[發(fā)明專利]一種隨鉆電阻率的測(cè)量裝置及其測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310698427.9
• 申請(qǐng)日: 2013-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN103696766B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉策;李敬;吳素明;王華平;梁任岳;任威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貝茲維儀器(蘇州)有限公司
• 主分類號(hào): E21B49/00
• 分類號(hào): E21B49/00;E21B47/12
• 代理公司: 北京三聚陽光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11250
• 代理人: 張杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油、天然氣鉆井作業(yè)隨鉆測(cè)量領(lǐng)域，具體地說是一種隨鉆電阻率的測(cè)量裝置及其測(cè)量方法。

背景技術(shù)

隨著全球?qū)κ?、天然氣需求的日益增多，隨鉆電阻率測(cè)量裝置有了長(zhǎng)足的進(jìn)步與發(fā)展。如圖1所示是一種常用的隨鉆電阻率測(cè)量裝置，它包括一個(gè)鉆桿100和一個(gè)鉆頭101，以及一對(duì)用于發(fā)送電磁信號(hào)到周圍地層的發(fā)射器T1和T2，一對(duì)用于接收電磁信號(hào)的接收器R1和R2。測(cè)量經(jīng)過接收器R1和R2的電磁信號(hào)，即可得到距鉆桿一定距離的地層電阻率。將接收器R1和R2置于不同的位置，就可以實(shí)現(xiàn)不同探測(cè)深度的探測(cè)，合理設(shè)置接收器R1和R2的間距，可以獲得較好的垂直分辨率。

由于發(fā)射器T1和T2一般工作在兩個(gè)以上的頻率，假設(shè)工作頻率為f1和f2，需要將其與R1和R2的頻率預(yù)先調(diào)諧到適當(dāng)?shù)念l率點(diǎn)，以提高信號(hào)發(fā)送到系統(tǒng)的信噪比。這一調(diào)諧過程通常通過如圖2所示的雙共振頻率調(diào)諧電路來完成，所述雙共振頻率調(diào)諧電路包括隨鉆測(cè)井儀的天線線圈201；調(diào)諧電感器L1，與之并聯(lián)的電容器C2，另一個(gè)調(diào)諧電容器C1與所述調(diào)諧電感器L1等效并聯(lián)并連接所述天線線圈201；用于阻抗匹配的變壓器202和工作在固定頻率的發(fā)射源203。圖2所示的雙共振頻率調(diào)諧電路可以被調(diào)諧產(chǎn)生兩個(gè)諧振頻率，如圖3中的實(shí)線所示。眾所周知隨鉆電阻率測(cè)量裝置通常工作在很寬的溫度范圍內(nèi)，如-40℃至150℃。因此，天線和調(diào)諧電路的諧振頻率有可能隨溫度和其它環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化，如圖3中的虛線所示，由于溫度的變化增益減少，諧振曲線顯著向下移動(dòng)。由于天線線圈的頻率基本都是在工廠設(shè)定好的，在實(shí)際使用時(shí)不會(huì)根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，導(dǎo)致此時(shí)整個(gè)隨鉆電阻率測(cè)量裝置將有較低的靈敏度和信噪比，進(jìn)而使得電阻率測(cè)量不準(zhǔn)確，特別是在高電阻率地層。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于當(dāng)溫度或者其他環(huán)境參數(shù)發(fā)生變化時(shí)，隨鉆電阻率測(cè)量裝置最優(yōu)諧振頻率與預(yù)先設(shè)定好的諧振頻率不符，致使測(cè)量不夠精準(zhǔn)，從而提出一種可以在隨鉆電阻率測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)試之前自動(dòng)進(jìn)行頻率調(diào)諧的隨鉆電阻率的測(cè)量裝置及其測(cè)量方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種隨鉆電阻率的測(cè)量裝置，包括：調(diào)頻模塊、測(cè)量模塊、發(fā)射天線與接收天線，所述調(diào)頻模塊與所述發(fā)射天線和所述接收天線連接，調(diào)節(jié)所述發(fā)射天線與所述接收天線的頻率，所述測(cè)量模塊測(cè)量隨鉆電阻率，并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送給所述發(fā)射天線，所述發(fā)射天線將所述測(cè)量數(shù)據(jù)通過電磁波信號(hào)的形式發(fā)送給所述接收天線。

進(jìn)一步地所述調(diào)頻模塊包括:

接收模塊，與所述接收天線耦合，將所述電磁波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；

幅度檢測(cè)器，與所述接收模塊連接，用于檢測(cè)獲得的所述電信號(hào)的振幅信息并發(fā)送給控制器；

所述控制器，連接所述幅度檢測(cè)器，用于根據(jù)所述振幅信息計(jì)算幅值比和/或相位差，確定最優(yōu)諧振頻率，并控制發(fā)射模塊進(jìn)行頻率調(diào)整；

所述發(fā)射模塊，與所述控制器連接，用于控制發(fā)射天線按照最優(yōu)諧振頻率發(fā)射電磁波信號(hào)。

進(jìn)一步地所述發(fā)射模塊還包括：

第一信號(hào)發(fā)生器，與所述控制器連接，發(fā)送第一頻率信號(hào)給功率放大器，其中所述第一頻率信號(hào)的頻率和相位可以被所述控制器控制；

功率放大器，與所述第一信號(hào)發(fā)生器連接，放大所述第一頻率信號(hào)并傳遞給發(fā)射調(diào)諧電路；

所述發(fā)射調(diào)諧電路，一端與所述功率放大器連接，另一端耦合發(fā)射天線，控制所述發(fā)射天線按照最優(yōu)諧振頻率發(fā)射電磁波信號(hào)。

進(jìn)一步地所述接收模塊還包括：

接收調(diào)諧電路，與所述接收天線連接，用于接收所述電磁波信號(hào)，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并發(fā)送給低噪聲放大器；

所述低噪聲放大器，與所述接收調(diào)諧電路連接，將所述電信號(hào)放大并發(fā)送給混頻器；

第二信號(hào)發(fā)生器，與所述控制器連接，用于發(fā)送第二頻率信號(hào)給所述混頻器，其中所述第二頻率信號(hào)的頻率和相位可以被所述控制器控制；

所述混頻器，分別與所述低噪聲放大器和所述第二信號(hào)發(fā)生器連接，將所述電信號(hào)與所述第二頻率信號(hào)混合并發(fā)送給中頻濾波器；

所述中頻濾波器，與所述混頻器連接，濾掉高頻分量，并發(fā)送給中頻放大器；

所述中頻放大器，與所述中頻濾波器連接，放大并獲得所述電信號(hào)，發(fā)送給所述幅度檢測(cè)器。

進(jìn)一步地所述發(fā)射調(diào)諧電路為常規(guī)雙共振頻率調(diào)諧電路。

進(jìn)一步地還包括激活模塊，用于按照一定激活方式自動(dòng)開啟整個(gè)隨鉆電阻率的測(cè)量裝置。

一種用于隨鉆電阻率測(cè)量的測(cè)量方法，包括如下步驟：

S1：調(diào)節(jié)發(fā)射天線與接收天線的頻率；