井下时间域电磁多分量远探测仪器制造技术

本发明专利技术公开一种井下时间域电磁多分量远探测仪器，为了解决现有基于频率域电磁感应原理的感应电磁测井仪器只有非常有限的探测距离的问题；本发明专利技术的仪器包括：高强度无磁性不锈钢或合金或复合材料外壳，安装于外壳内的三分量时间域电磁发射模块、多级阵列式时间域电磁信号接收模块、多级阵列式时间域磁场信号采集单元、多级阵列式时间域电场信号采集单元、三分量光纤惯导定位定向模块、模数转换模块以及存储器；所述三分量光纤惯导定位定向模块安装于仪器中部，用于采集仪器的实时方位、移动速度、位置和倾角；本发明专利技术的仪器可以采用较短的时间域仪器长度达到较长频率域电磁感应仪器才能做到的远探测，降低了探测仪器制造成本，简化了井下作业流程。

Downhole time domain electromagnetic multicomponent remote detection instrument

【技术实现步骤摘要】
井下时间域电磁多分量远探测仪器
本专利技术属于地球物理勘探
，特别涉及一种井下时间域电磁多分量远探测仪器。
技术介绍
井下电磁测井仪器远探测能力将有助于解决油气资源勘探开发上有关油气藏构造和油气水分布的问题。在过去20多年里，各大油公司和服务公司做了许多调研，归纳的应用有数十种，诸如探边、避水、高压地层预警、前探盐丘、过断层走丢后找回目的层等。无论针对哪一种油藏地质情况及其应用，该技术的目的是描述清楚井周围的地质构造和流体的分布，弥补常规测井探测范围与地震分辨率之间的空间尺度间隙。目前井下商用电磁远探测仪器以10多年前推出的探测深度远达5米类仪器，这里简称“5米”或第一代远探测仪器，和近年里发展的探测深度远达30米类仪器，这里简称“30米”或第二代远探测仪器。服务公司也已经把第二代远探测仪器在理想情况下实现最远达50米至60米探边能力。这些仪器有一个特点，也即为了远探测，他们把仪器做得越来越长了，其长度基本上与探测深度成比例，这在仪器制造、现场应用、数据解释、服务成本等方面带来了众多不便。另外一个特点是这些仪器均为工作在频率域的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.井下时间域电磁多分量远探测仪器，其特征在于，包括：高强度无磁性不锈钢或合金或复合材料外壳，以及安装于外壳内的三分量时间域电磁发射模块、多级阵列式多分量时间域电磁信号接收模块、三分量光纤惯导定位定向模块、模数转换模块以及存储器；所述多级阵列式多分量时间域电磁信号接收模块包括：多级阵列式三分量时间域磁场信号采集单元、多级阵列式单分量时间域电场信号采集单元；所述三分量光纤惯导定位定向模块安装于仪器中部，用于采集仪器的实时方位、移动速度、位置和倾角；/n所述三分量时间域电磁信号发射模块用于产生三分量激励磁场，所述多级阵列式三分量时间域磁场信号采集单元用于接收三分量时间域磁场信号，所述多级阵列式单分...

【技术特征摘要】
1.井下时间域电磁多分量远探测仪器，其特征在于，包括：高强度无磁性不锈钢或合金或复合材料外壳，以及安装于外壳内的三分量时间域电磁发射模块、多级阵列式多分量时间域电磁信号接收模块、三分量光纤惯导定位定向模块、模数转换模块以及存储器；所述多级阵列式多分量时间域电磁信号接收模块包括：多级阵列式三分量时间域磁场信号采集单元、多级阵列式单分量时间域电场信号采集单元；所述三分量光纤惯导定位定向模块安装于仪器中部，用于采集仪器的实时方位、移动速度、位置和倾角；
所述三分量时间域电磁信号发射模块用于产生三分量激励磁场，所述多级阵列式三分量时间域磁场信号采集单元用于接收三分量时间域磁场信号，所述多级阵列式单分量时间域电场信号采集单元用于采集单分量时间域电场信号；所述模数转换模块将三分量时间域磁场信号与单分量时间域电场信号转换成数字信号，并存储到存储器中；所述存储器还包括存储三分量光纤惯导定位定向模块采集的仪器的实时方位、移动速度、位置和倾角数据。


2.根据权利要求1所述的井下时间域电磁多分量远探测仪器，其特征在于，还包括安装于外壳内的授时模块与光电转换模块，所述授时模块用于为三分量光纤惯导定位定向模块采集仪器的实时方位、移动速度、位置和倾角数据进行授时，以及用于给三分量时间域磁场数据与单分量时间域电场数据进行授时；所述光电转换模块用于将模数转换器输出的数字信号转变为光信号。


3.根据权利要求1或2所述的井下时间域电磁多分量远探测仪器，其特征在于，所述三分量时间域电磁信号发射模块为时间域电磁多分量远探测仪器的三分量时间域电磁发射线圈；所述时间域电磁多分量远探测仪器的三分量时间域电磁发射线圈由6个线圈两两相对构成相互正交的发射线圈系。


4.根据权利要求3所述的井下时间域电磁多分量远探测仪器，其特征在于，所述阵列式三分量时间域磁场信号采集单元为多级三分量磁场接收线圈；每级三分量磁场接收线圈由6个线圈两两相对构成相互正交的接收线圈系。


5.根据权利要求1或2所述的井下时间域电磁多分量远探测仪器，其特征在于，所述多级阵列式单分量时间域电场信号采集单元为沿仪器延伸方向分量的时间域电场接收不极化电极对，每对不极化电极对安装在每个三分量时间域磁场接收线圈的两端。


6.根据权利要求1或2所述的井下时间域电磁多分量远探测仪器，其特征在于，所述三分量光纤惯导定位定向模块安装于三分量发射线圈与三分量磁场接收线圈之间。所述三分量光纤惯导定位定向模块为干涉型光纤陀螺仪、谐振式光纤陀螺仪、受激布里渊散射光纤陀螺仪、光纤陀螺捷联惯导系统、光纤光栅捷联惯导系统、光纤陀螺以及微机械陀螺组合的惯导模块中的一种。


7.根据权利要求1或2所述的井下时间域电磁多分量远探测仪器，其特征在于，还包括三分量时间域电磁信号发射电路，所述电路包括：交流/直流电源模块、有源钳位电压源模块、功率逆变模块、数字逻辑控制模块、驱动模块、发射线圈、电流波形高精度检测与记录模块；
所述交流/直流电源模块与功率逆变模块相连，用于将外部输入的交流电源转换为直流电源；
所述功率逆变模块由4个MOSFET功率开关组成，所述发射线圈与4个MOSFET功率开关相连，所述数字逻辑控制模块用于产生时序逻辑信号，通过驱动模块控制MOSFET功率开关的导通与截止，从而产生脉冲电流波形；
电流波形高精度检测与记录模块与发射线圈相连，用于对实际发射电流进行实时检测，并记录发射电流数值与波形的变化；
所述有源钳位电压源模块用于在大功率电流上升沿和下降沿期间，提供稳定的高电压。


8.根据权利要求7所述的所述的井下时间域电磁多分量远探测仪器，其特征在于，直流电源包括AC-DC低压大功率电源和AC/DC高压钳位电源，所述AC-DC低压大功率电源为发射电流提供所需的能量，所述AC/DC高压钳位电源作用于有源钳位...

【专利技术属性】
技术研发人员：余刚，肖占山，朱万华，刘丽华，赵宁，闫彬，陈娟，王熙明，夏淑君，
申请(专利权)人：中油奥博成都科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51