震電信號天線接收系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于震電測井技術領域，具體為震電信號天線接收系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]震電效應用于油氣勘探是一種非常有潛力的測井新方法。震電測井的實際應用將在油氣層識別，特別是疑難油氣層判別方面提供新的手段。但國內外對震電測井方法的研究目前多集中于理論數(shù)值研究和巖石物理實驗研究，尚未見到能實際應用于現(xiàn)場測井的震電測井儀器，也未能見到直接針對震電測井探測器的研究成果，因而無法獲得井下地層真實的震電信號，這就制約了理論研究的進一步發(fā)展。
[0003]另外，就目前的巖石物理實驗研究而言，接收天線一般采用單根單極子天線來接收震電信號；由于震電信號的產(chǎn)生，需要特定振動源提供激勵。目前的振動源一般為兩種:一種是聲電換能器，利用電信號激勵聲電換能器產(chǎn)生聲波的震動，能提供頻率比較高的震動；另外一種是利用電激勵某種直接產(chǎn)生機械震動的裝置，震動的頻率一般只能有幾十Hz ;但在上述兩種方法中，在電信號進行激勵的過程中，都無法避免地產(chǎn)生額外的電磁輻射。單極子形式的接收天線極易接收到激勵的電磁輻射，而且這種電磁輻射具有一定的時間長度，幅度也比震電信號大很多，所激勵出來的震電信號有可能被這個強干擾源所覆蓋，導致無法接受到真實震電信號。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種震電信號天線接收系統(tǒng)，用于克服接收信號中激勵源輻射的干擾問題。本發(fā)明的技術方案為:
[0005]震電信號天線接收系統(tǒng)，其特征在于，包括接收天線模塊和差分接收模塊；
[0006]接收天線模塊包括多組接收天線對，每組接收天線對包括兩個水平設置的單元天線，每個單元天線均垂直固定于底板表面，且與同軸線連接；
[0007]差分接收模塊由多個差分放大器組成，差分放大器數(shù)量與接收天線對組數(shù)相同；每組接收天線對中的兩個單元天線通過同軸線將信號傳輸?shù)綄牟罘址糯笃?，分別連接到差分輸入的正負極。
[0008]優(yōu)選的，所述單元天線為直線型單極子形式或折線性單極子天線，則相應底板采用金屬底板。
[0009]所述差分放大器置于金屬屏蔽盒中。
[0010]本發(fā)明中，單元天線接收到的信號包括激勵源輻射信號和震電信號，但同一組的兩各單元天線水平位置基本相同，接收到的激勵源輻射信號的幅度和相位基本一樣，分別輸入差分放大器的正負極后，激勵源輻射信號作為一種共模信號，絕大部分得到消除；同時，震電信號作為差模信號得以保存。本發(fā)明中采用對組接收天線對結構，多路差分放大器輸出信號經(jīng)過運算得到最終的震電信號。
[0011]綜上，本發(fā)明提供一種震電信號天線接收系統(tǒng)，能夠有效克服接收信號中激勵源輻射的干擾，準確得到真實的震電信號。
【附圖說明】
[0012]圖1為實施例中接收天線模塊的天線陣列示意圖。
[0013]圖2為實施例中震電信號天線接收系統(tǒng)示意圖。
[0014]圖3為實施例中差分接收模塊差分接收示意圖。
[0015]圖4為實施例中實驗井筒模型。
[0016]圖5為實施例中單根單極子天線接收信號波形圖。
[0017]圖6為實施例中本發(fā)明震電信號天線接收系統(tǒng)接收信號波形圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0019]本實施例中，震電信號天線接收系統(tǒng)，包括接收天線模塊和差分接收模塊；
[0020]接收天線模塊:此模塊包括天線陣列，金屬底板，以及傳輸信號的同軸線，如圖1所示，天線陣列一共有4組共8根單極子天線，水平方向相鄰的兩根天線構成一組接收天線對(一路差分信號)，4組天線對組成4路信號；每根天線都固定在金屬底板上，同軸線的內芯伸出部分作為單極子天線，同軸線的外芯連接金屬底板；天線底部的空間打成通孔，同軸線的一端通過通孔連接天線，另外一端連接到差分放大器的輸入端；通孔中同軸線采用膠水進行固定；
[0021]差分接收模塊包括4個分別置于金屬屏蔽盒內的差分放大器，每個差分放大器與一組接收天線對對應連接。
[0022]同時，如圖2所示，僅僅采用直線型單極子天線進行接收，天線與井內壁接觸面積比較小，難以接收到較強的震電信號；為了增大天線與井壁的接收面積，可以采用折線性的單極子天線的結構進行接收，如圖3所示。
[0023]單極子天線接收到信號之后，通過同軸線傳輸，傳輸?shù)轿挥诮饘倨帘魏袃炔坎罘诌\算放大器，如圖4所示，選取了其中一組天線來說明:天線接收到的信號包括直接輻射的信號和震電信號。總所周知，差分運算放大器有消除共模信號，放大差模信號的功能。由于同一組的兩根天線位置基本上相同，其接受到的直接輻射的信號的幅度和相位基本一樣，經(jīng)過如下圖的差分放大器，直接輻射的信號作為一種共模信號，大部分得到消除。而其中的震電信號，產(chǎn)生的條件比較復雜，幅度和相位很難做到完全一致，所以，震電信號作為差模ig號得以保存。
[0024]天線模塊和差分放大器在組合的過程中，差分放大器放置于金屬防水屏蔽盒子之中，天線模塊與防水盒子之間的距離應該盡可能地短，這樣，信號在天線以及同軸線上傳輸?shù)木嚯x比較短，所受到的額外的干擾也會比較少。
[0025]本實施例中采用實驗對本發(fā)明進行進一步說明，實驗步驟如下:
[0026]如圖5所示為本實施例采用的井筒模型，將整體結構放置于液體中模擬測井環(huán)境:
[0027](I)較小的激勵信號經(jīng)過功放電路放大之后，傳輸給位于井底部的聲電換能器，換能器將電信號轉換為聲信號，利用其發(fā)出聲波引起的震動來激勵出震電信號；
[0028](2)當聲波引起的震動在含流體多孔介質的孔隙地層中傳播時，激勵出微弱的震電信號;
[0029](3)接收器上的點代表4組共8個單極子天線，這些天線緊貼著井筒內壁，盡可能接收到較強的震電信號；天線接收到信號之后，通過同軸線傳給在天線后方的前置差分放大電路，進行下一步處理。
[0030]經(jīng)過測試，單根單極子天線和一組單極子天線接收的波形分別如圖5、圖6所示，由圖中信號的強度能夠看出，當采用單根單極子天線進行接收時，其接收到直接輻射信號(激勵源輻射)的峰峰值(Vp-p)為4.377V;采用雙天線進行接收，直接輻射信號的峰值(Vp-p)為64.53mV ;說明本發(fā)明能夠顯著降低激勵源輻射信號強度，即克服激勵源輻射干擾。
[0031]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，本說明書中所公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換；所公開的所有特征、或所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以任何方式組合。
【主權項】
1.震電信號天線接收系統(tǒng)，其特征在于，包括接收天線模塊和差分接收模塊； 接收天線模塊包括多組接收天線對，每組接收天線對包括兩個水平設置的單元天線，每個單元天線均垂直固定于底板表面，且與同軸線連接； 差分接收模塊由多個差分放大器組成，差分放大器數(shù)量與接收天線對組數(shù)相同；每組接收天線對中的兩個單元天線通過同軸線將信號傳輸?shù)綄牟罘址糯笃?，分別連接到差分輸入的正負極。2.按權利要求1所述震電信號天線接收系統(tǒng)，其特征在于，所述單元天線為直線型單極子形式或折線性單極子天線，則相應底板采用金屬底板。3.按權利要求1所述震電信號天線接收系統(tǒng)，其特征在于，所述差分放大器置于金屬屏蔽盒中。
【專利摘要】本發(fā)明屬于震電測井技術領域，提供一種震電信號天線接收系統(tǒng)，用于克服接收信號中激勵源輻射的干擾問題。所述震電信號天線接收系統(tǒng)，包括接收天線模塊和差分接收模塊；接收天線模塊包括多組接收天線對，每組接收天線對包括兩個水平設置的單元天線，每個單元天線均垂直固定于底板表面，且與同軸線連接；差分接收模塊由多個差分放大器組成，差分放大器數(shù)量與接收天線對組數(shù)相同；每組接收天線對中的兩個單元天線通過同軸線將信號傳輸?shù)綄牟罘址糯笃鳎謩e連接到差分輸入的正負極。本發(fā)明能夠有效克服接收信號中激勵源輻射的干擾，準確得到真實的震電信號。
【IPC分類】G01V1/52
【公開號】CN105116450
【申請?zhí)枴緾N201510528741
【發(fā)明人】孫向陽, 尹博
【申請人】電子科技大學
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月26日