一种随钻电阻率的测量装置及其测量方法制造方法及图纸

一种随钻电阻率的测量装置及其测量方法，可以在随钻电阻率测量装置进行测量之前自动进行频率调谐，合理设置电路、调节元器件的参数，以保证较好的灵敏度，使随钻电阻率测量装置在最优谐振频率下工作。即使当温度或者其他环境参数发生变化时，也可以及时进行调整，以适应周围环境参数的改变，有效地避免了传统的随钻电阻率测量装置在实际工作中其最优谐振频率与预先设定好的谐振频率不符，致使测量不够精准的问题，极大地提高了随钻电阻率测量装置测量数据的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种随钻电阻率的测量装置及其测量方法
本专利技术涉及石油、天然气钻井作业随钻测量领域，具体地说是一种随钻电阻率的测量装置及其测量方法。
技术介绍
随着全球对石油、天然气需求的日益增多，随钻电阻率测量装置有了长足的进步与发展。如图1所示是一种常用的随钻电阻率测量装置，它包括一个钻杆100和一个钻头101，以及一对用于发送电磁信号到周围地层的发射器T1和T2，一对用于接收电磁信号的接收器R1和R2。测量经过接收器R1和R2的电磁信号，即可得到距钻杆一定距离的地层电阻率。将接收器R1和R2置于不同的位置，就可以实现不同探测深度的探测，合理设置接收器R1和R2的间距，可以获得较好的垂直分辨率。由于发射器T1和T2一般工作在两个以上的频率，假设工作频率为f1和f2，需要将其与R1和R2的频率预先调谐到适当的频率点，以提高信号发送到系统的信噪比。这一调谐过程通常通过如图2所示的双共振频率调谐电路来完成，所述双共振频率调谐电路包括随钻测井仪的天线线圈201；调谐电感器L1，与之并联的电容器C2，另一个调谐电容器C1与所述调谐电感器L1等效并联并连接所述天线线圈201；用于阻抗匹配的变压器202和工作在固定频率的发射源203。图2所示的双共振频率调谐电路可以被调谐产生两个谐振频率，如图3中的实线所示。众所周知随钻电阻率测量装置通常工作在很宽的温度范围内，如-40℃至150℃。因此，天线和调谐电路的谐振频率有可能随温度和其它环境参数发生变化，如图3中的虚线所示，由于温度的变化增益减少，谐振曲线显著向下移动。由于天线线圈的频率基本都是在工厂设定好的，在实际使用时不会根据具体情况进行调整，导致此时整个随钻电阻率测量装置将有较低的灵敏度和信噪比，进而使得电阻率测量不准确，特别是在高电阻率地层。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于当温度或者其他环境参数发生变化时，随钻电阻率测量装置最优谐振频率与预先设定好的谐振频率不符，致使测量不够精准，从而提出一种可以在随钻电阻率测量装置进行测试之前自动进行频率调谐的随钻电阻率的测量装置及其测量方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案实现。一种随钻电阻率的测量装置，包括：调频模块、测量模块、发射天线与接收天线，所述调频模块与所述发射天线和所述接收天线连接，调节所述发射天线与所述接收天线的频率，所述测量模块测量随钻电阻率，并将测量数据传送给所述发射天线，所述发射天线将所述测量数据通过电磁波信号的形式发送给所述接收天线。进一步地所述调频模块包括:接收模块，与所述接收天线耦合，将所述电磁波信号转换成电信号；幅度检测器，与所述接收模块连接，用于检测获得的所述电信号的振幅信息并发送给控制器；所述控制器，连接所述幅度检测器，用于根据所述振幅信息计算幅值比和/或相位差，确定最优谐振频率，并控制发射模块进行频率调整；所述发射模块，与所述控制器连接，用于控制发射天线按照最优谐振频率发射电磁波信号。进一步地所述发射模块还包括：第一信号发生器，与所述控制器连接，发送第一频率信号给功率放大器，其中所述第一频率信号的频率和相位可以被所述控制器控制；功率放大器，与所述第一信号发生器连接，放大所述第一频率信号并传递给发射调谐电路；所述发射调谐电路，一端与所述功率放大器连接，另一端耦合发射天线，控制所述发射天线按照最优谐振频率发射电磁波信号。进一步地所述接收模块还包括：接收调谐电路，与所述接收天线连接，用于接收所述电磁波信号，转换成电信号，并发送给低噪声放大器；所述低噪声放大器，与所述接收调谐电路连接，将所述电信号放大并发送给混频器；第二信号发生器，与所述控制器连接，用于发送第二频率信号给所述混频器，其中所述第二频率信号的频率和相位可以被所述控制器控制；所述混频器，分别与所述低噪声放大器和所述第二信号发生器连接，将所述电信号与所述第二频率信号混合并发送给中频滤波器；所述中频滤波器，与所述混频器连接，滤掉高频分量，并发送给中频放大器；所述中频放大器，与所述中频滤波器连接，放大并获得所述电信号，发送给所述幅度检测器。进一步地所述发射调谐电路为常规双共振频率调谐电路。进一步地还包括激活模块，用于按照一定激活方式自动开启整个随钻电阻率的测量装置。一种用于随钻电阻率测量的测量方法，包括如下步骤：S1：调节发射天线与接收天线的频率；S2：测量随钻电阻率，并将测量数据传送给所述发射天线；S3：所述发射天线将所述测量数据通过电磁波信号的形式发送给接收天线。进一步地所述步骤S1具体包括：S11：将所述电磁波信号转换成电信号；S12:幅度检测器检测获得的所述电信号的振幅信息并发送给控制器；S13:所述控制器根据所述振幅信息计算幅值比和/或相位差，确定最优谐振频率，并控制发射模块进行频率调整；S14:所述发射模块控制发射天线按照最优谐振频率发射电磁波信号。进一步地所述步骤S14具体包括：S141:第一信号发生器发送第一频率信号给功率放大器，其中所述第一频率信号的频率和相位可以被所述控制器控制；S142:功率放大器放大所述第一频率信号并传递给发射调谐电路；S143:所述发射调谐电路控制所述发射天线按照最优谐振频率发射电磁波信号。进一步地所述步骤S11具体包括：S111:接收调谐电路接收所述电磁波信号，转换成电信号，并发送给低噪声放大器；所述低噪声放大器将所述电信号放大并发送给混频器；第二信号发生器发送第二频率信号给所述混频器，其中所述第二频率信号的频率和相位可以被所述控制器控制；S112:所述混频器将所述第二电信号与所述第二频率信号混合并发送给中频滤波器；S113:所述中频滤波器滤掉高频分量，并发送给中频放大器；S114:所述中频放大器放大并获得所述电信号，发送给所述幅度检测器。进一步地所述发射调谐电路为常规双共振频率调谐电路。进一步地还包括激活步骤，按照一定激活方式自动开启整个随钻电阻率的测量装置。进一步地所述激活方式包括设定温度阈值，超过所述温度阈值自动开启整个随钻电阻率的测量装置。进一步地所述激活方式包括设定时间周期，按照所述时间周期自动开启整个随钻电阻率的测量装置。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：（1）本专利技术所述的一种随钻电阻率的测量装置及其测量方法，可以在随钻电阻率测量装置进行测量之前自动进行频率调谐，合理设置电路、调节元器件的参数，以保证较好的灵敏度，使随钻电阻率测量装置在最优谐振频率下工作。即使当温度或者其他环境参数发生变化时，也可以及时进行调整，以适应周围环境参数的改变，有效地避免了传统的随钻电阻率测量装置在实际工作中其最优谐振频率与预先设定好的谐振频率不符，致使测量不够精准的问题，极大地提高了随钻电阻率测量装置测量数据的准确性。（2）本专利技术所述的一种随钻电阻率的测量装置及其测量方法，结合随钻电阻率测量装置的自身特点提供了多种激活调频装置的方式。优选为设置温度阈值与设定激活周期两种，即当温度变化达到给定的阈值或者当达到频率优化一个给定的周期时，自动开始对随钻电阻率测量装置进行频率调谐。当找到最优谐振频率，按照最优谐振频率执行。可以根据不同的情况进行设定与选择，具有极大的灵活性。（3）本专利技术所述的一种随钻电阻率的测量装置及其测量方法，整体电路结构简单，所选用的元器件均为现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种随钻电阻率的测量装置，其特征在于，包括：调频模块、测量模块、发射天线与接收天线，所述调频模块与所述发射天线和所述接收天线连接，调节所述发射天线与所述接收天线的频率，所述测量模块测量随钻电阻率，并将测量数据传送给所述发射天线，所述发射天线将所述测量数据通过电磁波信号的形式发送给所述接收天线。

【技术特征摘要】
1.一种随钻电阻率的测量装置，其特征在于，包括：调频模块、测量模块、发射天线与接收天线，所述调频模块与所述发射天线和所述接收天线连接，调节所述发射天线与所述接收天线的频率，所述测量模块测量随钻电阻率，并将测量数据传送给所述发射天线，所述发射天线将所述测量数据通过电磁波信号的形式发送给所述接收天线；所述调频模块包括:接收模块，与所述接收天线耦合，将所述电磁波信号转换成电信号；幅度检测器，与所述接收模块连接，用于检测获得的所述电信号的振幅信息并发送给控制器；所述控制器，连接所述幅度检测器，用于根据所述振幅信息计算幅值比和/或相位差，确定最优谐振频率，并控制发射模块进行频率调整；所述发射模块，与所述控制器连接，用于控制发射天线按照最优谐振频率发射电磁波信号；所述接收模块还包括：接收调谐电路，与所述接收天线连接，用于接收所述电磁波信号，转换成电信号，并发送给低噪声放大器；所述低噪声放大器，与所述接收调谐电路连接，将接收到的电信号放大并发送给混频器；第二信号发生器，与所述控制器连接，用于发送第二频率信号给所述混频器，其中所述第二频率信号的频率和相位可以被所述控制器控制；所述混频器，分别与所述低噪声放大器和所述第二信号发生器连接，将接收到的电信号与所述第二频率信号混合并发送给中频滤波器；所述中频滤波器，与所述混频器连接，滤掉高频分量，并发送给中频放大器；所述中频放大器，与所述中频滤波器连接，放大并获得电信号，发送给所述幅度检测器。2.根据权利要求1所述的随钻电阻率的测量装置，其特征在于，还包括激活模块，用于按照一定激活方式自动开启整个随钻电阻率的测量装置。3.一种用于随钻电阻率测量的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：调节发射天线与接收天线的频率；S2：测量随钻电阻率，并将测量数据传送给所述发射天线；S3：所述发射天线将所述测量数据通过电磁波信号的形式发送给接收天线；所述步骤S1具体包括：S11：将所述电磁波信号转换成电信号；S12:幅度检测器检测获得的所述电信号的振幅信息并发送给控制器；S13:所述控制器根据所述振幅信息计算幅值比和/或相位差，确定最优谐振频率，并控制发射模块进行频率调整；S14:所述发射模块控制发射天线按照最优谐振频率发射电磁波信号。4.根据权利要求3所述的用于随钻电阻率测量的测量方法，其特征在于，所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘策，李敬，吴素明，王华平，梁任岳，任威，
申请(专利权)人：贝兹维仪器苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：