一种阵列侧向测井仪及其控制方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种阵列侧向测井仪及其控制方法，该阵列侧向测井仪包括测井仪本体、控制电路和单片机；控制电路的驱动电路接收各采样电极对反馈的采样信号和单片机输出的不同频率的驱动信号，一一对应地向各屏蔽电极输出电信号，以使主电极与各屏蔽电极之间以及屏蔽电极与屏蔽电极之间形成不同频率的电场；单片机通过控制电路的采样电路获取采样电流信号和采样电压信号，并根据采样电流信号和采样电压信号，获取不同探测深度的地层电阻率。本发明专利技术实施例有利于简化阵列侧向测井仪的结构，有利于减小阵列侧向测井仪的尺寸，降低阵列侧向测井仪的成本，以及提高阵列侧向测井仪可靠性。

An array laterolog tool and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种阵列侧向测井仪及其控制方法
本专利技术实施例涉及测井仪
，尤其涉及一种阵列侧向测井仪及其控制方法。
技术介绍
阵列侧向测井仪是在双侧向测井仪的基础上发展起来的，双侧向测井仪有深、浅两个频率，分别代表不同的探测深度，因此其所获得的地层信息少，致使其纵向分辨率低，无法详细描述侵入剖面。而阵列侧向测井仪具有多种频率，分别代表不同的探测深度，从而具有较高的纵向分辨率。但是，由于现有技术中阵列侧向测井仪通常采用复杂的电路器件，以获取不同频率下的模拟信号，并采用硬件电路对所采集的信号进行滤波、分析处理等，因此现有技术中阵列侧向测井仪的信号处理分析电路复杂，从而测井仪的整体体积，进而增加测井仪的成本。
技术实现思路
针对上述存在问题，本专利技术实施例提供一种阵列侧向测井仪及其控制方法，以简化阵列侧向测井仪的结构，减小阵列测井仪的体积，降低阵列测井仪侧成本。第一方面，本专利技术实施例提供了一种阵列侧向测井仪，包括：测井仪本体、控制电路和单片机；所述测井仪本体包括多个电极；多个所述电极包括主电极、2n个屏蔽电极和2m对采样电极对；各所述屏蔽电极和各所述采样电极对均以所述主电极为对称轴对称设置；每对所述采样电极对包括两个所述采样电极；所述采样电极对设置于所述主电极和与所述主电极相邻的屏蔽电极之间以及相邻的两个所述屏蔽电极之间；其中，n≥2，m≥1，且m＜n，m和n均为正整数；所述控制电路包括两个驱动电路和两个采样电路；每个所述驱动电路分别与位于所述主电极同一侧的各所述屏蔽电极以及位于相邻的两个所述屏蔽电极之间的采样电极电连接；所述驱动电路还与所述单片机的输出端电连接；所述驱动电路用于接收各所述采样电极对反馈的采样信号和所述单片机输出的不同频率的驱动信号，并一一对应地向各所述屏蔽电极输出电信号，以使所述主电极与各所述屏蔽电极之间以及所述屏蔽电极与所述屏蔽电极之间形成不同频率的电场；每个所述采样电路分别与所述主电极以及位于所述主电极同一侧且位于所述主电极和与所述主电极相邻的所述屏蔽电极之间的采样电极电连接；所述采样电路还与所述单片机的输入端电连接；所述单片机用于通过所述采样电路获取采样电流信号和采样电压信号，并根据所述采样电流信号和所述采样电压信号，获取不同探测深度的地层电阻率。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种阵列侧向测井仪的控制方法，用于控制上述阵列侧向测井仪，所述控制方法包括：单片机向驱动电路提供不同频率的驱动信号，以使所述驱动电路在接收到各所述驱动信号和各所述采样电极的采样信号时，一一对应地向各所述屏蔽电极提供电信号，控制所述主电极与各所述屏蔽电极之间、所述屏蔽电极与所述屏蔽电极之间形成不同频率的电场；所述单片机通过所述采样电路获取采样电流信号和采样电压信号，并根据所述采样电流信号和所述采样电压信号，获取不同探测深度的地层电阻率。本专利技术实施例提供的阵列侧向测井仪及其控制方法，通过单片机提供不同频率的驱动信号至驱动电路，以使驱动电路驱动测井仪本体中的屏蔽电极，使得测井仪本体中的主电极与屏蔽电极之间以及屏蔽电极与屏蔽电极之间形成不同频率的电场；此时，单片机能够通过采样电路获得相应的采样电流信号和采样电压信号，并对该采样电流信号和采样电压信号进行分析处理后，获得不同探测深度的地层电阻率；如此，采用单片机提供不同频率的驱动信号以及通过单片机对所采集的采样电压信号和采样电流信号进行分析处理，无需设置复杂的硬件检波电路即可实现对驱动电路的控制以及对采样电压信号和采样电流信号的分析处理，从而有利于简化阵列侧向测井仪的结构，有利于减小阵列侧向测井仪的尺寸，降低阵列侧向测井仪的成本。同时，本专利技术实施例中驱动电路会接收不同频率的驱动信号和各采样电极的采样信号，并根据该采样信号和驱动信号，向各屏蔽电极一一对应地提供电信号，相较于只根据驱动信号向各屏蔽电极提供电信号的方案，本专利技术实施例能够提高提供至各屏蔽电极的电信号的准确性，从而能够提高所获得的不同探测深度的地层电阻率的准确性，进而提高阵列侧向测井仪可靠性。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种阵列侧向测井仪的测井仪本体的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种阵列侧向测井仪的电路结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的又一种阵列侧向测井仪的电路结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的又一种阵列侧向测井仪的测井仪本体的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种驱动电路的结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的一种驱动电路的具体电路结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的一种采样电路的具体电路结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的一种阵列侧向测井仪的控制方法的流程图；图9是本专利技术实时提供的一种不同探测深度的地层电阻率的获取方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。本专利技术实施例提供了一种阵列侧向测井仪，该阵列侧向测井仪可在石油钻井时，进行测井。图1是本专利技术实施例提供的一种阵列侧向测井仪的测井仪本体的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种阵列侧向测井仪的电路结构示意图。如图1所示，该阵列侧向测井仪包括测井仪本体10、控制电路和单片机30。测井仪本体10包括多个电极，该多个所述电极包括主电极A0、2n个屏蔽电极(A1、A2、A3、…、Am、…、An、A1'、A2'、A3'、…、Am'、…、An')和2m对采样电极对(B1、B2、B3、…、Bm、B1'、B2'、B3'、…、Bm')；各屏蔽电极(A1、A2、A3、…、Am、…、An、A1'、A2'、A3'、…、Am'、…、An')和各采样电极对(B1、B2、B3、…、Bm、B1'、B2'、B3'、…、Bm')均以主电极A0为对称轴对称设置，即屏蔽电极A1、A2、A3、…、Am…、An与屏蔽电极A1'、A2'、A3'、…、Am'、…、An'以主电极A0为对称轴对称设置，以及采样电极对B1、B2、B3、…、Bm与采样电极对B1'、B2'、B3'、…、Bm'以主电极A0为对称轴对称设置。每对采样电极对包括两个采样电极，即采样电极对B1(B1')包括采样电极B11(B11')和B12(B12')，采样电极对B2(B2')包括采样电极B21(B21')和B22(B22')，采样电极对B3(B3')包括采样电极B31(B31')和B32(B32')，…，采样电极对Bm(Bm')包括采样电极Bm1(Bm1')和Bm2(Bm2')，且采样电极对设置于主电极A0和与主电极相邻的屏蔽电极A1(A1')之间以及相邻的两个屏蔽电极之间，例如采样电极对B1(B1')设置于主电极和A0和与主电极相邻的屏蔽电极A1(A1')之间，采样电极对B2(B2')设置于屏蔽电极A1(A1')与屏蔽电极A2(A2')之间，采样电极对B3(B3')设置于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阵列侧向测井仪，其特征在于，包括：测井仪本体、控制电路和单片机；/n所述测井仪本体包括多个电极；多个所述电极包括主电极、2n个屏蔽电极和2m对采样电极对；各所述屏蔽电极和各所述采样电极对均以所述主电极为对称轴对称设置；每对所述采样电极对包括两个所述采样电极；所述采样电极对设置于所述主电极和与所述主电极相邻的屏蔽电极之间以及相邻的两个所述屏蔽电极之间；其中，n≥2，m≥1，且m＜n，m和n均为正整数；/n所述控制电路包括两个驱动电路和两个采样电路；/n每个所述驱动电路分别与位于所述主电极同一侧的各所述屏蔽电极以及位于相邻的两个所述屏蔽电极之间的采样电极电连接；所述驱动电路还与所述单片机的输出端电连接；所述驱动电路用于接收各所述采样电极对反馈的采样信号和所述单片机输出的不同频率的驱动信号，并一一对应地向各所述屏蔽电极输出电信号，以使所述主电极与各所述屏蔽电极之间以及所述屏蔽电极与所述屏蔽电极之间形成不同频率的电场；/n每个所述采样电路分别与所述主电极以及位于所述主电极同一侧且位于所述主电极和与所述主电极相邻的所述屏蔽电极之间的采样电极电连接；所述采样电路还与所述单片机的输入端电连接；所述单片机用于通过所述采样电路获取采样电流信号和采样电压信号，并根据所述采样电流信号和所述采样电压信号，获取不同探测深度的地层电阻率。/n...

【技术特征摘要】
1.一种阵列侧向测井仪，其特征在于，包括：测井仪本体、控制电路和单片机；
所述测井仪本体包括多个电极；多个所述电极包括主电极、2n个屏蔽电极和2m对采样电极对；各所述屏蔽电极和各所述采样电极对均以所述主电极为对称轴对称设置；每对所述采样电极对包括两个所述采样电极；所述采样电极对设置于所述主电极和与所述主电极相邻的屏蔽电极之间以及相邻的两个所述屏蔽电极之间；其中，n≥2，m≥1，且m＜n，m和n均为正整数；
所述控制电路包括两个驱动电路和两个采样电路；
每个所述驱动电路分别与位于所述主电极同一侧的各所述屏蔽电极以及位于相邻的两个所述屏蔽电极之间的采样电极电连接；所述驱动电路还与所述单片机的输出端电连接；所述驱动电路用于接收各所述采样电极对反馈的采样信号和所述单片机输出的不同频率的驱动信号，并一一对应地向各所述屏蔽电极输出电信号，以使所述主电极与各所述屏蔽电极之间以及所述屏蔽电极与所述屏蔽电极之间形成不同频率的电场；
每个所述采样电路分别与所述主电极以及位于所述主电极同一侧且位于所述主电极和与所述主电极相邻的所述屏蔽电极之间的采样电极电连接；所述采样电路还与所述单片机的输入端电连接；所述单片机用于通过所述采样电路获取采样电流信号和采样电压信号，并根据所述采样电流信号和所述采样电压信号，获取不同探测深度的地层电阻率。


2.根据权利要求1所述的阵列侧向测井仪，其特征在于，所述单片机具体用于：
根据预设采样频率分辨率f和预设采样点数P，通过所述采样电路获取P个采样电压信号和P个采样电流信号；分别对P个所述采样电压信号和P个所述采样电流信号进行傅里叶变换，获取与不同频率的驱动信号对应的采样电压信号的幅值和采样电流信号的幅值；根据各频率的驱动信号对应的采样电压信号的幅值和采样电流信号的幅值，计算不同探测深度的地层电阻率。


3.根据权利要求1所述的阵列侧向测井仪，其特征在于，在相邻两个所述屏蔽电极之间未设置所述采样电极对时，所述驱动电路还用于分别接收部分相邻且未设置所述采样电极对的所述屏蔽电极的采样信号。


4.根据权利要求3所述的阵列侧向测井仪，其特征在于，位于所述主电极同一侧的所述屏蔽电极包括依次排列的第一屏蔽电极、第二屏蔽电极、第三屏蔽电极、第四屏蔽电极和第五屏蔽电极；
所述主电极与所述第一屏蔽电极之间设置有第一采样电极对；所述第一屏蔽电极与所述第二屏蔽电极之间设置有第二采样电极对；所述第二屏蔽电极与所述第三屏蔽电极之间设置有第三采样电极对。


5.根据权利要求4所述的阵列侧向测井仪，其特征在于，所述驱动电路包括第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路和第四驱动电路；
所述第一驱动电路的各输入端分别与所述单片机的第一输出端和所述第二采样电极对的各采样电极电连接；所述第一驱动电路的各输出端分别与第一屏蔽电极和所述第二屏蔽电极电连接；所述第一驱动电路用于接收所述第二采样电极对的各采样电极的采样信号和所述单片机输出的第一驱动信号，并根据所述第二采样电极对的采样电极的电压差和所述第一驱动信号，向所述第一屏蔽电极和第二屏蔽电极提供电信号；
所述第二驱动电路的各输入端分别与所述单片机的第二输出端和所述第三采样电极对的各采样电极电连接；所述第二驱动电路的各输出端分别与所述第二屏蔽电极和所述第三屏蔽电极电连接；所述第二驱动电路用于接收所述第三采样电极对的各采样电极的采样信号和所述单片机输出的第二驱动信号，并根据所述第三采样电极对的采样电极的电压差和所述第二驱动信号，向所述第二屏蔽电极和所述第三屏蔽电极提供电信号；
所述第三驱动电路的各输入端分别与所述单片机的第三输出端、所述第三屏蔽电极和所述第四屏蔽电极电连接；所述第三驱动电路的各输出端分别与所述第三屏蔽电极和所述第四屏蔽电极电连接；所述第三驱动电路用于接收所述第三屏蔽电极和所述第四屏蔽电极的采样信号以及所述单片机输出的第三驱动信号，并根据所述第三屏蔽电极和所述第四屏蔽电极的电压差以及所述第三驱动信号，向所述第三屏蔽电极和所述第四屏蔽电极提供电信号；
所述第四驱动电路的输入端与所述单片机的第四输出端电连接，所述第四驱动电路的输出端与所述第五屏蔽电极电连接；所述第四驱动电路用于接收所述单片机输出的第四驱动信号，并根据所述第四驱动信号，向所述第五屏蔽电极提供电信号；
其中，所述第一驱动信号、所述第二驱动信号、所述第三驱动信号和所述第四驱动信号分别为不同频率的驱动信号。


6.根据权利要求5所述的阵列侧向测井仪，其特征在于：
所述第一驱动电路包括第一运算放大器、第二运算放大器、第一负反馈电阻和第一互感器；所述第一运算放大器的同相输入端和反相输入端分别与所述第二采样电极对的各采样电极电连接，所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的同相输入端电连接；所述第二运算放大器的反相输入端与所述单片机的第一输出端电连接，所述第二运算放大器的输出端通过所述第一负反馈电阻与所述第二运算放大器的反相输入端；所述第二运算放大器的输出端还与所述第一互感器的第一输入端电连接；所述第一互感器的第二输入端接地，所述第一互感器的第一输出端和第二输出端分别与所述第一屏蔽电极和所述第二屏...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏航，李振兴，张峰，
申请(专利权)人：吉艾天津石油工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12