小口径微球形聚焦测井仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种小口径微球形聚焦测井仪，包括外壳、电子线路板、微球极板和极板推靠器，微球极板上的五个电极由内至外分别为主电极A0、泥饼校正电极M0、屏蔽电极A1及监督电极M1和M2，线路板上布设有供电单元、信号测量单元、微处理器和监督电极间电位差采样电路，供电单元包括正弦波发生器、选频滤波器一、加法器、功率放大器一和压控恒流源；信号测量单元包括主电流测量电路和电位差测量电路。本实用新型专利技术电路部分设计合理、仪器外径小、重量轻且操作简便、使用效果好、安全可靠，能解决现有微球形聚焦测井仪存在的电子线路复杂、测井效率低、使用效果较差及因仪器重量大、外径粗无法在小井眼钻井测量等问题。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测井仪，尤其是涉及一种小口径微球形聚焦测井仪。
技术介绍
煤层气的勘探和开发不但可以增加新的洁净能源，而且对煤矿安全生产和环境保护具有重要意义。煤层气测井是煤层气勘探和开发的主要手段，应用先进、合理、有效的测井方法，可以求取煤储层的重要参数，如煤层的深度、厚度和结构、工业分析指标、含气量、 渗透率等，可减少参数井的施工和其他测试项目，提高钻效，大大降低成本。按中联煤层气有限责任公司颁发的煤层气测井规范要求，微球形聚焦电阻率是必测的参数之一。微球形聚焦测井是用来测量钻井周围地层冲洗带的电阻率，其往往同时与双侧向测井组合测量，可反映地层在径向方向上电阻率的变化，评价煤岩层的渗透性。目前， 国内石油系统微球形聚焦测井仪的外径和极板都较大(一般仪器直径为89mm、极板宽为 135mm)，并且重量重，价格高，而煤炭系统由于测井绞车的功率小、电缆细，因而拉不动，仪器直接配接也存在困难，并且煤田钻孔直径一般都在90mm至145mm，现有仪器无法测量此类钻井。因此，研究适用的小口径微球形聚焦测井仪非常必要。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种小口径微球形聚焦测井仪，其电路部分设计合理、仪器外径小、重量轻且使用操作简便、使用效果好、安全可靠，能有效解决现有微球形聚焦测井仪存在的电子线路复杂、测井效率低、重量大、使用效果较差等实际问题以及无法在小口径钻井测量的难题。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是一种小口径微球形聚焦测井仪，包括圆柱杆状外壳、电子线路板、微球极板和驱动所述微球极板紧贴井壁的极板推靠器，所述电子线路板安装在圆柱杆状外壳内，所述微球极板安装在所述圆柱杆状外壳下部的极板推靠器托架上；所述微球极板由矩形橡胶板和镶嵌在所述矩形橡胶板上的五个电极组成，五个电极由内至外分别为主电极Atl、泥饼校正电极Mtl、屏蔽电极A1、监督电极M1和监督电极M2，主电极Atl为矩形电极且泥饼校正电极Mtl、屏蔽电极A1、监督电极M1和监督电极M2 均为环状电极，所述主电极Atl与测井仪的接地电极B相接，其特征在于所述电子线路板上布设有供电单元、信号测量单元和微处理器以及对监督电极礼和监督电极M2之间的电位差 V10进行实时采集的监督电极间电位差采样电路，所述微处理器通过数据传输端口与布设在地面上的测井数据采集系统相接；所述供电单元包括正弦波发生器、与正弦波发生器相接且输出基准电压信号Vf的选频滤波器一、对基准电压信号Vf和电位差Vltl进行叠加的加法器、与加法器相接的功率放大器一以及与所述监督电极间电位差采样电路的输出端相接的压控恒流源，所述功率放大器一的两个输出端分别与主电极Atl和屏蔽电极A1相接并相应在主电极Atl和屏蔽电极A1之间产生屏蔽电流I1 ；所述监督电极间电位差采样电路、加法器和功率放大器一组成根据电位差Vki的数值大小对屏蔽电流I1的电流值大小进行相应调整，并将电位差Vltl逐渐调整至零的正反馈控制电路；所述压控恒流源与主电极Atl相接，所述压控恒流源、主电极Atl和接地电极B组成主供电回路，所述主供电回路的回路电流为主电流Itl且主电流Itl的电流值大小由压控恒流源根据所述监督电极间电位差采样电路输出的电压采样信号进行控制调整；所述选频滤波器一和监督电极间电位差采样电路分别与加法器的两个输入端相接；所述信号测量单元包括对主电流Itl进行实时测量的主电流测量电路和对泥饼校正电极Mtl与监督电极M1之间的电位差Vtl进行实时测量的电位差测量电路，所述主电流测量电路和电位差测量电路均与所述微处理器相接。上述小口径微球形聚焦测井仪，其特征是所述选频滤波器一的输出端经分压电阻R1后与加法器的一个输入端相接，所述监督电极间电位差采样电路的输出端经采样电阻 R2后与加法器的另一个输入端相接；所述压控恒流源的输出端经电阻Rtl后与主电极Atl相接。上述小口径微球形聚焦测井仪，其特征是所述主电流测量电路包括变压器B2、 功率放大器二、选频滤波器二、整流电路一和A/D转换电路一，所述变压器B2初级线圈的两个接线端分别与电阻Rtl的两端相接且其次级线圈的两个接线端分别与功率放大器二的两个输入端相接，所述功率放大器二的输出端与选频滤波器二的输入端相接，选频滤波器二的输出端与所述整流电路一的输入端相接，所述整流电路一经A/D转换电路一后与所述微处理器相接。上述小口径微球形聚焦测井仪，其特征是所述电位差测量电路包括变压器B 3、 功率放大器三、选频滤波器三、整流电路二和A/D转换电路二，所述变压器B 3初级线圈的两个接线端分别与泥饼校正电极M0和监督电极M1相接且其次级线圈的两个接线端分别与功率放大器三的两个输入端相接，所述功率放大器三的输出端与选频滤波器三的输入端相接，选频滤波器三的输出端与所述整流电路二的输入端相接，所述整流电路二经A/D转换电路二后与所述微处理器相接。上述小口径微球形聚焦测井仪，其特征是还包括用于产生同步控制信号Q和0的控制信号发生器，所述整流电路一为相敏整流电路一，所述整流电路二为相敏整流电路二， 所述相敏整流电路一和相敏整流电路二的两个控制端均与控制信号发生器的两个控制信号输出端相接。上述小口径微球形聚焦测井仪，其特征是所述监督电极间电位差采样电路包括变压器B4、功率放大器四、选频滤波器四和电阻R3，所述变压器B4初级线圈的两个接线端分别与监督电极M1和监督电极M2相接且其次级线圈的两个接线端分别与功率放大器四的两个输入端相接，功率放大器四的输出端与选频滤波器四的输入端相接，所述选频滤波器四经与其串接的电阻民后输出。上述小口径微球形聚焦测井仪，其特征是所述功率放大器一与主电极Atl和泥饼校正电极Mtl之间接有变压器Bi，所述功率放大器一的两个输出端分别与变压器Bl初级线圈的两个接线端相接，且变压器Bl次级线圈的两个接线端分别与主电极Atl和泥饼校正电极Mtl相接；所述监督电极间电位差采样电路的输出端与压控恒流源之间接有变压器B5，所述变压器B5初级线圈的一个接线端接地且其另一个接线端与所述监督电极间电位差采样电路的输出端相接，所述变压器B5次级线圈的两个接线端分别与主电极Atl和屏蔽电极A1相接。上述小口径微球形聚焦测井仪，其特征是所述微处理器为根据主电流测量电路和电位差测量电路所测得信号换算得出被测冲洗带电阻率的单片机，所述主电流测量电路和电位差测量电路的输出端均与单片机相接，所述单片机与数据传输端口相接。上述小口径微球形聚焦测井仪，其特征是所述圆柱杆状外壳的长度为 2. 35m士 0. 2m 且其外径为 45mm 50mm。上述小口径微球形聚焦测井仪，其特征是所述正弦波发生器为输出频率为 IOOOHz的正弦波发生器，所述圆柱杆状外壳的长度为2. 35m且其外径为50mm。本技术与现有技术相比具有以下优点1、设计合理，结构简单且使用操作简便，主要由电极极板、极板推靠器、供电电路、 测量电路、控制电路、单片机、信号传输端口等组成。2、口径小，性能优良且适用范围广，仪器长度为2. 35m，外径为50mm，测量深度为 2000m,工作温度为0 60°C。3、重量轻且使用安全、可靠。4、电子线路部分设计合理且测井效率高，本文档来自技高网...

【技术保护点】
矩形橡胶板上的五个电极（１）组成，五个电极（１）由内至外分别为主电极Ａ０、泥饼校正电极Ｍ０、屏蔽电极Ａ１、监督电极Ｍ１和监督电极Ｍ２，主电极Ａ０为矩形电极且泥饼校正电极Ｍ０、屏蔽电极Ａ１、监督电极Ｍ１和监督电极Ｍ２均为环状电极，所述主电极Ａ０与测井仪的接地电极Ｂ相接，其特征在于：所述电子线路板上布设有供电单元、信号测量单元和微处理器以及对监督电极Ｍ１和监督电极Ｍ２之间的电位差ＶＩ０进行实时采集的监督电极间电位差采样电路，所述微处理器通过数据传输端口（２）与布设在地面上的测井数据采集系统相接；所述供电单元包括正弦波发生器（３－１）、与正弦波发生器（３－１）相接且输出基准电压信号Ｖｆ的选频滤波器一（３－２）、对基准电压信号Ｖｆ和电位差ＶＩ０进行叠加的加法器（３－３）、与加法器（３－３）相接的功率放大器一（３－４）以及与所述监督电极间电位差采样电路的输出端相接的压控恒流源（３－５），所述功率放大器一（３－４）的两个输出端分别与主电极Ａ０和屏蔽电极Ａ１相接并相应在主电极Ａ０和屏蔽电极Ａ１之间产生屏蔽电流Ｉ１；所述监督电极间电位差采样电路、加法器（３－３）和功率放大器一（３－４）组成根据电位差ＶＩ０的数值大小对屏蔽电流Ｉ１的电流值大小进行相应调整，并将电位差ＶＩ０逐渐调整至零的正反馈控制电路；所述压控恒流源（３－５）与主电极Ａ０相接，所述压控恒流源（３－５）、主电极Ａ０和接地电极Ｂ组成主供电回路，所述主供电回路的回路电流为主电流Ｉ０且主电流Ｉ０的电流值大小由压控恒流源（３－５）根据所述监督电极间电位差采样电路输出的电压采样信号进行控制调整；所述选频滤波器一（３－２）和监督电极间电位差采样电路分别与加法器（３－３）的两个输入端相接；所述信号测量单元包括对主电流Ｉ０进行实时测量的主电流测量电路和对泥饼校正电极Ｍ０与监督电极Ｍ１之间的电位差Ｖ０进行实时测量的电位差测量电路，所述主电流测量电路和电位差测量电路均与所述微处理器相接。１．一种小口径微球形聚焦测井仪，包括圆柱杆状外壳、电子线路板、微球极板和驱动所述微球极板紧贴井壁的极板推靠器，所述电子线路板安装在圆柱杆状外壳内，所述微球极板安装在所述圆柱杆状外壳下部的极板推靠器托架上；所述微球极板由矩形橡胶板和镶嵌在所述...

【技术特征摘要】
1.一种小口径微球形聚焦测井仪，包括圆柱杆状外壳、电子线路板、微球极板和驱动所述微球极板紧贴井壁的极板推靠器，所述电子线路板安装在圆柱杆状外壳内，所述微球极板安装在所述圆柱杆状外壳下部的极板推靠器托架上；所述微球极板由矩形橡胶板和镶嵌在所述矩形橡胶板上的五个电极(1)组成，五个电极(1)由内至外分别为主电极Atl、泥饼校正电极Mtl、屏蔽电极A1、监督电极M1和监督电极M2,主电极Atl为矩形电极且泥饼校正电极 Mtl、屏蔽电极A1、监督电极M1和监督电极M2均为环状电极，所述主电极Atl与测井仪的接地电极B相接，其特征在于所述电子线路板上布设有供电单元、信号测量单元和微处理器以及对监督电极M1和监督电极M2之间的电位差Vra进行实时采集的监督电极间电位差采样电路，所述微处理器通过数据传输端口(2)与布设在地面上的测井数据采集系统相接；所述供电单元包括正弦波发生器(3-1)、与正弦波发生器(3-1)相接且输出基准电压信号Vf的选频滤波器一(3-2)、对基准电压信号Vf和电位差Vra进行叠加的加法器(3-3)、 与加法器(3-3)相接的功率放大器一(3-4)以及与所述监督电极间电位差采样电路的输出端相接的压控恒流源(3-5)，所述功率放大器一(3-4)的两个输出端分别与主电极Atl和屏蔽电极A1相接并相应在主电极Atl和屏蔽电极A1之间产生屏蔽电流I1 ；所述监督电极间电位差采样电路、加法器(3-3)和功率放大器一(3-4)组成根据电位差Vltl的数值大小对屏蔽电流I1的电流值大小进行相应调整，并将电位差Vltl逐渐调整至零的正反馈控制电路；所述压控恒流源(3-5)与主电极Atl相接，所述压控恒流源(3-5)、主电极Atl和接地电极B组成主供电回路，所述主供电回路的回路电流为主电流Itl且主电流Ici的电流值大小由压控恒流源(3-5)根据所述监督电极间电位差采样电路输出的电压采样信号进行控制调整；所述选频滤波器一(3-2)和监督电极间电位差采样电路分别与加法器(3-3)的两个输入端相接；所述信号测量单元包括对主电流Itl进行实时测量的主电流测量电路和对泥饼校正电极Mtl与监督电极M1之间的电位差Vtl进行实时测量的电位差测量电路，所述主电流测量电路和电位差测量电路均与所述微处理器相接。2.按照权利要求1所述的小口径微球形聚焦测井仪，其特征在于所述选频滤波器一 (3-2)的输出端经分压电阻R1后与加法器(3-3)的一个输入端相接，所述监督电极间电位差采样电路的输出端经采样电阻R2后与加法器(3-3)的另一个输入端相接；所述压控恒流源(3-5)的输出端经电阻Rtl后与主电极Atl相接。3.按照权利要求2所述的小口径微球形聚焦测井仪，其特征在于所述主电流测量电路包括变压器B2、功率放大器二(4-1)、选频滤波器二(4-2)、整流电路一和A/D转换电路一 (4-4)，所述变压器B2初级线圈的两个接线端分别与电阻Rtl的两端相接且其次级线圈的两个接线端分别与功率放大器二(4-1)的两个输入端相接，所述功率放大器二(4-1)的输出端与选频滤波器二(4-2)的输入端相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佟，刘付光，左明星，刘承民，平云轩，
申请(专利权)人：中国煤炭地质总局一二九勘探队，
类型：实用新型
国别省市：13