一种随钻电阻率测量系统技术方案

一种随钻电阻率测量系统，其包括：控制电路；信号发射电路，其与所述控制电路连接，用于在所述控制电路的控制下向外发送第一电阻率测量信号；若干接收电极组件，其用于根据所述第一电阻率测量信号生成相应的第二电阻率测量信号，其中，各个接收电极组件包括多个环绕设置在钻铤外壁的接收电极；信号接收电路，其连接在所述若干接收电极组件与控制电路之间。相较于现有的随钻电阻率测量系统，本系统能够实现多种组合模式的电阻率测量，该系统充分优化了随钻电阻率测量仪器的结构，提高了电阻率数据的分辨率。

A resistivity measurement system while drilling

A resistivity measurement while drilling system comprises a control circuit, a signal transmitting circuit connected with the control circuit for transmitting a first resistivity measurement signal outward under the control of the control circuit, and a number of receiving electrode assemblies for generating a corresponding second resistivity measurement signal according to the first resistivity measurement signal, in which each receiving electrode group receives a second resistivity measurement signal. The device comprises a plurality of receiving electrodes surrounded on the outer wall of the drill collar, and a signal receiving circuit which is connected between the receiving electrodes assembly and the control circuit. Compared with the existing resistivity measurement system while drilling, this system can realize resistivity measurement with various combination modes. This system fully optimizes the structure of resistivity measurement instrument while drilling and improves the resolution of resistivity data.

【技术实现步骤摘要】
一种随钻电阻率测量系统
本专利技术涉及油气勘探开发
，具体地说，涉及一种随钻电阻率测量系统。
技术介绍
随着石油和天然气开发的不断进行，早期的常规油气藏已经开发接近尾声，目前已经向开发非常规油气藏、复杂油气藏发展，由浅层向深层发展。地质导向施工在这些非常规油气藏和复杂油气藏中应用的越来越普遍。在这些复杂油气藏中进行地质导向施工对随钻测量仪器的要求越来越高，特别是对随钻测量中最为广泛使用的随钻电阻率测量。这些更高的要求包括：测量分辨率、测量精度、更适合工程应用的工作模式选择、更加快捷的数据获取方式。在定向钻井过程中经常会出现两种钻进方式。其中一种是地面的动力装置不带动钻杆转动，只有泥浆循环通过螺杆带动钻头钻进，这种钻进方式也叫滑动钻进，此时螺杆以上的随钻测量仪器不转动。另外一种是复合钻进，此时地面的动力装置带动钻杆转动，也带动全部井下钻具组合转动，同时泥浆循环通过螺杆带动钻头钻进，这种钻进方式也叫复合钻进，此时螺杆以上的随钻测量仪器转动。然而，现有技术不能满足在这两种状况下同时成像。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种随钻电阻率测量系统，所述系统包括：控制电路，其设置在钻铤内部；信号发射电路，其与所述控制电路连接，用于在所述控制电路的控制下向外发送第一电阻率测量信号；若干接收电极组件，其用于根据所述第一电阻率测量信号生成相应的第二电阻率测量信号，其中，各个接收电极组件包括多个环绕设置在钻铤外壁的接收电极；信号接收电路，其连接在所述若干接收电极组件与控制电路之间，所述信号接收电路包括：若干模拟信号多路选择器，各个模拟信号多路选择器包括一个输出端口和多个输入端口，各个模拟信号多路选择器的输入端分别与各个接收电极组件中的接收电极对应连接；其中，当钻井处于滑动钻进状态时，所述模拟信号多路选择器在所述控制电路的控制下将自身输出端口依次与各个输入端口连接；当钻井处于复合钻进状态时，所述模拟信号多路选择器在所述控制电路的控制下将自身输出端口与其中一个输入端口连接。根据本专利技术的一个实施例，所述系统包括多个接收电极组件，这些接收电极组件沿所述钻铤的轴向间隔分布。根据本专利技术的一个实施例，所述接收电极组件所包含的多个接收电极对应安装在所述钻铤表面的各个扶正器的端面上。根据本专利技术的一个实施例，所述系统包括第一接收电极组件和第二接收电极组件，所述第一接收电极组件中相邻接收电极的周向夹角相等，所述第二接收电极组件中相邻接收电极的周向夹角也相等，所述第一接收电极组件与第二接收电极组件中的对应接收电极之间存在预设周向夹角。根据本专利技术的一个实施例，所述系统还包括：数据存储电路，其与所述控制电路连接，用于存储所述控制电路传输来的数据；根据本专利技术的一个实施例，所述信号接收电路包括多个结构相同的信号接收支路，各个信号接收支路分别与各个接收电极组件对应连接。根据本专利技术的一个实施例，所述信号接收支路除包含模拟信号多路选择器外，还包括：多个前置放大器，其输入端与所述接收电极组件中的接收电极一一对应连接，输出端与所述模拟信号多路选择器的输入端口对应连接；混频器，其包括第一输入端和第二输入端，所述第一输入端与所述模拟信号多路选择器的输出端口连接，第二输入端与所述控制电路的对应接口连接；模数转换器，其与所述混频器连接，用于对所述混频器传输来的模拟信号进行模数转换，并将转换得到的第三电阻率测量信号传输至所述控制电路。根据本专利技术的一个实施例，所述控制电路配置为生成发射控制信号并将所述发射控制信号传输至所述信号发射电路，以控制所述信号发射电路生成并发送所述第一电阻率测量信号；所述控制电路还配置为生成接收混频信号并将所述接收混频信号发送至所述混频器的第二输入端，所述发射控制信号与接收混频信号为同步信号。根据本专利技术的一个实施例，所述系统还包括：串口传输电路，其与所述控制电路连接；切换开关电路，其与所述若干接收电极组件中的两个指定电极、信号接收电路和串口传输电路连接，用于在所述控制电路的控制下将所述指定电极切换至与所述信号接收电路连接或与所述串口传输电路连接。根据本专利技术的一个实施例，所述系统还包括：接口箱，其用于与地面外部设备连接；磁性连接器，其与所述接口箱电连接，所述磁性连接器能够吸附在所述指定电极的表面，从而实现所述接口箱与指定电极之间的电连接。相较于现有的随钻电阻率测量系统，本专利技术所提供的系统能够实现多种组合模式的电阻率测量，该系统充分优化了随钻电阻率测量仪器的结构，提高了电阻率数据的分辨率。同时，利用混频器以及滤波器，该系统能够有效提高电阻率测量过程中的信噪比，这样接收电极所接收到的有效电流也就可以更小，这样在接收同样电流的情况下接收电极的尺寸也就可以相应缩小(例如缩小到原来的1/2～1/3)，这样也就相应提高了系统的等效分辨率。此外，本系统不仅将接收电极用于电阻率数据的测量，还用于数据的下载，实现了对接收电极的重复利用。相较于现有的随钻成像测量系统，本系统能够有效避免使用专门的数据下载接口，优化了测量短节的机械结构。同时，由于接口箱可以通过磁性连接器方便地与接收电极连接，因此本系统也就避免了现有系统在数据下载前需要拆卸保护盖的操作，提高了钻井平台的工作效率。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：图1是根据本专利技术一个实施例的随钻电阻率测量系统的结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的随钻电阻率测量系统的具体电路示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的接收电极组件的装配示意图；图4是根据本专利技术另一个实施例的随钻电阻率测量系统的结构示意图；图5是根据本专利技术一个实施例的切换开关电路的具体电路图；图6是根据本专利技术一个实施例的数据下载电路的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本专利技术实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。现有技术不能满足在滑动钻进和复合钻进这两种状况下同时可以成像。同时，随钻成像数据越来越大，在随钻时进行实时传输的泥浆脉冲器的传输速度都在10bit/s以下，这种传输速度在钻进过程当中是不可能完成这些数据传输任务的。因此这些数据一般是暂时存储在随钻仪器内部，当本次钻进完成，随钻仪器被提回地面，再通过有线传输的方式将数据从随钻仪器下载到地面计算机。为了完成以上任务，就需要在随钻仪器表面专门设计一个数据下载接口，而这个数据下载接口在井下时则需要通过保护盖板进行高压高温密封设计。在进行数据的有线传输时，需要在一次钻进完成以后，将随钻仪器提升到钻井平台上。此时地面工程师需要卸下保护随本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种随钻电阻率测量系统，其特征在于，所述系统包括：控制电路，其设置在钻铤内部；信号发射电路，其与所述控制电路连接，用于在所述控制电路的控制下向外发送第一电阻率测量信号；若干接收电极组件，其用于根据所述第一电阻率测量信号生成相应的第二电阻率测量信号，其中，各个接收电极组件包括多个环绕设置在钻铤外壁的接收电极；信号接收电路，其连接在所述若干接收电极组件与控制电路之间，所述信号接收电路包括：若干模拟信号多路选择器，各个模拟信号多路选择器包括一个输出端口和多个输入端口，各个模拟信号多路选择器的输入端分别与各个接收电极组件中的接收电极对应连接；其中，当钻井处于滑动钻进状态时，所述模拟信号多路选择器在所述控制电路的控制下将自身输出端口依次与各个输入端口连接；当钻井处于复合钻进状态时，所述模拟信号多路选择器在所述控制电路的控制下将自身输出端口与其中一个输入端口连接。

【技术特征摘要】
1.一种随钻电阻率测量系统，其特征在于，所述系统包括：控制电路，其设置在钻铤内部；信号发射电路，其与所述控制电路连接，用于在所述控制电路的控制下向外发送第一电阻率测量信号；若干接收电极组件，其用于根据所述第一电阻率测量信号生成相应的第二电阻率测量信号，其中，各个接收电极组件包括多个环绕设置在钻铤外壁的接收电极；信号接收电路，其连接在所述若干接收电极组件与控制电路之间，所述信号接收电路包括：若干模拟信号多路选择器，各个模拟信号多路选择器包括一个输出端口和多个输入端口，各个模拟信号多路选择器的输入端分别与各个接收电极组件中的接收电极对应连接；其中，当钻井处于滑动钻进状态时，所述模拟信号多路选择器在所述控制电路的控制下将自身输出端口依次与各个输入端口连接；当钻井处于复合钻进状态时，所述模拟信号多路选择器在所述控制电路的控制下将自身输出端口与其中一个输入端口连接。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括多个接收电极组件，这些接收电极组件沿所述钻铤的轴向间隔分布。3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述接收电极组件所包含的多个接收电极对应安装在所述钻铤表面的各个扶正器的端面上。4.如权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述系统包括第一接收电极组件和第二接收电极组件，所述第一接收电极组件中相邻接收电极的周向夹角相等，所述第二接收电极组件中相邻接收电极的周向夹角也相等，所述第一接收电极组件与第二接收电极组件中的对应接收电极之间存在预设周向夹角。5.如权利要求1～4中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：数据存储电路，其与所述控制电路连接，用于存储所述控制电路传输来的数据。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：曾义金，倪卫宁，李新，张卫，米金泰，郑奕挺，刘建华，李三国，李继博，吴金平，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11