伽马探管输出的负电压脉冲信号前沿很陡，脉冲信号后沿衰减规律成指数趋势。通过电容C6该信号耦合至三极管Q4的基级，伽马探测器的直流高压也由C6隔离，以防止损坏后级电路。探管的输出信号由稳压二极管D2限幅，RC低通滤波器由R25和C7组成，能够去除测量信号中的高频干扰。

　　脉冲信号经过Q4反相相放大后，由于电容C9耦合到运放A3的输入端，因此调节A3上的反馈电阻可以对该脉冲信号再次进行放大。

　　运算放大器A3的输出信号加载到比较器A4的输入端，组成电压阈值比较器，进一步对脉冲信号整形，去除噪音信号。比较器A4输入阈值电压为10 V左右，使高于次电压的伽马脉冲信号可以通过比较器，其他噪声信号电平低于阈值电压而不能通过。

　　经过几级整形之后的信号波形已经变得比较理想，这样输出的信号成为与伽马脉冲相一致的标准脉冲信号，然后输出到CPLD芯片进行分频和电平匹配输出，最终输出到ARM控制器的计数单元。由于在一些地层中的伽马射线能量强，所探测的脉冲数量在单位时间内很多，直接加到ARM芯片的比较器计数单元上会使其产生计数溢出错误[8]。因此要使用CPLD芯片配置成分频器，对脉冲信号进行4分频计数。然后将分频后的脉冲波形送入ARM芯片的比较器计数单元内进行计数和保存。ARM芯片对伽马脉冲的计数由其内部定时器控制，每16 s完成一次计数，最后存储的伽马计数值应为16 s内计数脉冲的平均值。

　　2.5 井下实时时钟电路

　　井下实时时钟可与地面实时时钟进行对准，可推导出相应的井深参数。DS1305为外部时钟芯片，采用SPI通信方式，时间控制任务主要有两个方面：DS1305时钟与地面时间的对准功能；产生等时间间隔脉冲信号，作为外部中断源控制CPU的伽马数据定时采集和存储。

　　2.6 井下实时伽马数据存储电路

　　测量的自然伽马参数数值需要实时地存储到井下NOR Flash存储器中，与各个自然伽马参数数值相对应的实时时钟信息也需要对应地存储到井下NOR Flash存储器中。采用的井下NOR Flash存储器芯片为M25P64，其为64 Mbit(即8 MB)存储芯片。

3 随钻测量实验

　　图10 中随钻自然伽马测量曲线说明了该装置的应用情况(左图为自然伽马测量曲线，右图为电阻率测量曲线),这是该测量装置在冀东油田某钻井过程中的随钻测量数据。从图中可反映出当钻至1 965 m时，测量的自然伽马值开始下降，电阻率值开始升高。孔隙度高的含油地层，其伽马辐射低，可推测开始进入储油层。当钻至1 971 m时自然伽马值开始上升，测量的电阻率值开始降低，可推测钻出储油层。继续钻至1 998 m时，电阻率测量值值升高，自然伽马测量值降低，可推测再次进入储油层。根据测量的数据结果分析，自然伽马测量仪可以准确反映出真实地层情况。

　　本文对随钻伽马测量系统的研制意义进行了分析。在此基础上对随钻伽马系统进行设计，并着重分析了放射性伽马测量原理，包括总体分析与设计、高压电源电路设计、脉冲整形电路设计、伽马数据采集与存储电路设计等。同时，针对随钻伽马测量系统在电磁干扰环境下工作需要贴片电感器厂注意的问题进行分析，使其达到测量应用的要求。最后通过对仪器的实验验证了该仪器的功能[9]。

　　参考文献

　　[1] 苏义脑.井下控制工程学研究进展[M].北京:石油工业出版社，2001.

　　[2] 盛利民, 邓乐, 窦修荣.实现近钻头测量的关键[C].北京：井下控制工程技术学术研讨会, 2001：20-22.

　　[3] 袁祖贵．测井技术的发展及其应用[J]．测井科技，1997,(4)：6-8.

　　[4] 彭琥．20世纪90年代核测井新进展[J]．测井技术，200125(1):5-11.

　　[5] 孙建孟．浅议测井学科的发展[J]．测井技术，1998，22(5)：

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　　[6] 马连山，冯敬，吴宝瑜,等．随钻测量(电感器厂MWD)与地层评价在2000年的新进展[J]．石油仪器，2000，14(6)：37-41.

　　[7] 陈庭勋.正反激励式准谐振软开关电源[J]. 电子技术应用，2013，39(8):57-59.

　　[8] 刘洋.基于ARM9和CPLD的四导心音采集显示系统的设计[J]. 电子技术应用,2013,39(12)：18-22.

　　[9] 鞠小东．我国石油测井装备研发现状及发展的思考[J]石油仪器，2001，15(4)：1-4.扁平线圈电感制造厂

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