井间电磁测井发射系统技术方案

本发明专利技术提供一种井间电磁测井发射系统，包括：地面监控平台；井上发电装置；井下发射装置。地面监控平台实时监视并控制井下发射装置的发射频率、电压和电流等发射情况；井上发电装置为井下发射装置提供电源；井下发射装置提供一个通过频率任意设置且大范围可调、发射电压和电流受控的大功率电磁激励源产生的强度受控的电磁场。本系统拥有自备电源，不受电网限制，且体积小，重量轻，灵活机动，适用于野外作业；地面监控平台操作简单，实时监控井下发射装置的发射情况；井下发射装置可任意调整和控制发射频率、发射电压和发射电流，为井间电磁测井技术提供强度受控的电磁场，从而大幅提高测井的平面宽度和分辨率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及井间电磁测井
，特别涉及一种井间电磁测井发射系统。
技术介绍
油藏勘探研究的重要技术手段一一井间电磁测井技术，是当代地球物理应用技术发展的重要前沿，也是一项极具挑战性的重大研究课题。用于研究井间油藏的构造形态、储层展布和裂缝的发育方向；描述油富集区及井间的流体分布；监测油田的开发动态，指示水驱、蒸汽驱和聚合物驱的波及前沿和方向，分析井间剩余油分布。从而可大幅度提高油田滚动勘探和开发调整中钻探高效井的成功率，达到优化开发方案和提高最终采收率的目的。井间电磁测井技术是在单井电磁测井技术基础上发展起来的测井方法，它是对井间的电阻率分布进行测量。它将发射装置置于一口井中，采用1Hz?1kHz的频率向地层发射电磁场，而将接收装置置于另一口或多口邻近的井中接收经地层传播过来的电磁场，通过对数据进行反演，得到反映井间油藏构造和油、气、水分布的二维乃至三维的电阻率(或电导率)分布，从而以较高的精度和分辨率实现对井间地层岩石的导电特性的直接测量和描述。由于发射装置和接收装置可以贴近要探测的井段或目的层，井间电磁测井技术具有针对性强优点，其测量结果与其它地球物理方法相比，具有较高的精度和分辩地层能力，因而使其具有很大的应用价值，是研究井间地质构造、流体分布极为有效的、必不可少的地球物理方法。同时，由于它的横向探测方式和特点，使测井从根本上改变以往测井技术横向探测能力不足的弱点，并能有效解决“井孔”与“井间”所采集到的信息类型和信息量极不平衡的问题，从而能加深人们对井间地下地质情况的认识和了解，提高油藏描述的精度，提高油田钻探高效井的成功率。鉴于此，如何提供一种可以任意设置发射频率，增减发射电压和电流、大幅提高测井平面的宽度和分辨率的井间电磁测井发射系统成为目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种井间电磁测井发射系统，可为测井技术提供一个频率任意设置且大范围可调、发射电压电流受控的大功率电磁激励源，并通过发射线圈产生强度受控的电磁场。本专利技术具有可以任意设置发射频率，增减发射电压和发射电流大小等优点，能够大幅提高测井技术的测井平面的宽度和分辨率。第一方面，本专利技术提供一种井间电磁测井发射系统，包括:井下发射装置；所述井下发射装置，包括:全桥直流变换器、发射桥、发射线圈、电压检测电路、电流检测电路和控制电路；所述全桥直流变换器与所述发射桥及所述电压检测电路分别连接，所述发射桥与所述发射线圈及所述电流检测电路分别连接，所述控制电路与所述电压检测电路及所述电流检测电路分别连接，所述控制电路还与所述全桥直流变换器的驱动端口及所述发射桥的驱动端口分别连接；其中，所述全桥直流变换器将第一直流电转换为第二直流电；所述发射桥将所述第二直流电转换发射为双极性矩形波电磁激励信号；所述发射线圈根据所述双极性矩形波电磁激励信号产生电磁场；所述电压检测电路和所述电流检测电路分别检测所述发射桥的实时输入电压值和输出电流值并发送给所述控制电路；所述控制电路还获取所述发射桥的预设输入电压值和输出电流值，根据所述发射桥的预设输入电压值和输出电流值以及所述发射桥的实时输入电压值和输出电流值，调整所述全桥直流变换器的占空比，以控制所述全桥直流变换器的输出电压和电流大小，所述全桥直流变换器输出电压和电流为所述发射桥的发射电压和电流；所述控制电路还获取预设的发射桥发射频率值，根据所述预设的发射桥发射频率值，调节所述发射桥的驱动信号，从而控制所述发射桥的发射频率。可选地，所述全桥直流变换器，包括:H型逆变桥、降压变压器、全波整流电路和LC滤波电路；所述降压变压器与所述H型逆变桥、所述全波整流电路分别连接，所述全波整流电路与所述LC滤波电路连接，所述LC滤波电路与所述发射桥、所述电压检测电路分别连接;其中，所述H型逆变桥将第一直流电转换为单相高频交流电，再依次对所述单相高频交流电通过降压变压器进行降压、通过所述全波整流电路进行整流和通过所述LC滤波电路进行滤波，以获得第二直流电。可选地，所述控制电路，包括:DSP电路、FPGA电路、GPS时钟接收电路、PffM驱动电路以及发射桥驱动电路；所述DSP电路与所述电压检测电路、所述电流检测电路、所述FPGA电路和所述GPS时钟接收电路分别连接，所述FPGA电路通过所述发射桥驱动电路与所述发射桥的驱动端口连接，所述DSP电路还通过所述PffM驱动电路与所述全桥直流变换器中的H型逆变桥的驱动端口连接；其中，所述DSP电路获取所述发射桥的预设输入电压值和输出电流值，接收所述电压检测电路和所述电流检测电路发送的所述发射桥的实时输入电压值和输出电流值，根据所述发射桥的预设输入电压值和输出电流值以及所述发射桥的实时输入电压值和输出电流值，通过预设比例积分微分PID算法，计算得到所述全桥直流变换器中的所述H型逆变桥的导通占空比，并利用所述PWM驱动电路产生与所述导通占空比相应的脉冲宽度调制PWM波，驱动所述全桥直流变换器中的所述H型逆变桥逆变输出，控制所述全桥直流变换器的输出电压值和输出电流值的大小；所述DSP电路通过所述GPS时钟接收电路接收由GPS天线发送的GPS时钟同步信号，并对所述GPS时钟同步信号进行处理；所述FPGA电路根据所述DSP电路的处理结果产生相应的驱动信号，控制所述发射桥驱动电路驱动所述发射桥实时同步发射双极性矩形波电磁激励信号，以实现所述发射线圈产生同步电磁场，保证所述井间电磁测井发射系统和井间电磁测井接收系统的时钟同步。可选地，所述系统还包括:井上发电装置和地面监控平台；所述地面监控平台和所述井上发电装置均与所述井下发射装置连接；其中，所述井上发电装置，为所述井下发射装置提供第一直流电；所述地面监控平台，包括:井上监控平台；其中，所述井上监控平台向所述井下发射装置中所述控制电路发送指令，以实现对所述发射桥的发射电压值、发射电流值和发射频率的控制；所述井下发射装置中所述控制电路将所述发射桥的实时发射电压值、发射电流值和发射频率发送给所述井上监控平台，以实现对所述发射桥发射状态的实时监视。可选地，所述井上发电装置，包括:井上发电机组和三相整流桥电路；所述井上发电机组与所述三相整流桥电路连接，所述三相整流桥电路与所述全桥直流变换器连接；其中，所述井上发电机组提供的三相工频交流电经过所述三相整流桥电路整流滤波后，获得第一直流电。[当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井间电磁测井发射系统，其特征在于，包括：井下发射装置；所述井下发射装置，包括：全桥直流变换器、发射桥、发射线圈、电压检测电路、电流检测电路和控制电路；所述全桥直流变换器与所述发射桥及所述电压检测电路分别连接，所述发射桥与所述发射线圈及所述电流检测电路分别连接，所述控制电路与所述电压检测电路及所述电流检测电路分别连接，所述控制电路还与所述全桥直流变换器的驱动端口及所述发射桥的驱动端口分别连接；其中，所述全桥直流变换器将第一直流电转换为第二直流电；所述发射桥将所述第二直流电转换发射为双极性矩形波电磁激励信号；所述发射线圈根据所述双极性矩形波电磁激励信号产生电磁场；所述电压检测电路和所述电流检测电路分别检测所述发射桥的实时输入电压值和输出电流值并发送给所述控制电路；所述控制电路还获取所述发射桥的预设输入电压值和输出电流值，根据所述发射桥的预设输入电压值和输出电流值以及所述发射桥的实时输入电压值和输出电流值，调整所述全桥直流变换器的占空比，以控制所述全桥直流变换器的输出电压和电流大小，所述全桥直流变换器输出电压和电流为所述发射桥的发射电压和电流；所述控制电路还获取预设的发射桥发射频率值，根据所述预设的发射桥发射频率值，调节所述发射桥的驱动信号，从而控制所述发射桥的发射频率。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张一鸣，丁建智，郭兵，郑起佳，陶海军，任喜国，张加林，王旭红，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11