專利名稱：過鉆具存儲式雙側(cè)向測井儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及油氣井測井設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，確切地說涉及一種電法測井儀。
背景技術(shù)：
據(jù)勘探發(fā)現(xiàn)國內(nèi)超過半數(shù)的油氣資源埋藏在深部地層，因此發(fā)展超深井鉆井成為擴大油氣產(chǎn)量的主要手段。隨著石油勘探開發(fā)力度的不斷加大，大斜度井、水平井和超深井越來越多，井身結(jié)構(gòu)復雜，井眼條件差，測井難度也越來越大，現(xiàn)有的測井方式已不能適應這一狀況。目前對于復雜井況的部分勘探和開發(fā)井測井，采用傳統(tǒng)的水平井工具傳輸測井和隨鉆測井兩種方式。水平井工具傳輸測井是通過鉆桿把下井儀器輸送到井底，這種方式有兩個缺點一是存在很大的安全風險；二是當井下情況太復雜時儀器不能正常下到井底，致使采集不到全井段測井地層信息。隨鉆測井雖然能克服水平井工具傳輸測井的缺點， 但由于成本較高，不便于廣泛推廣使用。既要最大程度地降低施工安全風險，又要降低生產(chǎn)成本，并及時采集地層信息，滿足測復雜水平井、超深井的要求，必須采用新的測井施工工藝和測井儀器，因而產(chǎn)生了存儲式測井儀器。目前國際上僅兩家公司提供這種類型的儀器，一種是威德福公司的飛梭無纜測井儀，另一種是殼牌公司和Reeves油田服務(wù)公司聯(lián)合研制的過鉆頭測井系統(tǒng)，這兩家公司都只提供服務(wù)，且服務(wù)價格高昂，在此形式下有必要自主研制該類型的測井儀器。授權(quán)公告號為CN2775303，授權(quán)公告日為2006年4月26日的中國專利文獻公開了一種存儲式伽瑪測井儀，包括井下儀和地面儀，井下儀由伽瑪檢測電路、微處理器和存儲器組成；伽瑪檢測電路由傳感器、振蕩功放電路、倍壓整流電路和信號放大處理電路組成 ’傳感器由碘化鈉晶體和光電倍增管連接組成，振蕩功放電路由六個反相器以及電阻、電容元件構(gòu)成，倍壓整流電路由三個二極管和三個電容連接構(gòu)成，信號放大處理電路由三極管和運算放大器級聯(lián)構(gòu)成，微處理器由89C51型號的單片機構(gòu)成，存儲器由24LC256型號的PROM構(gòu)成，井下儀用非電纜吊掛下井采集伽瑪信號并直接存儲在存儲器中，井口密封較嚴，提高了測試資料的準確性，避免了環(huán)境放射性污染，同時也降低了測試成本。但以上述專利為代表的現(xiàn)有技術(shù)，不能在高溫、高壓等惡劣環(huán)境下存儲采集的地層電阻率信息。

實用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出了一種過鉆具存儲式雙側(cè)向測井儀，本實用新型能在高溫、高壓等惡劣環(huán)境下存儲采集的地層電阻率信息，能實現(xiàn)常規(guī)電纜測井所不能完成的井身結(jié)構(gòu)復雜，井眼條件差的大斜度井、水平井和超深井的雙側(cè)向測井。本實用新型是通過采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一種過鉆具存儲式雙側(cè)向測井儀，包括自動功率控制部分，存儲電路和主電極，所述自動功率控制部分包括深側(cè)向電流源電路、淺側(cè)向電流源電路、電壓測量電路、電流測量電路、功率控制電路、存儲電路、前置放大電路、主監(jiān)督電路、輔助監(jiān)督電路和變壓器，其特征在于電壓測量電路和電流測量電路測得的電壓值和電流值輸送到功率控制電路，再通過深側(cè)向電流源電路、淺側(cè)向電流源電路和變壓器輸送到地層。所述的存儲電路中設(shè)直有耐聞溫的DSP芯片。所述的自動功率控制部分處于淺側(cè)向工作時的電氣關(guān)系為淺側(cè)向電流源電路經(jīng)變壓器四T4向地層輸出280Hz正弦信號It，正弦信號包括淺側(cè)向的屏流和主流，淺側(cè)向屏流經(jīng)過所述主電極上的Al電極、主流經(jīng)過主電極上的AO電極后且 通過地層后返回至主電極上的A2電極；前置放大電路和主監(jiān)督電路產(chǎn)生補償主電流；淺側(cè)向主電流Is和電壓Us分別由電流測量電路和電壓測量電路放大，經(jīng)有源濾波、相敏檢波、低通濾波處理變成直流信號，直流信號被送到存儲電路，由存儲電路存儲電流和電壓值，同時，直流信號被送至功率控制電路。所述的自動功率控制部分處于深側(cè)向工作時的電氣關(guān)系為深側(cè)向電流源電路經(jīng)變壓器五T5向地層輸出35HZ正弦信號It，正弦信號包括深側(cè)向的屏流和主流，深側(cè)向屏流經(jīng)主電極上的Al電極和A2電極、主流經(jīng)AO電極后且通過地層后返回至B主電極，由主監(jiān)督電路調(diào)整主電流的大小，當主電極系在深側(cè)向狀態(tài)，輔助電路在A2電極與Al電極之間輸出一個補償電位差；深側(cè)向主電流Id和電壓信號Ud，由電流測量電路放大，經(jīng)有源濾波，相敏檢波后變成直流信號，直流信號被送到存儲電路，由存儲電路存儲電流和電壓值，同時，直流信號被送至功率控制電路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果表現(xiàn)在I、采用本實用新型，能在高溫、高壓等惡劣環(huán)境下存儲采集的地層電阻率信息，能實現(xiàn)常規(guī)電纜測井所不能完成的井身結(jié)構(gòu)復雜，井眼條件差的大斜度井、水平井和超深井的雙側(cè)向測井。2、本實用新型中采用自動功率控制部分，因為雙側(cè)向儀器長時間在鉆桿內(nèi)工作，為防止儀器因電流過大而損壞，必須采用合適的功率輸出，使得儀器在主電極短路的情況下，電流穩(wěn)定并長時間的工作。3、本實用新型中，存儲電路中設(shè)置有耐高溫的DSP芯片，就更能適應在高溫、高壓等惡劣環(huán)境下存儲采集的地層電阻率信息。儀器的主要技術(shù)指標如下最大耐溫175 °C最大耐壓140MPa[0021 ] 儀器直徑Φ 60mm測量范圍0·2 40000 Ω · m測量精度0·2 1Ω ·ι :±0·5Ω · mI 2000Ω · m :±5%2000 40000 Ω · m : 土 30%

下面將結(jié)合說明書附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步的詳細說明，其中圖I為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖。該原理框圖主要分為兩個部分電子線路部分和主電極部分。圖中1電壓測量電路、2功率控制電路、3存儲電路、4深側(cè)向電流源電路、5淺側(cè)向電流源電路、6電流測量電路、7輔助監(jiān)督電 路、8主監(jiān)督電路、9前置放大電路、N電壓測量參考點、B深側(cè)向電流回路，T2變壓器二，T3變壓器三，T4變壓器四，T5變壓器五，T6變壓器六，T7變壓器七。
具體實施方式
本儀器采用功率控制的方式，根據(jù)測得的電壓值(深側(cè)向電壓值Ud，淺側(cè)向電壓值Us)和電流值(深側(cè)向電流值Id，淺側(cè)向電流值Is)自動的調(diào)整深側(cè)向和淺側(cè)向的輸出功率，再通過深、淺電流源電路和變壓器輸出到地層。其整個工作原理可分為淺側(cè)向工作原理和深側(cè)向工作原理來分別敘述。I、淺側(cè)向工作原理淺側(cè)向電流源電路5經(jīng)變壓器四T4向地層輸出280Hz正弦信號It，它包括淺側(cè)向的屏流和主流。淺側(cè)向屏流經(jīng)過Al、主流經(jīng)過AO后通過地層后返回至A2。為了保證監(jiān)督電極Ml、M2之間的電位差基本保持為零，前放電路和主監(jiān)督電路8產(chǎn)生補償主電流來進行調(diào)整。淺側(cè)向主電流Is和電壓Us分別由測量電路放大，有源濾波、相敏檢波、低通濾波變成直流信號，一方面送到存儲電路3，存儲電流和電壓值，另一方面，送至功率控制電路2，自動調(diào)整淺側(cè)向的輸出功率，使得電流、電壓值始終在可測量的范圍之內(nèi)。2、深側(cè)向工作原理與淺側(cè)向類似，深側(cè)向電流源電路4經(jīng)變壓器五T5向地層輸出35HZ正弦信號It，它包括深側(cè)向的屏流和主電流。深側(cè)向屏流經(jīng)屏蔽電極Al和A2 (ΜΓ和]對深側(cè)向A1、A2保持等電位)、主流經(jīng)AO后通過地層后返回至電纜外皮(B電極)。由主監(jiān)控電路調(diào)整主電流的大小，以保證監(jiān)督電極Ml、M2之間的電位基本為零。輔助監(jiān)控電路的作用是為了使電極系在深側(cè)向狀態(tài)，對35Hz的信號，屏蔽電極A1、A2電位相等。它的輸入信號是A2與Al*之間的電位差。當A2與Al*之間出現(xiàn)35Hz信號的電位差時，輔助電路就在A2與Al之間輸出一個補償電位差，使A2與Al之間的電位相等。補償電壓的大小與輸入信號相等但極性相反，所以對35Hz信號來說屏蔽電極Al、A2是短路的。深側(cè)向主電流Id，電壓信號Ud，由測量電路放大，經(jīng)有源濾波，相敏檢波變成直流信號，一方面送到存儲電路3，存儲電流和電壓值，另一方面，送至功率控制電路2，自動調(diào)整深側(cè)向的輸出功率，使得電流、電壓值始終在可測量的范圍之內(nèi)。本申請中所涉及的電壓測量電路、功率控制電路、存儲電路、深側(cè)向電流源電路、淺側(cè)向電流源電路、電流測量電路、輔助監(jiān)督電路、主監(jiān)督電路和前置放大電路均為本領(lǐng)域的常用電路。
權(quán)利要求1.一種過鉆具存儲式雙側(cè)向測井儀，包括自動功率控制部分，存儲電路(3)和主電極，所述自動功率控制部分包括深側(cè)向電流源電路(4)、淺側(cè)向電流源電路(5)、電壓測量電路(I)、電流測量電路(6)、功率控制電路(2)、存儲電路(3)、前置放大電路(9)、主監(jiān)督電路(8)、輔助監(jiān)督電路(7)和變壓器，其特征在于電壓測量電路(I)和電流測量電路(6)測得的電壓值和電流值輸送到功率控制電路(2)，再通過深側(cè)向電流源電路(4)、淺側(cè)向電流源電路(5 )和變壓器輸送到地層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種過鉆具存儲式雙側(cè)向測井儀，其特征在于所述的存儲電路(3)中設(shè)置有耐高溫的DSP芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種過鉆具存儲式雙側(cè)向測井儀，其特征在于所述的自動功率控制部分處于淺側(cè)向工作時的電氣關(guān)系為淺側(cè)向電流源電路(5)經(jīng)變壓器四(T4)向地層輸出280Hz正弦信號(It)，280Hz正弦信號包括淺側(cè)向的屏流和主流，淺側(cè)向屏流經(jīng)過所述主電極上的Al電極、主流經(jīng)過主電極上的AO電極后且通過地層后返回至主電 極上的A2電極；前置放大電路(9)和主監(jiān)督電路⑶產(chǎn)生補償主電流； 淺側(cè)向主電流(Is)和電壓信號(Us)分別由電流測量電路(6)和電壓測量電路⑴放大，經(jīng)有源濾波、相敏檢波、低通濾波處理變成直流信號，直流信號被送到存儲電路(3)，由存儲電路(3)存儲電流和電壓值，同時，直流信號被送至功率控制電路(2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種過鉆具存儲式雙側(cè)向測井儀，其特征在于所述的自動功率控制部分處于深側(cè)向工作時的電氣關(guān)系為深側(cè)向電流源電路(4)經(jīng)變壓器五(T5)向地層輸出35HZ正弦信號(It)，35HZ正弦信號包括深側(cè)向的屏流和主流，深側(cè)向屏流經(jīng)主電極上的Al電極和A2電極、主流經(jīng)AO電極后且通過地層后返回至B主電極，由主監(jiān)督電路(8)調(diào)整主電流的大小，當主電極系在深側(cè)向狀態(tài)，輔助電路在A2電極與Al電極之間輸出一個補償電位差； 深側(cè)向主電流(Id)和電壓信號(Ud)，由電流測量電路(6)放大，經(jīng)有源濾波，相敏檢波后變成直流信號，直流信號被送到存儲電路(3)，由存儲電路(3)存儲電流和電壓值，同時，直流信號被送至功率控制電路(2 )。
專利摘要本實用新型公開了一種過鉆具存儲式雙側(cè)向測井儀，涉及油氣井測井設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括自動功率控制部分，存儲電路和主電極，所述自動功率控制部分包括深側(cè)向電流源電路、淺側(cè)向電流源電路、電壓測量電路、電流測量電路、功率控制電路、存儲電路、前置放大電路、主監(jiān)督電路、輔助監(jiān)督電路和變壓器，電壓測量電路和電流測量電路測得的電壓值和電流值輸送到功率控制電路，再通過深側(cè)向電流源電路、淺側(cè)向電流源電路和變壓器輸送到地層。本實用新型能在高溫、高壓等惡劣環(huán)境下存儲采集的地層電阻率信息，能實現(xiàn)常規(guī)電纜測井所不能完成的井身結(jié)構(gòu)復雜，井眼條件差的大斜度井、水平井和超深井的雙側(cè)向測井。
文檔編號E21B49/00GK202788827SQ20122043063
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者齊寶權(quán), 鄒岳元, 胡亞武, 尹國平, 張雄輝, 蔡志明, 王曉娟, 游暢, 陳召軍, 胡培毅 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司