【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地质探测，尤其涉及一种保压状态下非接触式岩心电阻率测量方法和电路。
技术介绍
1、根据地质勘察或者实际工程需要，利用取心工具从钻孔中取出圆柱形岩石样品，将其称之为岩心。岩心的电阻率是非常重要属性，电阻率的变化特征可以反映出岩石的孔隙率和结构变化。
2、目前，常用的岩心电阻率测量方法主要采用与岩心直接电接触的交流桥法测量或电极探针测量。在实际测量时，由于岩心外侧有一层非金属的衬管，必须在衬管上打孔后才能测量，因此会造成原位样品的直接损坏。其次，这些方法都会存在伸入与伸出的电极探针，无论是发生电化学反应还是应力破坏都会造成岩心失去原本平稳的状态，与其原位环境发生较大改变，造成科研工作不可逆转，给岩心属性的测量带来极大困难。除此之外，目前存在的岩心样品电阻率测量仪器，测得的是传统电阻率而非相位差电阻率与衰减电阻率，而随钻测井测得的数据为相位差与衰减电阻率，难以将岩心测量仪器测得数据与随钻测井仪器得到的数据直接进行参照对比。
3、现有技术中，专利文献cn117092169a中公开了一种岩心电阻率测量装置及方法，该装置包括用于承载岩心的衬管、沿衬管外侧周向均匀设置的多个线圈单元、与单元阵列模拟开关阵电性连接的检测系统等，现有专利技术中的岩心电阻率测量装置大多无法在原位、无损条件下完成电阻率测试，少数具有非接触测量功能的装置，但也不具备相位差和衰减电阻率测量功能，不能将设备测量数据与电阻率测量数据直接对比。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种
2、第一方面，本专利技术提供了一种保压状态下非接触式岩心电阻率测量方法，所述方法基于保压状态下非接触式岩心电阻率测量装置实现，所述装置的本体为圆柱形，其材料为环氧树脂；在装置的本体外部安装以无磁不锈钢为材料的筒形壳体；所述装置的本体上有4个凹槽，每个凹槽内安装线圈，线圈外设有磁芯，其中线圈包括第一发射线圈、第二发射线圈、第一接收线圈和第二接收线圈；在第一发射线圈和第一接收线圈之间设置有发射模块，发射模块与第一发射线圈、第二发射线圈连接；在第二发射线圈和第二接收线圈之间设置有接收模块，接收模块与第一接收线圈、第二接收线圈连接；
3、所述方法包括在一次测量周期内，第一发射线圈、第二发射线圈分别发射2兆赫mhz频点信号，第一接收线圈、第二接收线圈测量计算每一次的接收信号，并由发射模块和接收模块计算相对应参考信号的幅度衰减和相移；
4、定义第j接收线圈rj相对第i发射线圈ti的相移为pij；定义第j接收线圈rj相对第i发射线圈ti的幅移为aij；其中，j和i的取值均为1或2；
5、第一接收线圈、第二接收线圈之间的相位差为，其公式如下：
6、；
7、第一接收线圈、第二接收线圈之间的相对幅度衰减为，其公式如下：
8、。
9、可选地，在装置的本体上安装有2组岩心固定装置，每组由3个岩心固定螺杆组成；岩心固定螺杆长度可调节，用于固定岩心，以保持待检测的岩心位于装置中心；在装置的两端分别设置6个连接孔，连接孔内能够插入螺栓，用于将装置的本体与保温保压转移装置进行连接。
10、可选地，第一发射线圈、第二发射线圈和第一接收线圈、第二接收线圈采用对称设计，将第一发射线圈、第二发射线圈设置于第一接收线圈、第二接收线圈的两端，即第一发射线圈、第二发射线圈位于第一接收线圈、第二接收线圈的外侧。
11、可选地，发射模块包括发射驱动板和调谐板；接收模块包括接收处理板和前放板。
12、第二方面，本专利技术提供了一种保压状态下非接触式岩心电阻率测量电路，所述电路包括主控存储板、采集板、发射驱动板、调谐板、接收处理板、前放板和电源板；主控存储板与采集板和电源板分别连接，并且采集板与发射驱动板和接收处理板分别连接；调谐板与发射驱动板连接，前放板与接收处理板连接；
13、主控存储板包括数字信号处理dsp芯片、1553编码电路、读出接口rop、辅助测量电路、flash存储器、时钟芯片rtc、测井工具总线ltb；rop接口包括rs485接口和控制器局域网can接口；采集板包括模数转换器adc电路、直接数字频率合成器dds电路和现场可编程逻辑门阵列fpga芯片。
14、可选地，主控存储板根据dsp芯片的通用异步串口uart扩展1553解码芯片和1553收发电路，以通过1553编码电路与计算机系统进行1553通讯；辅助测量电路用于测量电源、温度和加速度；主控存储板中的dsp芯片与采集板中的fpga芯片连接，通过接收fpga芯片数字化后的接收信号波形数据，计算其幅值和相位，并对fpga芯片进行控制。
15、可选地，dsp芯片与fpga芯片之间有两个接口通道，包括数据地址总线接口adbus通道和串行外围接口spi通道；
16、adbus通道中，dsp芯片将fpga芯片的双口随机存取存储器ram映射为其外部空间的ram，fpga芯片每次数据采集完毕后，提供一个外部中断给dsp芯片，dsp芯片在收到中断后通过直接存储器访问dma方式从fpga芯片的ram中读取数据到内部ram；通过adbus通道将实时采集数据及采集参数存储到flash存储器中；spi通道中，fpga芯片在其内部定义多个功能寄存器，dsp芯片通过spi通道向多个功能寄存器写入内容，用于进行自动增益控制。
17、可选地，采集板中的fpga芯片与发射驱动板和接收处理板分别连接，fpga芯片向发射驱动板发送通道选择信号和发射信号，fpga芯片向接收处理板发送本振信号，并经adc电路实时处理接收处理板发送的6khz信号。
18、第三方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行第一方面或第一方面任一可能的实现方式中的保压状态下非接触式岩心电阻率测量方法。
19、第四方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，所述一个或多个计算机程序包括指令，当所述指令被所述设备执行时，使得所述设备执行第一方面或第一方面任一可能的实现方式中的保压状态下非接触式岩心电阻率测量方法。
20、本专利技术提供的技术方案中，该方法基于保压状态下非接触式岩心电阻率测量装置实现，装置的本体为圆柱形，其材料为环氧树脂；在装置的本体外部安装以无磁不锈钢为材料的筒形壳体；所述装置的本体上有4个凹槽，每个凹槽内安装线圈，线圈外设有磁芯，其中线圈包括第一发射线圈、第二发射线圈、第一接收线圈和第二接收线圈；在第一发射线圈和第一接收线圈之间设置有发射模块，发射模块与第一发射线圈、第二发射线圈连接；在第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种保压状态下非接触式岩心电阻率测量方法，其特征在于，所述方法基于保压状态下非接触式岩心电阻率测量装置实现，所述装置的本体为圆柱形，其材料为环氧树脂；在装置的本体外部安装以无磁不锈钢为材料的筒形壳体；所述装置的本体上有4个凹槽（11），每个凹槽（11）内安装线圈（12），线圈（12）外设有磁芯（13），其中线圈（12）包括第一发射线圈（121）、第二发射线圈（122）、第一接收线圈（123）和第二接收线圈（124）；在第一发射线圈（121）和第一接收线圈（123）之间设置有发射模块（16），发射模块（16）与第一发射线圈（121）、第二发射线圈（122）连接；在第二发射线圈（122）和第二接收线圈（124）之间设置有接收模块（17），接收模块（17）与第一接收线圈（123）、第二接收线圈（124）连接；
2.根据权利要求1所述的保压状态下非接触式岩心电阻率测量方法，其特征在于，在装置的本体上安装有2组岩心固定装置，每组由3个岩心固定螺杆（14）组成；岩心固定螺杆（14）长度可调节，用于固定岩心，以保持待检测的岩心位于装置中心；在装置的两端分别设置6个连接孔（15）
3.根据权利要求1所述的保压状态下非接触式岩心电阻率测量方法，其特征在于，第一发射线圈（121）、第二发射线圈（122）和第一接收线圈（123）、第二接收线圈（124）采用对称设计，将第一发射线圈（121）、第二发射线圈（122）设置于第一接收线圈（123）、第二接收线圈（124）的两端，即第一发射线圈（121）、第二发射线圈（122）位于第一接收线圈（123）、第二接收线圈（124）的外侧。
4.根据权利要求1所述的保压状态下非接触式岩心电阻率测量方法，其特征在于，发射模块（16）包括发射驱动板和调谐板；接收模块（17）包括接收处理板和前放板。
5.一种保压状态下非接触式岩心电阻率测量电路，其特征在于，所述电路包括主控存储板、采集板、发射驱动板、调谐板、接收处理板、前放板和电源板；主控存储板与采集板和电源板分别连接，并且采集板与发射驱动板和接收处理板分别连接；调谐板与发射驱动板连接，前放板与接收处理板连接；
6.根据权利要求5所述的保压状态下非接触式岩心电阻率测量电路，其特征在于，主控存储板根据DSP芯片的通用异步串口UART扩展1553解码芯片和1553收发电路，以通过1553编码电路与计算机系统进行1553通讯；辅助测量电路用于测量电源、温度和加速度；主控存储板中的DSP芯片与采集板中的FPGA芯片连接，通过接收FPGA芯片数字化后的接收信号波形数据，计算其幅值和相位，并对FPGA芯片进行控制。
7.根据权利要求6所述的保压状态下非接触式岩心电阻率测量电路，其特征在于，DSP芯片与FPGA芯片之间有两个接口通道，包括数据地址总线接口ADBUS通道和串行外围接口SPI通道；
8.根据权利要求5所述的保压状态下非接触式岩心电阻率测量电路，其特征在于，采集板中的FPGA芯片与发射驱动板和接收处理板分别连接，FPGA芯片向发射驱动板发送通道选择信号和发射信号，FPGA芯片向接收处理板发送本振信号，并经ADC电路实时处理接收处理板发送的6KHZ信号。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至4中任一项所述的保压状态下非接触式岩心电阻率测量方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储器；以及一个或多个计算机程序，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，所述一个或多个计算机程序包括指令，当所述指令被所述设备执行时，使得所述设备执行权利要求1至4中任一项所述的保压状态下非接触式岩心电阻率测量方法。
...【技术特征摘要】
1.一种保压状态下非接触式岩心电阻率测量方法，其特征在于，所述方法基于保压状态下非接触式岩心电阻率测量装置实现，所述装置的本体为圆柱形，其材料为环氧树脂；在装置的本体外部安装以无磁不锈钢为材料的筒形壳体；所述装置的本体上有4个凹槽（11），每个凹槽（11）内安装线圈（12），线圈（12）外设有磁芯（13），其中线圈（12）包括第一发射线圈（121）、第二发射线圈（122）、第一接收线圈（123）和第二接收线圈（124）；在第一发射线圈（121）和第一接收线圈（123）之间设置有发射模块（16），发射模块（16）与第一发射线圈（121）、第二发射线圈（122）连接；在第二发射线圈（122）和第二接收线圈（124）之间设置有接收模块（17），接收模块（17）与第一接收线圈（123）、第二接收线圈（124）连接；
2.根据权利要求1所述的保压状态下非接触式岩心电阻率测量方法，其特征在于，在装置的本体上安装有2组岩心固定装置，每组由3个岩心固定螺杆（14）组成；岩心固定螺杆（14）长度可调节，用于固定岩心，以保持待检测的岩心位于装置中心；在装置的两端分别设置6个连接孔（15），连接孔（15）内能够插入螺栓，用于将装置的本体与保温保压转移装置进行连接。
3.根据权利要求1所述的保压状态下非接触式岩心电阻率测量方法，其特征在于，第一发射线圈（121）、第二发射线圈（122）和第一接收线圈（123）、第二接收线圈（124）采用对称设计，将第一发射线圈（121）、第二发射线圈（122）设置于第一接收线圈（123）、第二接收线圈（124）的两端，即第一发射线圈（121）、第二发射线圈（122）位于第一接收线圈（123）、第二接收线圈（124）的外侧。
4.根据权利要求1所述的保压状态下非接触式岩心电阻率测量方法，其特征在于，发射模块（16）包括发射驱动板和调谐板；接收模块（17）包括接收处理板和前放板。
5.一...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖加奇，于意贤，薄鹏雷，王培生，高美香，徐晓寒，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：
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