一种非导电泥浆随钻电阻率成像测量装置制造方法及图纸

一种非导电泥浆随钻电阻率成像测量装置，包括：多个信号发射部，用于向地层输出测量电流信号；信号测量部，用于对地层回流的电流进行采集，得到电流检测数据；控制电路，其与信号测量部和各个信号发射部连接，用于控制信号发射部生成并输出相应的测量电流信号，还用于根据接收到的信号测量部所传输来的电流检测数据确定地层的地层电阻率；其中，多个信号发射部沿钻铤轴向对称分布在信号测量部的两侧。本装置将高频电磁波激励通过感应耦合方式穿过非导电泥浆传输到地层，将非导电泥浆与地层等效为一电容电阻形成的电路，本装置能够适用于采用油基泥浆等导电性较差的条件下的地层电阻率检测，其能够为地质导向和后期开发提供井筒高清图像。

An imaging measuring device for resistivity of non-conductive mud while drilling

【技术实现步骤摘要】
一种非导电泥浆随钻电阻率成像测量装置
本专利技术涉及石油勘探开发
，具体地说，涉及一种随钻电阻率测量装置，尤其涉及一种非导电泥浆随钻电阻率成像测量装置。
技术介绍
现代石油钻井和生产作业需要大量地下井况与地层相关信息，井筒信息的探测主要有电缆和随钻两种方式。电缆测井会在完成部分或全部钻井任务之后将探测器下放到井眼中，以此来确定井眼穿过的地层特性。测井电缆不但为探测器提供电力，还是探测器与地面之间传输数据和控制信号的通道。工作时，测井电缆会在上提探测器的同时，利用探测器按深度位置测量地层的多种性质。电缆测井仪由于需要靠自身的重力下放到井中，因此其只能工作在垂直井或近似垂直井中，这样也就使得电缆测井仪对井眼的狗腿度要求较高。一旦井眼斜度较大，电缆测井仪便不能继续下放，这样也就限制了电缆测井的工作范围。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种非导电泥浆随钻电阻率成像测量装置，包括：多个信号发射部，用于向地层输出测量电流信号；信号测量部，用于对所述地层回流的电流进行采集，得到电流检测数据；控制电路，其与所述信号测量部和各个信号发射部连接，用于控制所述信号发射部生成并输出相应的测量电流信号，还用于根据接收到的所述信号测量部所传输来的电流检测数据确定所述地层的地层电阻率；其中，所述多个信号发射部沿钻铤轴向对称分布在所述信号测量部的两侧。根据本专利技术的一个实施例，所述信号测量部包括：信号测量电极组件，其设置在分布于所述钻铤外壁的第一凹槽中，所述第一凹槽包括第一凹槽组成部以及第二凹槽组成部，所述第一凹槽组成部较所述第二凹槽组成部更加靠近所述钻铤外壁且其内径大于所述第二凹槽组成部的内径。根据本专利技术的一个实施例，所述钻铤外壁沿周向方向均匀分布有多个第一凹槽，各个第一凹槽中均设置有信号测量电极组件。根据本专利技术的一个实施例，所述信号测量电极组件包括：电极外壳、测量电极和绝缘带，其中，所述绝缘带设置在所述电极外壳与测量电极之间，用于对所述电极外壳与测量电极进行电隔离；所述电极外壳设置在所述第一凹槽内并且其下端延伸到所述第二凹槽组成部中。根据本专利技术的一个实施例，所述信号接收组件包括测量电极和绝缘带，其中，所述绝缘带设置在所述第一凹槽内并且其下端延伸到所述第二凹槽组成部中；所述测量电极设置在所述绝缘带中且与所述绝缘带紧密贴合。根据本专利技术的一个实施例，所述第一凹槽组成部中设置有用于限定所述信号测量电极组件的测量电极固定件，所述测量电极固定件上形成有圆孔以使得所述测量电极与外界连通。根据本专利技术的一个实施例，所述测量电极固定件形成有径向突出部，所述径向突出部沿所述测量电极组件的径向向所述测量电极组件的中心延伸。根据本专利技术的一个实施例，所述装置包括多个信号测量电极组件，这些信号测量电极组件沿所述钻铤的周向均匀分布。根据本专利技术的一个实施例，所述信号测量部还包括：数据采集电路，其与所述信号测量电极组件电连接，用于对所述信号测量电极组件所传输来的电信号进行处理及数据采集，从而得到电流检测数据。根据本专利技术的一个实施例，所述装置还包括：电子线路筒，其设置于所述钻铤内腔中，所述电子线路筒的中心设置有用于输送钻井液的流道，其外壁与所述钻铤内壁配合地形成密封的电子仓，所述数据采集电路设置在所述电子仓中。根据本专利技术的一个实施例，所述信号发射部包括：发射线圈，其设置在所述钻铤外壁所形成的发射线圈凹槽中，用于向所述地层输出测量电流信号；线圈保护罩，其用于遮盖所述发射线圈凹槽，以实现对所述发射线圈的保护。根据本专利技术的一个实施例，所述线圈保护罩包括沿钻铤轴向紧邻设置的结构强度保护罩和绝缘保护带，其中，所述绝缘保护带设置在远离所述信号测量部的一侧。现有技术不能满足在不导电泥浆、油基泥浆条件下的随钻地层成像(例如地层电阻率的测量)的需求，本专利技术所提供的非导电泥浆随钻电阻率成像测量装置基于电容耦合原理来进行地层电阻率的测量。本装置将高频电磁波激励通过感应耦合方式穿过非导电泥浆传输到地层，将非导电泥浆与地层等效为一电容电阻形成的电路，同时探测求取得到结果后再分离得到地层电阻率，从而实现电阻率精确测量。相较于现有技术，本专利技术所提供的非导电泥浆随钻电阻率成像测量装置能够适用于采用油基泥浆等导电性较差的条件下的地层电阻率检测，其能够为地质导向和后期开发提供井筒高清图像。同时，该非导电泥浆随钻电阻率成像测量装置中测量电极的封装方式能够进一步提高装置的可靠性，同时信号发射部利用线圈保护罩改善了封装外层的应力特性，有助于提高仪器的可靠性。此外，信号发射部相对于信号测量部的对称分布方式使得信号发射部内的两个发射电极(即发射线圈)同时、反相发射信号时，钻铤上的电流将会从两个发射电极的正中心及其附近向外侧地层辐射，整个钻铤外壁成等电势，这样也就起到天然聚焦的作用。本专利技术的其他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非导电泥浆随钻电阻率成像测量装置的结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的非导电泥浆随钻电阻率成像测量装置的电路原理示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的非导电泥浆与地层一体化电路模型示意图；图4是根据本专利技术另一个实施例的非导电泥浆与地层一体化电路模型示意图图5是根据本专利技术一个实施例的测量回路的总阻抗等效图；图6是根据本专利技术一个实施例的非导电泥浆随钻电阻率成像测量装置的机械结构示意图；图7是根据本专利技术一个实施例的测量电极组件的结构示意图；图8是根据本专利技术另一个实施例的测量电极组件的结构示意图；图9是根据本专利技术再一个实施例的测量电极组件的结构示意图。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。随钻测井在钻井作业的同时会采集地层信息、处理数据并实时或近似实时地将数据传输到地面，从而帮助及时分析井下地层情况、调节钻井参数、优化钻井作业，进而使得地质导向钻井实现最大储层钻遇率，通过大大提高井眼与地层的基础面积来提高产量。由于随钻测井的数据采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非导电泥浆随钻电阻率成像测量装置，其特征在于，包括：/n多个信号发射部，用于向地层输出测量电流信号；/n信号测量部，用于对流过自身的电流进行采集，得到电流检测数据；/n控制电路，其与所述信号测量部和各个信号发射部连接，用于控制所述信号发射部生成并输出相应的测量电流信号，还用于根据接收到的所述信号测量部所传输来的电流检测数据确定所述地层的地层电阻率；/n其中，所述多个信号发射部沿钻铤轴向对称分布在所述信号测量部的两侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种非导电泥浆随钻电阻率成像测量装置，其特征在于，包括：
多个信号发射部，用于向地层输出测量电流信号；
信号测量部，用于对流过自身的电流进行采集，得到电流检测数据；
控制电路，其与所述信号测量部和各个信号发射部连接，用于控制所述信号发射部生成并输出相应的测量电流信号，还用于根据接收到的所述信号测量部所传输来的电流检测数据确定所述地层的地层电阻率；
其中，所述多个信号发射部沿钻铤轴向对称分布在所述信号测量部的两侧。


2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号测量部包括：
信号测量电极组件，其设置在分布于所述钻铤外壁的第一凹槽中，所述第一凹槽包括第一凹槽组成部以及第二凹槽组成部，所述第一凹槽组成部较所述第二凹槽组成部更加靠近所述钻铤外壁且其内径大于所述第二凹槽组成部的内径。


3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述钻铤外壁沿周向方向均匀分布有多个第一凹槽，各个第一凹槽中均设置有信号测量电极组件。


4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述信号测量电极组件包括：电极外壳、测量电极和绝缘带，其中，
所述绝缘带设置在所述电极外壳与测量电极之间，用于对所述电极外壳与测量电极进行电隔离；
所述电极外壳设置在所述第一凹槽内并且其下端延伸到所述第二凹槽组成部中。


5.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述信号接收组件包括测量电极和绝缘带，其中，
所述绝缘带设置在所述第一凹槽内并且其下端延伸到所述第二凹槽组成部中；
所述测量电极设置在所述绝缘带中且与所述绝缘带紧密贴合。

【专利技术属性】
技术研发人员：张卫，李新，倪卫宁，曾义金，米金泰，闫立鹏，
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