[發明專利]一種瞬變電磁三維多深度點測量系統及其方法

在審

• 申請號: 201910025213.2
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN111435175A
• 公開（公告）日: 2020-07-21
• 發明（設計）人: 沈建國;張小康
• 申請（專利權）人: 天津大學青島海洋技術研究院
• 主分類號: G01V3/30
• 分類號: G01V3/30;G01V3/20;G01N27/04;E21B49/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種瞬變電磁三維多深度點測量系統及其方法。其中瞬變電磁三維多深度點測量系統包括大功率發射電路、發射線圈，垂直接收線圈陣列、控制電路、驅動電路、濾波放大電路、32路AD采集電路、32路同步數據接收上位機、穩壓直流電源、采集電路供電系統和一個良導電體金屬球；該系統所對應的測量方法包括有良導電體金屬球和無導電體金屬球兩種情況下測量結果做差去掉無用信號以及固定良導電體金屬球同時移動發射線圈和垂直接收線圈陣列實現對中間良導電體金屬球的測量兩種方法。該系統可以描繪不同空間中地層電阻率變化信息，并且可以實驗驗證Doll幾何因子和非同軸的幾何因子。

技術領域

本發明屬于石油工程測井施工中套管井地層物理參數測量和巖性評價專用儀器技術領域，更具體的說，是涉及一種瞬變電磁三維多深度點測量系統及其方法。

背景技術

在建筑工地的施工過程中往往會出現積水和滲漏現象，如果不及時進行預防和處理可能會帶來慘重的人員傷亡和經濟損失。由于建筑工地現場一般比較復雜，目前還沒有有效的措施可以預測滲漏的具體方位，在施工過程中還存在先開挖地下室遇到滲漏積水后處理的情況，這種做法顯然是具有不確定性的。當前過套管地層電阻率測量方法是直流法，即通過給扎到套管上的電極供電的方法定點測量。這種方法效率低，精度差、操作復雜、不具有時效性。為了科學高效地對建筑工地施工現場地下水滲漏區域和具體位置進行預判和精準定位，需要在套管井內連續地測量井外地層的電阻率，最終通過連續的電阻率曲線來解釋不同地層的差異為工程建設服務。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明提供一種瞬變電磁三維多深度點測量系統及其方法，可以描繪不同空間中地層電阻率變化信息，并且可以實驗驗證Doll幾何因子和非同軸的幾何因子。

一種瞬變電磁三維多深度點測量系統包括大功率發射電路、并聯在大功率發射電路負載兩端的發射線圈，與發射線圈同軸放置的1*8垂直接收線圈陣列、與發射線圈非同軸放置的3*8垂直接收線圈陣列、為驅動電路提供兩路控制信號的控制電路、為大功率發射電路提供兩路驅動信號的驅動電路、為4*8垂直接收線圈陣列瞬變電磁響應信號濾除噪聲并進行信號放大的濾波放大電路、采集經過濾波放大電路處理之后的瞬變電磁響應信號并且還給控制電路提供兩路控制信號的32路AD采集電路、對32路AD采集電路采集到的瞬變電磁響應信號進行存盤和桌面顯示并且為32路AD采集電路提供控制指令還可以手動設置技術參數如清屏、清框、總數、COM口、采集次數、開串口、關串口、啟動等的32路同步數據接收上位機、為大功率發射電路提供工作電壓的穩壓直流電源、為32路AD采集電路提供工作電壓的采集電路供電系統和一個懸掛于4*8垂直接收線圈陣列中間上方滑輪繞線上的良導電體金屬球。其中，發射線圈就是一個直徑為5厘米、匝數為5000的銅質漆包線繞制線圈，總共32個接收線圈是直徑為3厘米、匝數為2000的銅質漆包線繞制線圈。將發射線圈固定在一串垂直接收線圈陣列的底部，用來給瞬變電磁三維多深度點測量系統提供激勵。將32個接收線圈分為4*8放置，也就是每8個接收線圈按照一定的間距固定在一個纖維桿上，4束垂直接收陣列都是垂直于地面固定起來，俯視圖為正方形的4個頂點位置。

32路AD采集電路是在32路同步數據接收上位機發送啟動指令的控制下工作的。穩壓直流電源給大功率發射電路供電， 32路AD采集電路給大功率發射電路提供一個3.3V直流穩壓電源的同時還要給控制電路提供兩路控制信號。這兩路控制信號可以控制驅動電路產生兩路驅動信號進而再驅動大功率發射電路產生正向導通、正向關斷、反向導通、反向關斷的發射信號。由于電流的瞬間變化，并聯在大功率發射電路負載（電阻）兩端的發射線圈就會隨著磁通量的變化激發瞬變電磁場。與此同時，與發射線圈同軸放置的8個垂直接收線圈陣列和與發射線圈非同軸放置的3*8垂直接收線圈陣列的瞬變電磁響應波形信號就會先通過濾波放大電路處理之后再傳輸到32路AD采集電路。32路同步接收上位機負責接收由32路AD采集電路傳送過來的瞬變電磁響應信號，經過串口接收數據并分路實時顯示在32路數據接收上位機顯示界面上，同時也會自動按照一個文件夾包含32個按照有序編號命名的TXT文件格式的文件保存所有接收線圈所接收到的總響應信號數據。