成模拟直耦信号，并通过变压器反向耦合进测量信号中，从而抵消了测量信号中的直耦信号。,12,、试述阵列感应测井实现多种径向探测深度的方法原理,根据双线圈系的探测深度由线圈距决定的原理，阵列感应测井仪器采用多组具有不同线圈距的线圈系结合软件聚焦的技术实现了多种径向探测深度的测量。,13,、试画出,HDIL,阵列感应测井仪器电路原理框图，并简述其工作原理,HDIL,阵列感应测井仪器组成如下图所示，主要由,C30,主控电路、控制发射电路、发射驱动电路、接收信号预处理电路、信号采集电路、接口电路以及发射线圈阵列和接收线圈阵列组成。仪器首先向地层发送电磁场，然后由各组阵列线圈接收。接收到信号经井下仪器处理后遥传至地面计算机。,14,、试分析,HDIL,阵列感应测井仪器的信号预处理电路的工作过程,每个预处理通道是由输入放大器、带通滤波器、输出驱动器三部分组成。由于阵列感应信号的检测属于微弱信号检测，因此输入的前端采用由三个集成运放（,U1,）构成的测量放大器进行放大。紧接着利用两个低功耗高速运放,(U5),构成的,4,阶贝塞尔低通滤波器（其截止频率为,200kHz,）进行滤波处理，消除采集信号中的高频分量。为提高信号传输过程中的抗干扰能力，滤波后的信号通过高速差分输出放大器,(U6),作为输出驱动器将单端信号转换成差分信号输出，这样便于双绞线传输，提高抗干扰能力，有效抵消共模噪声，同时增加信号的驱动能力。,15,、试分析,HDIL,阵列感应测井仪器的信号采集电路的工作原理,16,、试比较阵列感应测井仪器与普通感应仪器的异同,普通感应由两组不同探测深度的线圈系组合而成，采用硬件聚焦实现。,阵列感应则由多组不同探测深度的线圈系组成，采用软件聚焦实现。,17,、试述井壁微电阻率成像测井仪的数据预处理过程,坏电极提出，深度对齐，电压校正，规范化处理，加速度校正，方位校正，图像生成和显示。,18,、试画出,FMI,仪器结构图，并简述其各部分的功能,扫描电极系主要用来对,192,个钮扣电极信号的多路切换和前置放大。探棒,探臂,短节主要完成对,FBSS,送来的信号的进一步多路选择、放大、去除直流分量的功能。控制短节则用来控制井下仪器的正常工作。遥传接头和遥传短节则用于实现井下仪器和地面仪器的数据传输。,19,、试画出,FMI,仪器单一路,FBSS,电路图，并简单说明其功能,20,、试画出,FMI,仪器极板电扣分布图，并简述其电扣如此分布的好处,21,、试分析,FMI,仪器供电模块中的短路检测电路的工作原理,二、核测井部分,1,、试画出,2435,补偿中子仪器原理框图，并说明各部分的作用。,2,、试画出,CNT-G,补偿中子仪器原理框图，并说明各部分的功能。,3,、试画出,CNT-G,补偿中子仪器中的高压电源电路框图。,4,、试述,CNT-G,补偿中子仪器中的低压电源的稳压原理。,5,、,LDT,岩性密度测井仪器为什么要进行稳谱？怎样进行稳谱？,6,、试画出,LDT,岩性密度测井仪器原理框图，并说明各部分的功能。,7,、试画出,LDT,岩性密度测井仪器接口电路组成框图，并说明各混合电路功能。,8,、试分析以下,LDT,岩性密度测井仪器中的奇偶校验电路的工作过程。,9,、试分析以下,LDT,岩性密度测井仪器中的快脉冲电路工作原理。,10,、,NGT-C,自然伽马能谱测井仪器为什么要进行稳谱？怎样进行稳谱？,11,、试画出,NGT-C,自然伽马能谱测井仪器原理框图，并说明各部分的功能。,12,、什么是,NGT-C,自然伽马能谱测井仪器中的谱信号和环信号？其中环信号是用来做什么用的？,13,、试分析,NGT-C,自然伽马能谱测井仪器中的环信号比较逻辑电路的工作原理。,14,、试分析,NGT-C,自然伽马能谱测井仪器中的谱信号比较逻辑电路的工作原理。,15,、,NGT-C,自然伽马能谱测井仪器上传数据格式是什么？,16,、试画出,NGT-C,自然伽马能谱测井仪器中的能窗计数率发送电路原理框图，并说明其工作过程。,1.,试画出,2435,补偿中子仪器原理框图，并说明各部分的作用,高压电源：输出,+1150V,直流高压供探测器。,低压电源：输出,+24V,直流低压供给个单元电路。,前置放大器：将探测器输出的微伏级脉冲信号放大到可处理的电平。,鉴别器：从背景噪声中取出信号脉冲。,分频器：使长短计数道分别将计数减少到原来的,1/4,和,1/6,，避免了高计数率情况下，因电缆充电和衰减影响会造成信号首尾重叠而产生漏记。,缆芯驱动器：将脉冲信号功率放大后送上测井电缆。,2.,试画出,CNT-G,补偿中子仪器原理框图，并说明各部分的功能,低压电源：,输出,5V,、,15V,和,+24V,。,高压电源：,输出四路直流高压（可调）供探测器使用。,测量电路：,由探测器、前置放大器、鉴别器、分频器构成,其作用是：将探测到的中子射线转换为脉冲信号。,计数器：,脉冲计数。,移位寄存器：,实现计数结果的并,串转换。,仪器总线接口：,实现与遥测短节的命令,/,数据通讯。,诊断电路：,用于仪器测试。,3.,试画出,CNT-G,补偿中子仪器中的高压电源电路框图,4.,试述,CNT-G,补偿中子仪器中的低压电源的稳压原理,CNT-G,补偿中子仪器中低压电源是一个开关型稳压电源，它通过利用误差电压的大小改变控制串联开关通断的矩形波的占空比，从而改变串联开关的接通时间而调节电源的输出电压，使其保持稳定输出,24V,。,5.LDT,岩性密度测井仪器为什么要进行稳谱？怎样进行稳谱？,由于,LDT,岩性密度测井仪器不但要探测反应来自地层伽马射线强度的计数率，同时还要根据伽马射线的能量进行分开计数，因此对伽马射线产生的脉冲幅度进行放大必须是固定的放大倍数，因而在仪器测量过程中需要确保放大倍数的稳定，这就是稳谱。,仪器采用一个固定的伽马源产生一个能谱峰，然后通过在该峰中心位置两侧分别开窗计数，然后根据这两个计数率的差异来调整伽马探测器的高压以稳定探测器的放大倍数。,6.,试画出,LDT,岩性密度测井仪器原理框图，并说明各部分的功能,仪器总体由地面仪器、井下仪器和连接它们的,CCC,短节组成。,地面仪器：控制整个系统的正常运行。,CCC,短节在,CSU,和,NSC-E/PGD-G,之间。它向上传输下井仪器获得的数据，向下传输来自地面的指令,井下仪器则完成信号的测量及向地面传送的任务。,以计算机为中心的地面仪器,CCC,短节,井下仪器（探测器、电子线路、各种连想）,电缆,7.,试画出,LDT,岩性密度测井仪器接口电路组成框图，并说明各混合电路功能,U2,和,U3,是电平和阻抗适配器，解决总线信号电平低而接口电路电平高的矛盾和互相间的阻抗匹配。,U2,还对,D-SIG,译码，获得,32,位,DCK,时钟和,32,位,D-DATA,指令，并送给,U1,。,U1,一方面负责对,BIW,中,LDT-D,地址识别和,B8,寄存，另一方面是和,U3,一起完成对,UCK,和,UDATA,信号的转接。,U3,U2,U1,D-SIG,U-DATA/GO,DCK,8.,试分析以下,LDT,岩性密度测井仪器中的奇偶校验电路的工作过程,工作波形如下图所示：,9.,试分析以下,LDT,岩性密度测井仪器中的快脉冲电路工作原理,将原来的信号适量延迟，然后再从原来信号中减去这个被延迟的信号，达到减小脉冲的持续时间。,10.NGT-C,自然伽马能谱测井仪器为什么要进行稳谱？怎样进行稳谱？,由于,NGT-C,自然伽马能谱测井仪器不但要探测反应来自地层伽马射线强度的计数率，同时还要根据伽马射线的能量进行分能窗计数，因此对伽马射线产生的脉冲幅度进行放大必须是固定的放大倍数，因而在仪器测量过程中需要确保放大倍数的稳定，这就是稳谱。,仪器采用一个固定的伽马源产生一个能谱峰，然后通过在该峰中心位置两侧分别开窗计数，然后根据这两个计数率的差异来调整伽马探测器的高压和谱信号能窗比较电路的参考电压以稳定探测器的放大倍数。同时也利用地层的,Th,和,K,的能谱峰的左右两侧开窗计数率的差异来进行微调以达到稳谱效果。,11.,试画出,NGT-C,自然伽马能谱测井仪器原理框图，并说明各部分的功能,探测器：接收来自地层的伽马射线，并将其转换位电脉冲信号。,谱信号与环信号放大：对谱信号和环信号进行放大，同时对环信号进行能量分级输出。,谱信号能窗比较逻辑：对谱信号进行按能量分级送往各能窗计数器。,计数与移位寄存：对谱信号进行各能窗计数，并将计数结果送入寄存器寄存。,接口电路：实现井下仪器与地面仪器之间的信息交换功能，如接收命令与发送数据等。,高压与谱误差控制电路：产生高压和谱误差的控制信号。,电源模块：产生井下仪器电路所需的直流电压。,（框图只要画出虚框及各框名称即可）,12.,什么是,NGT-C,自然伽马能谱测井仪器中的谱信号和环信号？其中环信号是用来做什么用的？,谱信号指来自地层自然伽马射线产生的信号。环信号指来自稳谱源的信号。环信号将被用来判断和控制高压及谱信号能窗比较逻辑的参考电压，使仪器稳谱。,13.,试分析,NGT-C,自然伽马能谱测井仪器中的环信号比较逻辑电路的工作原理,当环信号电平处在,0.8V,和,1.0V,之间，比较器,U3,输出底电平，而,U2,保持输出高电平。因而由,U5D,和,U5C,组成的,R-S,触发器的,Q,端输出高电平。而由,U4A,和,U4B,组成的触发器的,Q,端是低电平，其,Q,非端为高电平。此时如读脉冲有效则,N1,端将输出一个负脉冲，而,N1,端因被封锁而无脉冲输出。当环信号电平处在,1.0V,和,1.2V,之间，分析过程类似，,N2,端输出负脉冲而,N1,端无脉冲输出。,14.,试分析,NGT-C,自然伽马能谱测井仪器中的谱信号比较逻辑电路的工作原理,当来自地层的伽妈射线能量处在,200keV,和,500keV,之间，比较器,U13,输出底电平，而,U12,保持输出高电平,因而接在,U13,输出端的,R-S,触发器,Q,端输出高电平。而接在,U12,输出端的触发器,Q,非端输出高电平。此时如读脉冲有效则,W1,端将输出一个负脉冲，而其它,W,端因被封锁而无脉冲输出。当来自地层的伽妈射线能量处在其它窗口能量区间时，分析过程类似。,15.NGT-C,自然伽马能谱测井仪器上传数据格式是什么？,16.,试画出,NGT-C,自然伽马能谱测井仪器中的能窗计数率发送电路原理框图，并说明其工作过程,（框图只要结构类似即可，上排是计数器，下排是移位寄存器）,各路脉冲计数信号进入各自的计数器进行计数。计数完成后将结果存入对应的移位寄存器中。移位寄存器中的计数在上传时钟的驱动下，逐位传到地面。,