[發明專利]基于電磁隨鉆測量信號識別煤層與圍巖界面及電阻率方法

有效

• 申請號: 202010142399.2
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111396035B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 徐林;邵春
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 易濱

1.基于電磁隨鉆測量信號識別煤層與圍巖界面及電阻率方法，其特征在于：具體包括以下步驟：

S101：利用電磁隨鉆測量系統的孔底測量發射模塊隨鉆測量孔底的工程參數，并發送至地面；

S102：所述孔底測量發射模塊監測所述孔底工程參數發射過程中的輸出電流幅值和輸出電壓幅值，并將所述輸出電流幅值和輸出電壓幅值以正弦波的形式發送至地面；

S103：利用電磁隨鉆測量系統的孔口信號接收處理模塊對所述正弦波進行濾波，得到電勢差信號幅值，并對電勢差信號解碼獲得輸出電流幅值和輸出電壓幅值；

S104：根據所述隨鉆電勢差信號幅值，識別煤層與圍巖界面；根據所述輸出電流幅值和所述輸出電壓幅值，計算煤層與圍巖電阻率；

所述孔底測量發射模塊包括恒壓發射模式和恒功率發射模式；

所述恒壓發射模式，具體指，保持所述輸出電壓不變；所述恒功率發射模式，具體指，對輸出電壓進行歸一化處理，并將所述輸出電流幅值乘以輸出電壓的歸一化系數；

步驟S104中，根據所述輸出電流幅值和所述輸出電壓幅值，計算煤層與圍巖電阻率，計算地層電阻率，具體如下：

對于鉆頭已經鉆過的地層i，通過直接采集得到地層i所對應的地層電阻率ρ_i，此時根據步驟S102，所述孔底測量發射模塊在地層i所對應的輸出電流幅值和輸出電壓幅值分別為I_i和U_i，進而求得輸出電壓為U_s＝I_i×ρ_i；其中i＝1,2,3,...,k，k為鉆頭已經鉆過的地層總層數；

當所述孔底測量模塊處于恒壓發射模式時：

對于鉆頭正在進行鉆進的地層n，由于輸出電壓Us不變性，所述孔底測量發射模塊獲取在當前鉆進地層n所對應的輸出電流幅值為I_n；則通過公式ρ_n＝U_s÷I_n得到當前鉆進地層n對應的地層電阻率ρ_n；其中，n表示鉆頭當前鉆進地層；

當所述孔底測量模塊處于恒功率發射模式時：

對于鉆頭正在進行鉆進的地層n，所述輸出電壓的歸一化系數α＝1÷U_i；所述輸出電壓U_s＝α×I_i×ρ_i；所述孔底測量發射模塊獲取在當前鉆進地層n所對應的輸出電流幅值和輸出電壓幅值分別為I_n和U_n，則通過公式ρ_n＝U_n×U_s÷I_n得到當前鉆進地層n對應的地層電阻率ρ_n。

2.如權利要求1所述的基于電磁隨鉆測量信號識別煤層與圍巖界面及電阻率方法，其特征在于：步驟S101中，利用電磁隨鉆測量系統的孔底測量發射模塊隨鉆測量孔底的工程參數，并發送至地面；具體為：

S201：利用電磁隨鉆測量系統的孔底測量發射模塊隨鉆測量孔底工程參數；

S202：所述孔底測量發射模塊將測量得到的所述孔底工程參數進行編碼調制和D/A轉換處理，并以正弦波形式將處理后的孔底工程參數發射至地面。

3.如權利要求1所述的基于電磁隨鉆測量信號識別煤層與圍巖界面及電阻率方法，其特征在于：步驟S102中，所述孔底測量發射模塊監測所述孔底工程參數發射過程中的輸出電流幅值和輸出電壓幅值，并將所述輸出電流幅值和輸出電壓幅值以正弦波的形式發送至地面；具體為：

所述孔底測量發射模塊監測所述孔底工程參數發射過程中的輸出電流幅值，將所述輸出電流幅值和輸出電壓幅值進行編碼調制和D/A轉換處理，并將處理后的輸出電流幅值和輸出電壓幅值以正弦波形式發射至地面。

4.如權利要求1所述的基于電磁隨鉆測量信號識別煤層與圍巖界面及電阻率方法，其特征在于：步驟S103中，利用電磁隨鉆測量系統的孔口信號接收處理模塊對所述正弦波進行濾波，得到電勢差信號幅值，并對電勢差信號解碼獲得輸出電流幅值和輸出電壓幅值；具體為：

所述孔口信號接收處理模塊接收所述正弦波，并采用濾波電路獲取上部鉆桿和電極之間的正弦形式的電勢差信號，提取電勢差信號幅值，并對電勢差信號解碼獲得所述輸出電流幅值和所述輸出電壓幅值。