EILog超声成像测井仪演示文稿压制

1、 声声 系系 的的 说说 明明 仪仪 器器 综综 述述 总总 体体 电电 路路 说说 明明 单单 元元 电电 路路 说说 明明 操操 作作 说说 明明 仪器描述仪器描述 超声成像测井是一种用反射超声波反射超声波作信息载体的测井方法。与常规测井不同的是，它不是用曲线而是用图像图像来表现井下地层的特性。这种图像是从井内所看到的井壁的实际影像。 它全面地反映了井壁的结构和特征，使我们能够获得对井眼的全面的了解。 用超声成像测井图像来评价裂缝评价裂缝具有明显的优越性。我们可以直观地从图像上解释裂缝和孔洞，识别裂缝的形态，区分垂直裂缝还是斜交裂缝（水平裂缝是倾角为零的斜交裂缝），这种裂缝及裂缝形态的识别

2、都无须进行任何计算。我们还可以通过简单计算求得裂缝的倾角和方位等等。这些优越性不仅在油田勘探中有着重要的应用，而且在水文地质、煤炭等其它领域都有重要的应用 超声成像测井的另一重要用途是在套管井套管井中检查套管射孔。例如检查射孔的井深、射孔层位的厚度、射孔孔数等等。另外， 套管埋在井下，由于频繁的井下作业和地下水的腐蚀等原因， 往往造成套管变形和腐蚀破损，影响油井的正常生产。超声成像测井图像可为修井作业提供重要信息资料，如寻找套管破损位置，估计套管变形和破损程度等等，这些资料将为套管修复作业提供重要依据。井下仪器耐温：155c井下仪器耐压：100mpa裂 缝 分 辨 率：1mm可测井眼范围：11

3、5-240mm扫描速度：每秒5圈；一圈采集512个点供电电源频率：50hz供电电源电压：220v声波探头频率：0.5mhz、 1.5mhz泥浆密度： 1.25g/cm3适应井斜范围： 6度度仪器外径：89mm仪器长度：5.3m探头：两个（0.5mhz、1.5mhz)， 但每一个即做为发射又做为接收为使用；仪器总体指标仪器总体指标 在电脉冲的作用下换能器向井壁发射超声波脉冲束，而在反射超声波的作用下换能器又能产生相应的电脉冲信号。当声波到达井壁后，被井壁反射回来，并沿着与入射波相反的方向回到换能器，并被换能器接收下来，形成所谓的回波。我们可以从回波中提取回波幅度和回波时间两种重要的信息。一般来说

4、，对于不同的井径，声波束照射在井壁上的直径约为10 -15毫米，选择适当的仪器提升速度就可以探测到全部井壁。 回波幅度回波幅度的大小反映井壁介质的性质和井壁的结构。井壁介质的密度越大，反射的能量越大，回波幅度就越大；反之回波幅度就小。 回波时间回波时间指的是从换能器发射超声波开始到换能器接收到回波信号为止之间的时间间隔。所以，从回波时间信息中我们可以获得有关井径和裂缝的资料，可以根据这些资料来解决如套管变形评价的问题。仪器测量原理仪器测量原理裂缝是在碳酸盐岩地层中油气储存和流通的主要通道。裂缝按形态可分为斜交裂缝和垂直裂缝。斜交裂缝是裂缝面与井轴成一定角度相交的裂缝。斜交裂缝在图像上的显示为一

5、个正弦波曲线 垂直裂缝是裂缝面沿着与井轴平行的方向与井眼相交的裂缝。垂直裂缝将井眼劈为两半，显然，井壁上将形成两条对称的交线 。回波时间回波时间回波幅回波幅度度回波幅度回波幅度回波时间回波时间以回波最高幅度的半波检波得到回波幅度信息。以发射到回波首波到达时间计数得到回波时间信息。l = vts = r+t/2射孔射孔孔眼孔眼套管套管接箍接箍 超声成像测井仪电路由电源、发射、信号检测放大、同步、信号采集传输五部分组成。采集传输控制单元主要作用：采集传输控制单元主要作用： 1、接收由遥测单元发来的仪器控制命令，控制仪器的工作频率选择、发射高/低电源选择、地磁/电源同步方式选择、电路控制增益选择。

6、2、产生点同步。 3、按仪器要求控制对幅度、噪声的采样。 4、将采样得到的回波幅度、回波时间及仪器舱温度等信息编码后送到go-data数据线，供遥测单元采用。发射激励单元主要作用：发射激励单元主要作用： 1、受控产生1.5m及0.5m激励信号。 2、在点同步的控制下、选择发射高/低电源，激励换能器。放大检测单元主要作用：放大检测单元主要作用： 1、选择1.5m或0.5m接收信号进行放大。 2、实现可控增益放大。 3、获取回波幅度采样，检测回波时间到达。同步产生的主要作用：同步产生的主要作用： 产生每周行起始的同步，使地磁北极与探头的旋转起始的一致。 在套管井地磁被屏蔽时由电源50hz分频产生。

7、一、电源一、电源12345678abcd87654321dcbatitlenumberrevisionsizea3date:4-sep-2006 sheet of file:d:working-greatdtb-300k-bhtv井 下 电 视 .ddbdrawn by:vin2adj1+vout3u1lm150vin2adj1+vout3u2lm150vin2adj1+vout3u3lm150vin2adj1+vout3u4lm150c20.1c60.1c100.1c140.1c3105jc7105jc11105jc15105jr1240r2360r3*r4240r51.8kr6*r7240

8、r81.8kr9*r10240r115.1kr12*c1470u/40vc5470u/40vc9470u/40vc1347u/125vc447u/25vc847u/25vc1247u/25vc1647u/125v1234567891011121314151617j5j27-171234567891011121314151617j6j27-171234567891011121314151617j7j27-171234567891011121314151617j8j27-17ac1ac2ac3ac4ac5ac6ac7ac8+12vgnd-12vvccgnd+34vd21n4007d31n4007d

9、41n4007d51n4007d61n4007d71n4007d81n4007d91n4007d101n4007d111n4007d121n4007d131n4007d141n4007d151n4007d161n4007d11n4007 100k超声成像测井仪电源由12vdc、5vdc、34vdc组成。 12vdc：由电源变压器输出20vac给整流电路（整流电路由d1、d2、d3、d4组成），整流输出约为20vdc，经过电容c5、c6滤波，输入给u2(lm150)电压调节器，输出为12vdc，再经c7、c8滤波后提供给其它电路使用。12vdc电路工作原理与12vdc相似。 5vdc: 由电源变

10、压器输出10vac给整流电路（整流电路由d9、d10、d11、d12组成），整流输出约为10vdc，经过电容c1、c2滤波，输入给u1(lm150)电压调节器，输出为5vdc，再经c3、c4滤波后提供给其它电路使用。 34vdc：由电源变压器输出40vac给整流电路（整流电路由d13、d14、d15、d16组成），整流输出约为40vdc，经过电容c13、c14滤波，输入给u4(lm150)电压调节器，输出为34vdc，再经c15、c16滤波后提供给发射电路使用。二、发射二、发射 为适应不同井况的测井要求，超声成像仪器配有2个不同频率的超声换能器0.5mhz，1.5mhz。发射电路根据操作员的命

11、令，选择t1.5或t0.5任一换能器工作，同时地面还提供换能器激励电压选择，点同步信号做换能器点火命令。三至三至五个五个发射发射周期周期高低高低发射发射选择选择点同步点同步发射选择发射选择发射电路发射电路振荡振荡1、发射部分成、发射部分成2个独立发射通道：个独立发射通道：1.5mhz，0.5mhz 各点对应波形示意图：f1/f2为工作换能器选择信号：f1/f2=1f1/f2=01.5m换能器工作0.5m换能器工作u2的输出脉冲正宽度取决于各自的定时元件c4、r6和c3、c5。调整r使各自输出正脉冲宽度等于相应工作换能器标称周期的五倍，即每次发射每次发射5 5个周期的声波脉冲个周期的声波脉冲。一

12、般情况为：1.5m换能器工作（u2脚13）0.5m换能器工作（u2脚5）脉冲宽度3us/周期390.6us脉冲宽度9us/周期390.6usp+为发射开始命令，经过u1两次倒相后加到u2的trb触发端。2、振荡器、振荡器1.5m振荡器由u3:a、u3:b、u4:d组成0.5m振荡器由u3:c、u3:d、u5:d组成其输出为：1.5m振荡器输出（u4脚11）0.5m振荡器输出（u5脚11）脉冲周期0.6-0.7us脉冲周期2us3、换能器驱动、换能器驱动 以1.5m为例：由三极管d1，变压器t1组成。当发射声波强度选择信号h/l为l时，经过u1:b、u1:e缓冲，加至u4：a的第二脚。此时，u4

13、：b输出低电平，振荡器的输出脉冲串只能经u4:c驱动三极管d1的基极，与此同时h/l还加到d11的基极，导致d10截止，由5v电源vcc通过r18、d9供电。这时换能器上得到的发射脉冲幅度vpp为：34vpp。此被称为低功率发射，这种状态特别适合于清水井或套管井测试。 当h/l为h时，一方面，将u4:a开启，三极管d1基极由u4:c、u4:b同时提供基极驱动；另一方面，将d11、d10同时开通，34vdc加到电容器c11上作为发射d2的集电极供电电压，发射幅度上升约为：70vpp。此被称为高功率发射，这种状态特别适合于声波衰减较大的井况测试。 0.5mhz换能器激励电路与1.5mhz电路相似。

14、三、信号检测放大三、信号检测放大 放大与信号检测是井下仪器的主通道，他将发射板接收到的微弱超声回波信号放大到适合于处理要求的范围，检测出超声回波电压的峰值、超声回波的传播时间送给信号采集传输电路。放大电路（选择输入、可控放大、放大）放大电路（选择输入、可控放大、放大）可控增益可控增益选择输入选择输入12345678abcd87654321dcbatitlenumberrevisionsizea2date:4-sep-2006 sheet of file:d:working-greatdtb-300k-bhtv井 下 电 视 .ddbdrawn by:tr9x3dg30btr10x3dg30bt

15、r16x2222atr142222atr123dk2btr1003dk2btr1063dk2bc610.1c620.1c660.1c630.1c640.1c5030.1c5040.1c690.1c681000pc720.1c7433pc760.1c730.1c50651pc751000pc770.1c781000ptr103xin4148tr11wt2-1tr15ad590tr17in4148r633kr6451r61560r652kr62390r6691kr67100kr69300r68300r5124.7kr510510r5092kr51451r5132kr550910kr72100r55

16、120kr7010kr711kr74910r75100r761kr779.1kr73100r5043.3kr5065.6kr7851r792kr8020kr811kr8212kr8520kr83430r3401kr503x51kr3429.1kr5035.1kr515200kr843.3kr3411kr5085.6k237184u12lm710h321411u10:alm1241098u10:clm124567u10:blm1243261874u100op-37c6710u/25vc7010u/25vc7110u/25vc6510u/25v8910u14:c54ls0034u13:b54ls1

17、412u13:a54ls14tr103in4148vp2vp3vp5vp6vp5+12v-12v+12vvp6-12v+12vvp2vp3-12vvcc3148765u11lf1981234567891011121314151617j1j27-17tr1011n4148logout+12vvcctcgndvanpl-12vsa m pd ectgdecgndvcc+12v-12vdecsampnplvatctgc790.1c800.1vcc-12v放大电路（幅度检波、噪声托尾检测、时间检测）放大电路（幅度检波、噪声托尾检测、时间检测）幅度检波幅度检波时间检测时间检测1 1、工作换能器选择、工作

18、换能器选择 工作换能器选择由一片器选一模拟多路转换器cd4052构成，我们占用2路 当-gat为低电平时u1中x=x0或x1，此时没有信号加到放大器。当-gat为高电平时，选通x2或x3。2 2、 可变增益放大器可变增益放大器 该部分由6支晶体管构成，tr1、tr3共射放大器，tr4和tr5构成饱和开关，基极受井上送下的命令gb、ga控制，设置4档gb、ga，档位间隔通过调整射极电阻调整射极电阻来实现。 当控制信号为低时，开关三极管截止，射极电阻r7、r10对放大器来说有较大的负反馈；当控制信号为高时，开关三极管饱和导通，将c6或c9的一端与地相连，交流成负反馈减，于是提高了放大器的放大倍数，

19、而直流偏置不变，放大器增益与控制信号的关系如下：3、 对数变换对数变换 井下采用了8bita/d转换，（8位数码）其动态范围不能满足输入信号动态范围的要求，采用对数放大器将其压缩采用对数放大器将其压缩，对数变换器由2支ca3026双差分对构成四级限幅器，限幅器的输出在2支晶体管构成相加器的内相加，输出信号由集电极单端输出。 对数放大器输出信号最大为对数放大器输出信号最大为0.8vp-p，后置放大器将对数放大器输出信号进一步放大约10vp-p，即再提供20db以上的电压增益。放大由tr9、tr10构成10倍电压增益放大器，tr16构成跟随器，tr16和tr10采用交流耦合，为避免放大器直流漂移对

20、后面检波器带来不良影响，tr16提供射极直流电压约为0.4v，此为检波器的偏置电压。由于半导体器件随温度变化，因此，tr16射极电压也要随温度变化，为此其基偏由另一半导体器件tr103提供相同规律变化的偏置电压，起到一定的补偿作用。放大器同时也起到信号分配作用，由tr9集电极输出至tr12作为时间检测的输入信号，由tr16射极输出到r504作为拖尾信号供给自动门限生成电路，经r514接到幅度检测电路。后置放大器的信号2路，一路采用幅度检测，另一路作为时间检测输入信号。4、 后置放大器后置放大器5、 回波幅度检测回波幅度检测 回波信号由二极管tr11的正极输入，信号正峰保持在电容c68上，峰值电

21、平经u10:a送往a/d转换器。三极管tr14是c68的放电通路。在发射脉冲期间，由于选通门的漏极或其它原因，在tr11正端会有一个较大的无用信号。此信号往往比真实回波信号幅度还大。如不将其放掉，必会遮盖回波。因此，在发射脉冲及其后的一段时间内，tr14导通，将tr11接地，只有在有效的范围内，才允许c68、tr11检波电路正常工作。 c68上保持的信号峰值电平可在较长的时间内保持稳定，a/d转换结束后，先将c68上的信号电平放掉，再进行系统噪声峰值检波，噪声峰值送到u11的3脚，经u11采样后，送至u10:b由r82输出改变时间检测门限。6、时间检测、时间检测 时间检测完成超声波传播时间的检

22、测，时间检测由采样保持电路，拖尾幅度检测（门限形成电路）和快速比较构成。1）、噪声采样保持）、噪声采样保持 tr100、tr17、c78构成换能器拖尾幅度检测，检测到的尾巴幅值经二极管tr101加到电容器c75。 u11、u10:b为噪声采样保持电路。由后置放大器来的回波信号经tr12加到高速比较器u12和c75上的门限电平进行比较，当有回波信号时，u12输出正脉冲，经tr106和u13:b、u14:c缓冲后送到采集传输电路。 超声波发射的重复频率为2.56khz，即相隔391us发射一次。在多数情况下，约300us以后，超声已衰减到0，电路中只有系统噪声存在，在下一次发射前100us即可进行

23、噪声采样。在采样脉冲samp有效期间，u11高速采样保持电路将c68上的噪声正常值电平保持下来，u10将u11采集的噪声电平作适当缓冲放大，以保证99以上的噪声峰值小于u10:b的输出电平，从而使系统噪声不至于被当作信号检测出来，即噪声电平为噪声电平为换能器拖尾结束后的门限电平换能器拖尾结束后的门限电平。2）、拖尾幅度检测）、拖尾幅度检测 在被测井径较小时，回波到达时，换能器拖尾还未结束，两者相混，要测出正确的井径，只能将高出拖尾幅度的信号作为回波信号检测出。而换能器的拖尾与许多因素有关，如换能器的q值、声系结构、匹配情况等，其中多半因素带有不确定性，这就是说最佳的信号检测系统应该有自适应性，

24、本仪器在时间检测中，每个发射脉冲所产生的拖尾都被实时检测出，作为近距离时间检测的一个控制参数。 三极管tr100、二极管tr17和电容c78构成当次发射脉冲拖尾幅度峰值检测电路。npl为检测时刻控制脉冲，只有当当npl为低电平时为低电平时，由tr15发射极来的信号才被允许检波，检测时刻根据发射换能器的不同分别为分别为p+脉冲后延迟脉冲后延迟10us（1.5mhz）或）或40us(0.5mhz)，其检测开窗宽度均为其检测开窗宽度均为12us左右左右。 c78上保持的信号经u100缓冲放大后加到定时电容c75。c75和r82以及r515、u10:b的输出内阻r0共同构成一放电回路，其起始值为拖尾幅

25、值，终了值为噪声电平。时间常数由上述c75及三个电阻确定。其中r6很小，r515很大，均可忽略，主要影响为r82。r82、c75的选择由声系的等效时间常数确定。在实际电路中用调整r82来改变。上图为自适应门限示意图。调整r82即改变由拖尾幅度vt至噪声电平vn过渡过程的长短，使曲线(发射振铃）正好与拖尾包络一致。3）、比较器）、比较器 上图所示的自动门限加到高速比较器u12的反相输入端。回波信号经tr12缓冲后加到比较器的同相输入端。c74为隔直电容。当同相端信号大于反相端门限电平时，输入为高，否则为低。比较器输出的信号经tr106作幅度变换和u13:b、u14:c缓冲后即为检测到的回波时间信

26、号tg。4）、控制部分）、控制部分1）点同步（点火开始）p+； 脉宽3us、周期390.6us； 周期=1s/5圈/512点 （5圈/秒, 512点/圈）2）放大器输入选择门，门控信号gat； 输出脉宽为：自p+时刻起 8us（1.5mhz） 40us(0.5mhz)3）回波信号幅度检测电路放电脉冲dec； 与p+同步，脉宽及周期如图6；4）噪声采样信号samp； p+前100us，脉宽为10us；5）拖尾幅度采样脉冲npl； （在拖尾幅度检测中已有叙述）7、调试参数、调试参数常温下各档参数（在刻度桶内）：1.5m0.5m精度精度（）档位lh档位lh5%11081681156221216020

27、522022513205243323925542372544254255四、四、 同步同步 当电机带动换能器以每秒5圈的速度旋转时，安装在转轴上的一线圈将同步旋转。该线圈切割地球磁力线，输出5周的低频信号。该信号经滤波、放大后，使得在换能器对准北极时形成脉冲前沿，故亦称之为北极信号，由该信号形成同步脉冲。要求行同步脉冲的前、后沿均与点同步脉冲对齐，既脉宽390.6us（周期200ms），正好等于一个点周期。由于行同步脉冲是由北极信号形成的，因此显示的井壁图象总是从北极开始，最后再回到北极。由线圈感应的信号加至电子开关u1，0.5mhz和1.5mhz两换能器的机械位置相差180，电子开关的作用是

28、改变北极信号的相位，使更换发射频率时，图象表示的方向不变。u1的输出经过u2前置放大、u3:a二阶rc有源滤波，再经过u3:c放大、u3:b比较、u4:b缓冲后将5周地磁正弦信号变为方波输出，送到采集传输电路。 当井下仪进入套管，地磁被屏蔽，由井上发出指令，电路选择电源50hz信号，经过u5的10分频后形成电源同步信号。五、五、 信号采集传输电路（信号采集传输电路（dtb）12345678abcd87654321dcbatitlenumberrevisionsizea2date:24-sep-2006sheet of file:e:working-greatdtb-100k-bhtvtv-ne

29、wdtb-ntv1.ddbdrawn by:c190.1ufc180.1ufc170.1ufc160.1ufc130.1ufc120.1ufc30.1uf34u15b74ls0412u15a74ls0412345678910j612345rp41kin/clr39in/oe140vcc41i/o42i/o43i/o44tdi1i/o2i/o3gnd4vcc5i/o6tms7i/o8vcc9i/o10i/o11i/o12i/o13i/o14i/o15gnd16vcc17i/o18i/o19i/o20i/o21i/o22i/o23gnd24i/o25tck26i/o27i/o28vcc29i/o3

30、0i/o31tdo32i/o33i/o34i/o35gnd36in/clk37in/oe238u14emp7064agndagndagnd12345rp31k12345rp21k12345rp11kagndagndr19100r21100z36vz16v12u13a74ls1434u13b74ls1456u13c74ls1489u13d74ls141011u13e74ls141213u13f74ls141213u12f74ls141011u12e74ls1412345678910j3a010a19a28a37a46a55a64a73a825a924a1021a1123a122cs120cs22

31、6we27oe22d011d112d213d315d416d517d618d719u26264in/clr39in/oe140vcc41i/o42i/o43i/o44tdi1i/o2i/o3gnd4vcc5i/o6tms7i/o8vcc9i/o10i/o11i/o12i/o13i/o14i/o15gnd16vcc17i/o18i/o19i/o20i/o21i/o22i/o23gnd24i/o25tck26i/o27i/o28vcc29i/o30i/o31tdo32i/o33i/o34i/o35gnd36in/clk37in/oe238u5emp7064c61ufagndagndz25.1vr2

32、0820vin1vdd2agnd3sclk4busy8convst7dgnd6sdata5u10ad789612345678910j212345678910j1c230pc130py112m1234567891011121314151617j4x171234567891011121314151617j5x17in/clr39in/oe140vcc41i/o42i/o43i/o44tdi1i/o2i/o3gnd4vcc5i/o6tms7i/o8vcc9i/o10i/o11i/o12i/o13i/o14i/o15gnd16vcc17i/o18i/o19i/o20i/o21i/o22i/o23gnd

33、24i/o25tck26i/o27i/o28vcc29i/o30i/o31tdo32i/o33i/o34i/o35gnd36in/clk37in/oe238u4emp7064in/clr39in/oe140vcc41i/o42i/o43i/o44tdi1i/o2i/o3gnd4vcc5i/o6tms7i/o8vcc9i/o10i/o11i/o12i/o13i/o14i/o15gnd16vcc17i/o18i/o19i/o20i/o21i/o22i/o23gnd24i/o25tck26i/o27i/o28vcc29i/o30i/o31tdo32i/o33i/o34i/o35gnd36in/clk

34、37in/oe238u3emp7064p1.01p1.12p1.23p1.34p1.45p1.56p1.67p1.78rst9p3.010p3.111p3.212p3.313p3.414p3.515p3.616p3.717xtal218xtal119gnd20vcc40p0.039p0.138p0.237p0.336p0.435p0.534p0.633p0.732/ea31ale30/psen29p2.728p2.627p2.526p2.425p2.324p2.223p2.122p2.021u189c52p34u8b74ls1412u8a74ls1489u8d74ls14vccvccvccvc

35、cr183kr133kr83kr43kvccr24r25112r235kq12n2222a1011u8e74ls14r171.1kr1620kr1456r1056r123.3kr1120k91078u9blm31945123116u9alm31989u12d74ls1456u12c74ls1434u12b74ls1412u12a74ls1445123116u7alm11991078u7blm119r556r220kr71.1kr620kr11.1kr3r9r15/mr1vcc2gnd3pfi4/wdo8/reset7wdi6/pfo5u6max705vin1vdd2agnd3sclk4busy

36、8convst7dgnd6sdata5u11ad7896r22820z45.1vagndagndc4470pc5470pc71ufc847ufc1047ufc1447ufc150.1ufc90.1ufc110.1ufagndagndagndagndagndagndagndagnd1213u8f74ls1456u15c74ls0489u15d74ls04r261kr271ky210mc200.1ufvcctck4tdo4tms4tdi4vccaletime-oeclock1ad4ad5ad6ad3ad0ad2ad1rdwracinttvintad7endnsyn1ciintclocknsyn1t

37、v4tdi4gndtms4vccgndvccgndtck4vcctdo4gndgndgndgndvccvccvccresetreset1vcctemptvsbgacisynh/lacsynf1/f2f1/f2gbtemptvsbpsynpsynsampptgnpldecc-gatvccf1/f2h/lgbgaciintacintacsyncisynga1gb1hlf12psynsamppendnpldecc-gatnsynsamptgnpladec-gatatdi3tms3tdo3tck3vccvccgndgndgndgndtdo3vcctck3gndvccgndvcctms3gndtdi3s

38、datagndbusysclk+12vvccvcctdi2tms2tdo2tck2vccvcctck1tdo1tms1tdi1reset1gndvcck1sdata1sclk1reset16intgopwrrdgnd+12v+12v-12v+12v-12v+12v-12v+12vs01dtb-ntv1godataoutgodsingopuclockuclktdi1gndtms1gndvccgndtck1vcctdo1vccgndgndvcctdi2gndtms2vccgndvccgndtck2vcctdo2gndvccvccad0ad1ad2ad3ad4ad5ad6ad7vccale+12vs

39、clk1gndsdata1dsin1dsin2gndvccgnd+12vagnd-12vuclockdsingogndvccgnd+12vagnd-12vtv1ma0r-oerdgndgndgndad5ad4ad3ad2ad1ad0ad7ad6ma1ma2dsin1dsin2tv2ad6ad5ad4ad0a13r-oedataoutma3a14ma7time-oema0wruclkgopad2ad1ad7ad3ma2ma1alema5ma616intma4k1ad-starnsynnplasamp-gatadecad-starad-stara15a14a13a12a11a10a9a8tv3f1

40、2hlgb1ga1sdatasclkbusytvintma0ma1ma2ma3ma4ma5ma6ma7a8a9a10a11a12rdwra15gndad0ad1ad2ad3ad4ad5ad6ad7clockclock1jc1js1js2 dtb接口板就是超声成像测井仪器与遥传短节（tcc）联络的桥梁。它可用来接收地面系统通过遥传短节（tcc）发来的控制命令，以控制超声成像测井仪按照地面系统所要求的序列进行工作。同时将仪器的数据通过遥传短节（tcc）发送到地面系统。仪器地址为40（16进制）。 井下电视主机板即超声成像信号采集传输电路由单片机、大规模可编程逻辑芯片和外围电路组成，它主要担负以下几

41、项工作：1、向外围电路发送时序逻辑，指挥它们工作。2、采集首波的旅行时间值。3、采集波列的峰值。4、向tcc电路发送数据。5、接收tcc电路发来的命令。 gop中断中断(14脚脚)是是tcc发来的发来的go脉冲信号产生的中断，单片机接脉冲信号产生的中断，单片机接收到这个中断以后首先采集收到这个中断以后首先采集tcc发来的命令并执行，然后将发送发来的命令并执行，然后将发送缓冲区的头一个字送到移位寄存缓冲区的头一个字送到移位寄存器中。器中。16int中断（中断（13脚）是脚）是tcc发来的发来的uclock移位脉冲经移位脉冲经16分分频产生的，单片机接收到这个中频产生的，单片机接收到这个中断以后将

42、发送缓冲区的一个字送断以后将发送缓冲区的一个字送到移位寄存器中，然后将发送计到移位寄存器中，然后将发送计数器加数器加2。busy中断（中断（12脚）是脚）是a/d采样结束中断，单片机接收采样结束中断，单片机接收到这个中断以后，就开始读取波到这个中断以后，就开始读取波列的峰值和首波的旅行时间值，列的峰值和首波的旅行时间值，并把它们送到接收缓冲区。并把它们送到接收缓冲区。tvint中断（中断（15脚）是电源同步脚）是电源同步或地磁同步产生的，具体是那个或地磁同步产生的，具体是那个同步由单片机的同步由单片机的3脚脚(k1)发出命令发出命令通过通过u14(emp7064)来实现。来实现。 123456

43、78abcd87654321dcbatitlenumberrevisionsizea2date:24-sep-2006sheet of file:e:working-greatdtb-100k-bhtvtv-newdtb-ntv1.ddbdrawn by:c190.1ufc180.1ufc170.1ufc160.1ufc130.1ufc120.1ufc30.1uf34u15b74ls0412u15a74ls0412345678910j612345rp41kin/clr39in/oe140vcc41i/o42i/o43i/o44tdi1i/o2i/o3gnd4vcc5i/o6tms7i/o8vc

44、c9i/o10i/o11i/o12i/o13i/o14i/o15gnd16vcc17i/o18i/o19i/o20i/o21i/o22i/o23gnd24i/o25tck26i/o27i/o28vcc29i/o30i/o31tdo32i/o33i/o34i/o35gnd36in/clk37in/oe238u14emp7064agndagndagnd12345rp31k12345rp21k12345rp11kagndagndr19100r21100z36vz16v12u13a74ls1434u13b74ls1456u13c74ls1489u13d74ls141011u13e74ls141213u

45、13f74ls141213u12f74ls141011u12e74ls1412345678910j3a010a19a28a37a46a55a64a73a825a924a1021a1123a122cs120cs226we27oe22d011d112d213d315d416d517d618d719u26264in/clr39in/oe140vcc41i/o42i/o43i/o44tdi1i/o2i/o3gnd4vcc5i/o6tms7i/o8vcc9i/o10i/o11i/o12i/o13i/o14i/o15gnd16vcc17i/o18i/o19i/o20i/o21i/o22i/o23gnd24

46、i/o25tck26i/o27i/o28vcc29i/o30i/o31tdo32i/o33i/o34i/o35gnd36in/clk37in/oe238u5emp7064c61ufagndagndz25.1vr20820vin1vdd2agnd3sclk4busy8convst7dgnd6sdata5u10ad789612345678910j212345678910j1c230pc130py112m1234567891011121314151617j4x171234567891011121314151617j5x17in/clr39in/oe140vcc41i/o42i/o43i/o44tdi

47、1i/o2i/o3gnd4vcc5i/o6tms7i/o8vcc9i/o10i/o11i/o12i/o13i/o14i/o15gnd16vcc17i/o18i/o19i/o20i/o21i/o22i/o23gnd24i/o25tck26i/o27i/o28vcc29i/o30i/o31tdo32i/o33i/o34i/o35gnd36in/clk37in/oe238u4emp7064in/clr39in/oe140vcc41i/o42i/o43i/o44tdi1i/o2i/o3gnd4vcc5i/o6tms7i/o8vcc9i/o10i/o11i/o12i/o13i/o14i/o15gnd16

48、vcc17i/o18i/o19i/o20i/o21i/o22i/o23gnd24i/o25tck26i/o27i/o28vcc29i/o30i/o31tdo32i/o33i/o34i/o35gnd36in/clk37in/oe238u3emp7064p1.01p1.12p1.23p1.34p1.45p1.56p1.67p1.78rst9p3.010p3.111p3.212p3.313p3.414p3.515p3.616p3.717xtal218xtal119gnd20vcc40p0.039p0.138p0.237p0.336p0.435p0.534p0.633p0.732/ea31ale30/

49、psen29p2.728p2.627p2.526p2.425p2.324p2.223p2.122p2.021u189c52p34u8b74ls1412u8a74ls1489u8d74ls14vccvccvccvccr183kr133kr83kr43kvccr24r25112r235kq12n2222a1011u8e74ls14r171.1kr1620kr1456r1056r123.3kr1120k91078u9blm31945123116u9alm31989u12d74ls1456u12c74ls1434u12b74ls1412u12a74ls1445123116u7alm11991078u7

50、blm119r556r220kr71.1kr620kr11.1kr3r9r15/mr1vcc2gnd3pfi4/wdo8/reset7wdi6/pfo5u6max705vin1vdd2agnd3sclk4busy8convst7dgnd6sdata5u11ad7896r22820z45.1vagndagndc4470pc5470pc71ufc847ufc1047ufc1447ufc150.1ufc90.1ufc110.1ufagndagndagndagndagndagndagndagnd1213u8f74ls1456u15c74ls0489u15d74ls04r261kr271ky210mc2

51、00.1ufvcctck4tdo4tms4tdi4vccaletime-oeclock1ad4ad5ad6ad3ad0ad2ad1rdwracinttvintad7endnsyn1ciintclocknsyn1tv4tdi4gndtms4vccgndvccgndtck4vcctdo4gndgndgndgndvccvccvccresetreset1vcctemptvsbgacisynh/lacsynf1/f2f1/f2gbtemptvsbpsynpsynsampptgnpldecc-gatvccf1/f2h/lgbgaciintacintacsyncisynga1gb1hlf12psynsamp

52、pendnpldecc-gatnsynsamptgnpladec-gatatdi3tms3tdo3tck3vccvccgndgndgndgndtdo3vcctck3gndvccgndvcctms3gndtdi3sdatagndbusysclk+12vvccvcctdi2tms2tdo2tck2vccvcctck1tdo1tms1tdi1reset1gndvcck1sdata1sclk1reset16intgopwrrdgnd+12v+12v-12v+12v-12v+12v-12v+12vs01dtb-ntv1godataoutgodsingopuclockuclktdi1gndtms1gndv

53、ccgndtck1vcctdo1vccgndgndvcctdi2gndtms2vccgndvccgndtck2vcctdo2gndvccvccad0ad1ad2ad3ad4ad5ad6ad7vccale+12vsclk1gndsdata1dsin1dsin2gndvccgnd+12vagnd-12vuclockdsingogndvccgnd+12vagnd-12vtv1ma0r-oerdgndgndgndad5ad4ad3ad2ad1ad0ad7ad6ma1ma2dsin1dsin2tv2ad6ad5ad4ad0a13r-oedataoutma3a14ma7time-oema0wruclkgo

54、pad2ad1ad7ad3ma2ma1alema5ma616intma4k1ad-starnsynnplasamp-gatadecad-starad-stara15a14a13a12a11a10a9a8tv3f12hlgb1ga1sdatasclkbusytvintma0ma1ma2ma3ma4ma5ma6ma7a8a9a10a11a12rdwra15gndad0ad1ad2ad3ad4ad5ad6ad7clockclock1jc1js1js2 值得注意的是：值得注意的是： 超声成像200ms/帧，dtb为80ms/帧。因此，在信号传输上，dtb一帧不能把超声成像数据全部传输完毕，在这里我们采

55、用单片机（井下电视逻辑控制电路，井下电视首波时间计数电路等）和cpld（包括a/d转换电路）来处理。这部分电路包括：单片机、存储器、dtb接口电路等。具体工作过程是：单片机收到电源同步（acsyn）或地磁同步(cisyn)发来的中断后，启动井下逻辑电路，逻辑电路以每周512个点的数率发出各种逻辑信号(-gat、dec、npl、samp、psyn、f1/f2、gb、ga、h/l等)，在逻辑信号中有首波时间计数电路的开、关信号，有首波幅度的采样信号启动a/d转换。当a/d转换结束时向单片机发出中断，单片机读取首波幅度值（va）和时间（tg）值，并存在存储器中，512个点完成之后将数据打包准备发送。

56、这样，我们可以通过23帧来传输全部512点/帧（超声成像一周的数据）。全部512点数据由地面系统进行解码、处理，输出图像。数据发送要用查询和中断结合方式，接收采用查询方式，发送采用中断方式。六、六、 数据格式数据格式 上传数据长度：387个16位无符号位字，但真正有用的只有前770个字节。 两帧（一个标志字为：0 x7a和一个标志字为0 x7b的帧）组成一个完整的帧，其它标志字的帧为无用帧，无用帧的目的主要保证遥传和声波电视的时序一致，因为遥传是80ms的工作周期，而声波电视是200ms的工作周期。声波电视完整帧的结构如下表：地址范围（字节）含义说明0返回命令字返回的命令（d0、d1、d2、d

57、3、d4、d5、d6、d7)正好和下发的命令（d7、d6、d5、d4、d3、d2、d1、d0)的位反向。发射方式：d7; 发射频率:d6; 同步方式:d5; 增益:d4、d3。1帧标志0 x7a2、3采样点数正常：5124温度仪器温度5769声波电视数据0返回命令字1帧标志0 x7b2769声波电视数据 声波电视数据每6个字节为一组，每组数据可以得到声波电视声幅和时间图象。具体结构为：字节1字节2字节3字节4字节5字节6声幅1时间1的低8位d2d0: 时间1的高3位声幅2时间2的低8位d2d0: 时间2的高3位电源高压，输入220vac；仪器维护：检查三总线状态是否正确；电机不要长期空转，做好

58、声系定期保养（更换液压油）；1、4、8为电机线：相互之间阻值为73欧姆左右；5、6为探头：5-10为0.5mhz探头 1000-2000pf；6-10为1.5mhz探头 1000-2000pf；2、3为地磁线圈：2.4k；10为地。同步电机同步电机传动减速机构传动减速机构滑环接点滑环接点旋转探头旋转探头压力平衡机构压力平衡机构密封接头密封接头透声窗透声窗声系的构成：声系的构成：同步电机、传动减速机同步电机、传动减速机构、接触滑环及旋转探构、接触滑环及旋转探头全部安装在充满变压头全部安装在充满变压器有的金属密封壳内。器有的金属密封壳内。同步电机以同步电机以3000转转/分钟分钟的转速带动传动减速

59、机的转速带动传动减速机构，机构同时带动接触构，机构同时带动接触滑环及旋转探头按顺时滑环及旋转探头按顺时针方向旋转。针方向旋转。超声探头超声探头同步电机同步电机接触滑环接触滑环减速机构减速机构旋转探头旋转探头电机启动电容在电路，不能将电机启动电容在电路，不能将220v交流直接接至电机的供电交流直接接至电机的供电引脚。引脚。1、4、8脚电机绕组脚电机绕组2、3脚地磁线圈脚地磁线圈5、6脚分别对地为探头脚分别对地为探头声系探头拆卸的要求：由于地磁方位的检测与探头同方位，声系探头拆卸的要求：由于地磁方位的检测与探头同方位，因此、探头更换时相对角度不能改变，做好标记。因此、探头更换时相对角度不能改变，做

60、好标记。声窗声窗内部锁进内部锁进油堵油堵探头声窗的拆卸探头声窗的拆卸压紧环压紧环平衡胶囊平衡胶囊旋转探头旋转探头接触滑环接触滑环卸掉两个油堵，放空声系内的变压器油；卸掉两个油堵，放空声系内的变压器油；拆掉捆扎胶囊的铜丝，卸掉皮囊；拆掉捆扎胶囊的铜丝，卸掉皮囊；用专用工具卸掉压紧环，取下声窗；用专用工具卸掉压紧环，取下声窗；拆探头座时不要将探头相对位置转动。拆探头座时不要将探头相对位置转动。一、超声成像测井仪的测井程序一、超声成像测井仪的测井程序1、仪器下井前期检查：仪器通电前先用万用表测量测井仪的电缆1、4芯阻值。该值应该为电缆1、4芯自身阻值加上测井仪自身阻值的总和，缆芯1、4间不能与其它缆