信号分离门组
时差形成触发器
时差检测过程（上发举例）
主控双稳翻转→上控方波有效→关闭r门→发送上发命令至井下→
地面延迟→延迟I触发→延迟门I触发→开启R1分离门允许R1检测
→R1首波到来→时差形成触发器置位形成△t上的上升沿→延迟II触
发→延迟门II触发→关闭R1门开启R2门→R2首波到来→时差形成
3.2.3 地面仪工作原理
7、刻度电路
测井仪器原理（一）
27
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
7、刻度电路
工作波形
测井仪器原理（一）
28
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
8、声幅测量电路
主要用途：水泥胶结测井 电路框图
测井仪器原理（一）
测井仪器原理（一）
17
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
2、鉴别放大和时差形成电路
测井仪器原理（一）
18
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
2、鉴别放大和时差形成电路
比较器幅度鉴别
延迟、延迟们组
目的：从时间上压制干扰
功能：设定R1、R2、r1和r2的允许检测期间
单极子 模式
(a)
四极子 模式
(b)
(c) 偶极子 (d) 偶极子
模式
模式
单元呈口字形排列的接收换能器
对不同振动模式的响应
测井仪器原理（一）
43
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
2、仪器结构
主电子单元 声系
发射部分 隔声体 接收部分
发射电子单元
隔声结构：减弱直达声波
当地层声速v2大于井液声速v1时，可以产生以临 界角入射i=arcsin（v1/v2）的滑行波
源距L0的选取：为使首先到达R1的是滑行波
1 L0 (d1 d 2 ) 1
间距L：两接收器之间的距离
测井仪器原理（一）
7
3.1 声波测井原理
3.1.2 声系设计和测量原理
T0门，滑动门，噪声窗口
测井仪器原理（一）
36
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.1 斯仑贝谢SLT数控声波测井仪
2、信号检测
传播时间处理
仪器增益控制
测井仪器原理（一）
37
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.1 斯仑贝谢SLT数控声波测井仪
2、信号检测
传播时间处理
接电缆
MPAL接收换能器短节
由正交的换能器组成 宽带、高灵敏度 纵向对称但不等距 接收换能器矩阵
遥测短节
接收下传命令与上传测井数据
MPAL隔声体短节
MPAL发射换能器短节
衰减直达的伸缩及剪切波 并用于调整源距
由单极、正交的偶极和四极换能器 组成，可工作于单极、偶极和四极模式 大功率，长源距
四极发射换能器
2、信号检测
地面仪器接口
测井仪器原理（一）
34
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.1 斯仑贝谢SLT数控声波测井仪
2、信号检测
传播时间处理
信号波形
测井仪器原理（一）
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3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.1 斯仑贝谢SLT数控声波测井仪
2、信号检测
传播时间处理
3.2.3 地面仪工作原理
6、时差比较电路
周波跳跃的产生
测井仪器原理（一）
24
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
6、时差比较电路
测井仪器原理（一）
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3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
6、时差比较电路
测井仪器原理（一）
26
3.2 双发双收声波测井仪
MPAL测控电子短节
1. 系统控制 高性能DSP控制子系统
2. 数据采集 数控的高精度、 多通道数据采集和存储 >120db的动态范围，14位分辩率
3. 遥测电路 完成数据的上传与命令接收
4. 前置接收电路 完成单、偶极及四极信号的组合、 选择，声波信号的程控放大与衰减， 声波信号的滤波
5. 系统电源 大功率、高效、低噪音
声波测井参数
由于纵波（压缩波或P波）相对速度最快，因此在声
波测井中往往也最容易接收和处理，普通声波测井仪
一般专用来接收和测量纵波声速vP
VP
E 1 (1 )(1 2 )
声波全波测井能够得到横波速度VS
VP 2(1 )
VS
1 2
杨氏模量和泊松比是重要的岩石力学参数
1、声系特点
模块化的BHC和DDBHC DDBHC测量原理
测井仪器原理（一）
32
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.1 斯仑贝谢SLT数控声波测井仪
1、声系特点
定向发射原理
宽带接收器
测井仪器原理（一）
33
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.1 斯仑贝谢SLT数控声波测井仪
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
3、仪器电子系统
测井仪器原理（一）
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
1、方法原理和声系结构
四极换能器结构原理
单极振动模式
四极振动模式
偶极和四极声场的指向性
测井仪器原理（一）
42
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
1、方法原理和声系结构
接收换能器结构原理
宽带接收器 四只一组，正交排列 八组阵列，间距6英寸
声波信号放大电路
差动放大 互补输出，电缆驱动 并联稳压
测井仪器原理（一）
12
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
仪器框图（声速测量部分）
测井仪器原理（一）
13
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
主要工作波形
测井仪器原理（一）
14
3.2 双发双收声波测井仪
测井仪器原理
（一）
主讲人：鞠晓东 2008年9月
测井仪器原理（第一部分）
第0章 绪论 第1章 电流聚焦测井仪 第2章 感应测井仪 第3章 声波测井仪
测井仪器原理（一）
2
第3章声波测井仪
3.1 声波测井原理 3.2 双发双收声波测井仪 3.3 其它类型声波测井仪简介
测井仪器原理（一）
触发器置位形成△t上的下降沿→完成△t上转换→延迟门组恢复稳态
→关闭分离门组 测井仪器原理（一）
19
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
3、时差计数和输出电路
计数 锁存 译码 显示 D/A转换
测井仪器原理（一）
20
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
发 射 高 压
高压电源
偶极发射 控制电路
激 励 信 号
发 射 变 压 器
发
发
射 变
高 压
射 换
压 器
激 励
能 器
组
阵
电源线
接 贯穿线
隔
收
32道声波信 号接收
声
换
体
能 器
阵
单、四极，偶极声波 信号源的控制与发射
串行命令控 制总线
串行命令控 制总线
测井仪器原理（一）
45
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
1、同步控制电路
电路原理
测井仪器原理（一）
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3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
1、同步控制电路
工作波形
测井仪器原理（一）
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3.2 双发双收声波测井仪
3.2.3 地面仪工作原理
1、同步控制电路
单稳电路 下井同步电路
仪器工作方式
上发期间由T上和R1、R2得到△t上 下发期间由T下和r1、r2得到△t下
输出信号
T t上 t下（s / m）
2 L
测井仪器原理（一）
9
3.2 双发双收声波测井仪
3.2.1 双发双收声系原理
井眼补偿作用
深度补偿问题
临界角影响
O上O下 （d2 d1）tgi
检测原理
E1检测
测井仪器原理（一）
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3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.1 斯仑贝谢SLT数控声波测井仪
2、信号检测
传播时间处理
DDT尖峰抑制
测井仪器原理（一）
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3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
1、方法原理和声系结构
单极全波在软地层无法获得横波信息 偶极换能器在软地层仍能够激发出绕曲波
3、仪器电子系统
测井仪器原理（一）
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3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
3、仪器电子系统
测井仪器原理（一）
48
3.3 其它类型声波测井仪简介
3.3.2 MPAL多级子阵列声波测井仪
3、仪器电子系统
测井仪器原理（一）
49
3.3 其它类型声波测井仪简介
益