低功耗三分量感应测井仪发射电路设计
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赵 娜 ，管 国云 ，聂 在 平 ，李 爱 勇。
（１ ．电 子 科 技 大 学 中 海 油 服 一 电 子 科 大 电 法 测 井 联 合 实 验 室 ， Ｉ 成 都 四Ｊｉ
术中心 ， 京 北 １１４ ） ０１９
６１５ ； ２ １ ０ ４ ．中海 油 田 服 务股 份 有 限公 司 技
射 电 路 ． 电 路 采 用 改 进 的 Ｄ类 功 率放 大 器 对 发 射 信 号 实 现 高 效 率 的放 大 ， 该 由现 场 可 编 程 门 阵 列 （ Ｐ Ｆ ＧＡ） 制 发 射 频 率 控
的 选 择 并 输 出发 射 触 发 信 号 ． 验 结 果 表 明 ， 发射 电 路 的 设 计 能 实 现 功 率 放 大 级 的 低 功 耗 和 高 效 率 ． 实 该 关 键 词： Ｄ类 功 率 放 大器 ；三分 量 感 应 测 井 仪 ；发 射 电路 ；低 功 耗 ；高 效 率 ； Ｐ Ｆ ＧＡ 交献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ０—１ ９ （ ０ １ ０ —０ ８ １０ ８ １ ２ １ ） １ ０ １一Ｏ ４
率 源 和 线 圈 间 阻 抗 匹 配 ； 统 功 率 放 大 器 静 态 电 流 和 功 率 耗 散 较 大 ， 以 实 现 高 效 率 功 率 输 出 ， 要 设 计 传 难 需 复 杂 的补 偿 电 路 和 过 流 、 压 、 热 等 保 护 电 路 ． 过 过 Ｄ 类 功 率 放 大 器 具 有 高 效 率 、 功 耗 的 特 点 口 ， 线 性 度 不 如 传 统 Ａ、 低 ］但 Ｂ类 功 率 放 大 器 好 ． 过 对 现 有 通
１ Ｏ １ ０ ℃ ， 电 路 和 器 件 耐 高 温 性 能 要 求 较 高 ； 射 电 路 需 要 产 生 较 大 功 率 交 变 电 流 以 辐 射 电 磁 波 来 ５～ ８ 对 发 激 励 地 层 ， 放 级 能 耗 过 高 ， 温 问 题 严 重 ； 求 波 形 保 真 度 高 ， 电 流 幅 度 满 足 要 求 条 件 下 波 形 稳 定 性 功 高 要 即
磁 场 的 垂 直 分 量 Ｈｘ ｘ和 Ｈｙ 用 于 推 导 地 层 垂 直 电 阻 率 ， 而 得 到 ．， ， 方 向 的 地 层 特 性 ¨ ． 关 键 技 ｙ， 从 ２ Ｙ ７ ４ 其 ］
术是 在高 温 、 高压 等 复杂环 境 中实 现 电磁 信号 检测 ， 主发 射 、 （ 收 ） 圈对 消 除直 耦 信 号 ， 过 多频 、 副 接 线 通 多
好、 呈单 一 频率 、 电流 过 冲． 无 因此 ， 高可 靠性 、 功 耗发 射 电路 的设计 是 实 现 高 性 能 三分 量 感 应 测井 仪 的 低
关 键技 术 环节 ．
传统 三 分量 感应 测井 发 射 电路将 发 射线 圈作 为 负 载 ， 有 高感 抗 、 回路 电阻特 点 ［ ， 具 低 ２ 且仪 器 供 电电 ］ 压低 ． 在发 射线 圈 上输 出较 大 功率 ， 要在 发射 电路末 端 使 用谐 振 电路 调整 负 载 的 阻抗 特 性 ， 要 需 以实 现 功
摘
要 ： 解 决 传 统 三 分 量 感 应 测 井 仪 功 放 电路 功 率 耗 散 较 大 ， 率 低 ， 以 适 应 地 下 高 温 、 压 及 工 作 空 间 狭 小 的 为 效 难 高
问 题 ， 用 Ｄ类 功 率 放 大 器 工作 于 开关 状 态 ， 际 功 耗 小 ， 率 高 的特 点 ， 进 并 设 计 一 种 低 功 耗 的 三 分 量 感 应 测 井 仪 发 利 实 效 改
中图 分 类 号 ： ９ ８ ５ ＴＥ ３ ．
０ 引 言
三 分 量 感 应 测 井 作 为 一 种 新 的感 应 测 井 技 术 ， 同 时 探 测 多 个 方 向 的 电 导 率 ， 观 反 映 各 向 异 性 地 ］可 客
层 的实 际特 性并 对 地层 做 出快 速准 确评 价． 分 量 感 应 测 井 仪 工作 在几 千米 深 的地 层 中 ， 境 温 度 高 达 三 环
大
源自文库庆
石
油
学
院
学
报
第 ３ ５卷
Ｖ ｏ１ ３ ． ５
第 １期
Ｎｏ １ ．
２１ ０ １年 ２ 月
Ｆｅ ｂ． ２ １ Ｏ１
Ｊ ＯｕＲＮＡＩ ＯＦ ＤＡＱＩ ＮＧ ＰＥＴＲＯＩＥＵ Ｍ ＮＳＴＩ Ｉ ＴＵＴＥ
低 功 耗 三 分 量 感 应 测 井 仪 发 射 电 路 设 计
线 圈距信 号测 量不 同径 向深度 地 层 响应 ．
实 际发射 电路 改 变原 有 ３个 发射 线 圈 ， 只采 用 １个 发 射 线 圈 ， 分别 在 ｚ， 方 向绕 线 ， Ｙ， ３个 方 向的线
圈天 线分 别用 屏蔽 双 绞 线 连 接 在 发 射 机 电路 板 的 相应 发 射 通 道 输 出接 线 柱 上． 射 采 用 １ Ｈｚ与 ２ 发 ０ｋ ｏ
感应 测井 发 射 电路需 求分 析 ， 设计 一 种 基 于 改进 Ｄ类 功 率 放 大 器 的 三分 量 感 应 测 井 发射 电路 ， 效 降 低 有 系 统功耗 ， 通过 滤 波获 得质 量 较高 的波 形 ， 并 改善 了传统 发射 电路 效 率低 的 问题 ．
１ 方 案 设 计
ｋ 频 率 信 号 组 合 ］ 同 时 可 测 得 浅 、 探 测 数 据 曲 线 ， 且 可 通 过 测 量 磁 场 的 相 对 特 性 ， 相 位 差 和 幅 Ｈｚ ， 中 而 由
收 稿 日期 ：Ｏ ０—０ ２１ ９—１ ； 稿 人 ： 光 杰 ； 辑 ： 志 平 ， 兆 虹 ３审 付 编 任 张
三 分 量 感 应 测 井 系 统 是 在 ， ， 方 向 分 别 布 局 发 射 和 接 收 线 圈 ， 用 ３对 发 射 一 接 收 线 圈 对 ． 对 ｙ 使 一
平 行 于 井 轴 ， 量 常 规 磁 场 分 量 Ｈｚ ， 于 推 导 地 层 水 平 电 阻 率 ； 外 ２对 相 互 正 交 ， 垂 直 于 井 轴 ， 量 测 ｚ用 另 且 测
（１ ．电 子 科 技 大 学 中 海 油 服 一 电 子 科 大 电 法 测 井 联 合 实 验 室 ， Ｉ 成 都 四Ｊｉ
术中心 ， 京 北 １１４ ） ０１９
６１５ ； ２ １ ０ ４ ．中海 油 田 服 务股 份 有 限公 司 技
射 电 路 ． 电 路 采 用 改 进 的 Ｄ类 功 率放 大 器 对 发 射 信 号 实 现 高 效 率 的放 大 ， 该 由现 场 可 编 程 门 阵 列 （ Ｐ Ｆ ＧＡ） 制 发 射 频 率 控
的 选 择 并 输 出发 射 触 发 信 号 ． 验 结 果 表 明 ， 发射 电 路 的 设 计 能 实 现 功 率 放 大 级 的 低 功 耗 和 高 效 率 ． 实 该 关 键 词： Ｄ类 功 率 放 大器 ；三分 量 感 应 测 井 仪 ；发 射 电路 ；低 功 耗 ；高 效 率 ； Ｐ Ｆ ＧＡ 交献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ０—１ ９ （ ０ １ ０ —０ ８ １０ ８ １ ２ １ ） １ ０ １一Ｏ ４
率 源 和 线 圈 间 阻 抗 匹 配 ； 统 功 率 放 大 器 静 态 电 流 和 功 率 耗 散 较 大 ， 以 实 现 高 效 率 功 率 输 出 ， 要 设 计 传 难 需 复 杂 的补 偿 电 路 和 过 流 、 压 、 热 等 保 护 电 路 ． 过 过 Ｄ 类 功 率 放 大 器 具 有 高 效 率 、 功 耗 的 特 点 口 ， 线 性 度 不 如 传 统 Ａ、 低 ］但 Ｂ类 功 率 放 大 器 好 ． 过 对 现 有 通
１ Ｏ １ ０ ℃ ， 电 路 和 器 件 耐 高 温 性 能 要 求 较 高 ； 射 电 路 需 要 产 生 较 大 功 率 交 变 电 流 以 辐 射 电 磁 波 来 ５～ ８ 对 发 激 励 地 层 ， 放 级 能 耗 过 高 ， 温 问 题 严 重 ； 求 波 形 保 真 度 高 ， 电 流 幅 度 满 足 要 求 条 件 下 波 形 稳 定 性 功 高 要 即
磁 场 的 垂 直 分 量 Ｈｘ ｘ和 Ｈｙ 用 于 推 导 地 层 垂 直 电 阻 率 ， 而 得 到 ．， ， 方 向 的 地 层 特 性 ¨ ． 关 键 技 ｙ， 从 ２ Ｙ ７ ４ 其 ］
术是 在高 温 、 高压 等 复杂环 境 中实 现 电磁 信号 检测 ， 主发 射 、 （ 收 ） 圈对 消 除直 耦 信 号 ， 过 多频 、 副 接 线 通 多
好、 呈单 一 频率 、 电流 过 冲． 无 因此 ， 高可 靠性 、 功 耗发 射 电路 的设计 是 实 现 高 性 能 三分 量 感 应 测井 仪 的 低
关 键技 术 环节 ．
传统 三 分量 感应 测井 发 射 电路将 发 射线 圈作 为 负 载 ， 有 高感 抗 、 回路 电阻特 点 ［ ， 具 低 ２ 且仪 器 供 电电 ］ 压低 ． 在发 射线 圈 上输 出较 大 功率 ， 要在 发射 电路末 端 使 用谐 振 电路 调整 负 载 的 阻抗 特 性 ， 要 需 以实 现 功
摘
要 ： 解 决 传 统 三 分 量 感 应 测 井 仪 功 放 电路 功 率 耗 散 较 大 ， 率 低 ， 以 适 应 地 下 高 温 、 压 及 工 作 空 间 狭 小 的 为 效 难 高
问 题 ， 用 Ｄ类 功 率 放 大 器 工作 于 开关 状 态 ， 际 功 耗 小 ， 率 高 的特 点 ， 进 并 设 计 一 种 低 功 耗 的 三 分 量 感 应 测 井 仪 发 利 实 效 改
中图 分 类 号 ： ９ ８ ５ ＴＥ ３ ．
０ 引 言
三 分 量 感 应 测 井 作 为 一 种 新 的感 应 测 井 技 术 ， 同 时 探 测 多 个 方 向 的 电 导 率 ， 观 反 映 各 向 异 性 地 ］可 客
层 的实 际特 性并 对 地层 做 出快 速准 确评 价． 分 量 感 应 测 井 仪 工作 在几 千米 深 的地 层 中 ， 境 温 度 高 达 三 环
大
源自文库庆
石
油
学
院
学
报
第 ３ ５卷
Ｖ ｏ１ ３ ． ５
第 １期
Ｎｏ １ ．
２１ ０ １年 ２ 月
Ｆｅ ｂ． ２ １ Ｏ１
Ｊ ＯｕＲＮＡＩ ＯＦ ＤＡＱＩ ＮＧ ＰＥＴＲＯＩＥＵ Ｍ ＮＳＴＩ Ｉ ＴＵＴＥ
低 功 耗 三 分 量 感 应 测 井 仪 发 射 电 路 设 计
线 圈距信 号测 量不 同径 向深度 地 层 响应 ．
实 际发射 电路 改 变原 有 ３个 发射 线 圈 ， 只采 用 １个 发 射 线 圈 ， 分别 在 ｚ， 方 向绕 线 ， Ｙ， ３个 方 向的线
圈天 线分 别用 屏蔽 双 绞 线 连 接 在 发 射 机 电路 板 的 相应 发 射 通 道 输 出接 线 柱 上． 射 采 用 １ Ｈｚ与 ２ 发 ０ｋ ｏ
感应 测井 发 射 电路需 求分 析 ， 设计 一 种 基 于 改进 Ｄ类 功 率 放 大 器 的 三分 量 感 应 测 井 发射 电路 ， 效 降 低 有 系 统功耗 ， 通过 滤 波获 得质 量 较高 的波 形 ， 并 改善 了传统 发射 电路 效 率低 的 问题 ．
１ 方 案 设 计
ｋ 频 率 信 号 组 合 ］ 同 时 可 测 得 浅 、 探 测 数 据 曲 线 ， 且 可 通 过 测 量 磁 场 的 相 对 特 性 ， 相 位 差 和 幅 Ｈｚ ， 中 而 由
收 稿 日期 ：Ｏ ０—０ ２１ ９—１ ； 稿 人 ： 光 杰 ； 辑 ： 志 平 ， 兆 虹 ３审 付 编 任 张
三 分 量 感 应 测 井 系 统 是 在 ， ， 方 向 分 别 布 局 发 射 和 接 收 线 圈 ， 用 ３对 发 射 一 接 收 线 圈 对 ． 对 ｙ 使 一
平 行 于 井 轴 ， 量 常 规 磁 场 分 量 Ｈｚ ， 于 推 导 地 层 水 平 电 阻 率 ； 外 ２对 相 互 正 交 ， 垂 直 于 井 轴 ， 量 测 ｚ用 另 且 测