一種測量電阻率的設(shè)備和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測量電阻率的設(shè)備和方法，屬于石油測井領(lǐng)域。該設(shè)備包括：電子儀單元、頂部電極、液壓裝置、液壓油腔、參考電極、上部測量電極、中部測量電極、下部測量電極、預設(shè)數(shù)值個活塞、前置數(shù)據(jù)采集單元和底部電極；電子儀單元與頂部電極的一端連接，頂部電極的另一端與液壓裝置的一端連接，液壓裝置的另一端與液壓油腔的一端連接，液壓油腔的另一端與前置數(shù)據(jù)采集單元的一端連接，前置數(shù)據(jù)采集單元的另一端與底部電極連接，液壓油腔為空心結(jié)構(gòu)，且液壓油腔上開有預設(shè)數(shù)值個孔，預設(shè)數(shù)值個活塞分別安裝在液壓油腔的預設(shè)數(shù)值個孔上，參考電極、上部測量電極、中部測量電極和下部測量電極分別安裝在活塞上。本發(fā)明使電極與套管很好地接觸。
【專利說明】一種測量電阻率的設(shè)備和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油測井領(lǐng)域，特別涉及一種測量電阻率的設(shè)備和方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在油田開發(fā)過程中，對安裝有金屬套管的油井周圍的地層進行電阻率測量，根據(jù)測得的電阻率獲取該油井周圍地層剩余油的含油飽和度；根據(jù)該油井剩余油的含油飽和度，優(yōu)化油井開采方案，可以提高油田采油開發(fā)中的采收率。
[0003]目前存在一種測量電阻率的設(shè)備，如圖1所示配裝有金屬套管I的油井孔眼2中，該設(shè)備包括:井下儀3、電纜4和數(shù)據(jù)采集與處理裝置5，電纜4的一端連接數(shù)據(jù)采集與處理裝置5，另一端連接井下儀3，通過井下儀3測量該油井周圍不同地層的電阻率。其中，井下儀3包括:第一電極31、第二電極32、第三電極33、第四電極34、頂部電極35、底部電極36、四組臂桿、絕緣連接器38和中心軸39。每組臂桿包括2個臂桿，頂部電極35與第一組臂桿371之間安裝有絕緣連接器38，四組臂桿均勻分布在中心軸上，且第一組臂桿371上安裝有第一電極31，第二組臂桿372上安裝有第二電極32，第三組臂桿373上安裝有第三電極33，第四組臂桿374上安裝有第四電極34。當測量油井周圍地層的電阻率時，為了使電極與套管內(nèi)壁更好地接觸，工作人員首先對該油井進行洗井刮蠟，然后井下儀3擴張臂桿，使安裝在第一組臂桿371上的第一電極31、安裝在第二組臂桿372上的第二電極32、安裝在第三組臂桿373上的第三電極33和安裝在第四組臂桿374上的第四電極34推靠地接觸于套管I的內(nèi)壁上，將第一電極31、第二電極32、第三電極33和第四電極34上測量的電信號經(jīng)過放大器進行放大，并傳輸至地面的數(shù)據(jù)采集與處理裝置5，數(shù)據(jù)采集與處理裝置5對該信號進行處理，得到該油井周圍地層的電阻率。
[0004]在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
[0005]由于電極推靠套管內(nèi)壁的推靠力較小，電極與套管內(nèi)壁接觸不可靠，并且在測量油井周圍地層電阻率之前工作人員需要洗井刮蠟，操作過程復雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明實施例提供了一種測量電阻率的設(shè)備和方法。所述技術(shù)方案如下:
[0007]—方面，提供了一種測量電阻率的設(shè)備，所述設(shè)備包括:電子儀單元、頂部電極、液壓裝置、液壓油腔、參考電極、上部測量電極、中部測量電極、下部測量電極、預設(shè)數(shù)值個活塞、前置數(shù)據(jù)采集單元和底部電極；
[0008]所述電子儀單元與所述頂部電極的一端連接，所述頂部電極的另一端與所述液壓裝置的一端連接，所述液壓裝置的另一端與所述液壓油腔的一端連接，所述液壓油腔的另一端與所述前置數(shù)據(jù)采集單元的一端連接，所述前置數(shù)據(jù)采集單元的另一端與所述底部電極連接，所述液壓油腔為空心結(jié)構(gòu)，且所述液壓油腔上開有預設(shè)數(shù)值個孔，所述預設(shè)數(shù)值個活塞分別安裝在所述液壓油腔的預設(shè)數(shù)值個孔上，所述參考電極、所述上部測量電極、所述中部測量電極和所述下部測量電極分別安裝在所述活塞上。
[0009]其中，所述電子儀單元包括:第一采集電路、第二采集電路、第一數(shù)字信號處理DSP芯片、第二 DSP芯片、第一控制器局域網(wǎng)CAN接口、第二 CAN接口和晶振；
[0010]所述第一采集電路與所述第一 DSP芯片連接，所述第一 DSP芯片與所述第一 CAN接口連接，所述第二采集電路與所述第二 DSP芯片連接，所述第二 DSP芯片與所述第二 CAN接口連接，所述晶振與所述第一 DSP芯片和所述第二 DSP芯片分別連接。
[0011]其中，所述第一采集電路包括:第一隔離放大模塊、第二隔離放大模塊、第一模擬/數(shù)字A/D轉(zhuǎn)換模塊、第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊、第一 A/D隔離模塊；
[0012]所述第一隔離放大模塊與所述第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，所述第二隔離放大模塊與所述第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，所述第一 A/D隔離模塊與所述第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊和所述第二A/D轉(zhuǎn)換模塊分別連接。
[0013]其中，所述第二采集電路包括:信號調(diào)理模塊和第三A/D轉(zhuǎn)換模塊；
[0014]所述信號調(diào)理模塊與所述第三A/D轉(zhuǎn)換模塊連接。
[0015]進一步地，所述電子儀單元還包括:溫度傳感器和發(fā)射取樣電路；
[0016]所述溫度傳感器與所述信號調(diào)理模塊連接，所述發(fā)射取樣電路與所述第二隔離放大模塊連接。
[0017]其中，所述液壓裝置包括:壓力傳感器、推靠傳感器、直流電機、電磁閥、彈簧和注塞栗;
[0018]所述壓力傳感器和所述推靠傳感器分別與所述信號調(diào)理模塊連接；
[0019]所述直流電機與所述電磁閥和所述注塞泵分別連接，所述彈簧與所述注塞泵連接。
[0020]其中，所述前置數(shù)據(jù)采集單元包括:第一差分放大模塊、第二差分放大模塊、第四A/D轉(zhuǎn)換模塊、第五A/D轉(zhuǎn)換模塊、基準電壓模塊、第二 A/D隔離模塊、直流/直流DC/DC隔離電源、第三DSP芯片和第三CAN接口；
[0021]所述第一差分放大模塊與所述第四A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，所述第二差分放大模塊與所述第五A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，所述基準電壓模塊與所述第四A/D轉(zhuǎn)換模塊和所述第五A/D轉(zhuǎn)換模塊分別連接，所述第二 A/D隔離模塊分別與所述第四A/D轉(zhuǎn)換模塊、所述第五A/D轉(zhuǎn)換模塊和所述第三DSP芯片連接，所述DC/DC隔離電源與所述第二 A/D隔離模塊和所述第三DSP芯片分別連接，所述第三DSP芯片與所述第三CAN接口連接。
[0022]進一步地,所述設(shè)備還包括:遙測單元；
[0023]所述遙測單元至少包括通用類型系統(tǒng)CTS接口，所述CTS接口與所述第二 DSP芯片連接。
[0024]另一方面，提供了一種測量電阻率的方法，所述方法包括:
[0025]控制液壓裝置向液壓油腔中注入液壓油，使安裝在所述液壓油腔上的活塞向外分開，將安裝在所述活塞上的參考電極、上部測量電極、中部測量電極和下部測量電極作用與套管內(nèi)壁；
[0026]根據(jù)所述參考電極、所述上部測量電極、所述中部測量電極和所述下部測量電極測量的信號，計算油井周圍地層的電阻率。
[0027]其中，電子儀單元包括發(fā)射取樣電路；
[0028]相應(yīng)地，所述根據(jù)所述參考電極、所述上部測量電極、所述中部測量電極和所述下部測量電極測量的信號，計算油井周圍地層的電阻率，包括:
[0029]對所述發(fā)射取樣電路取樣得到第一發(fā)射取樣電流和所述上部測量電極、所述中部測量電極和所述下部測量電極測量的信號電子儀單元對輸入的信號進行數(shù)字檢波處理，得到第一處理信號；
[0030]對所述發(fā)射取樣電路取樣得到的第二發(fā)射取樣電流和所述上部測量電極、所述中部測量電極和所述下部測量電極測量的信號電子儀單元對輸入的信號進行數(shù)字檢波處理，得到第二處理信號；
[0031]根據(jù)所述第一處理信號和所述第二處理信號，計算油井周圍地層的電阻率。
[0032]在本發(fā)明實施例中，控制液壓裝置向液壓油腔中注入液壓油，在液壓油腔中液壓油的動力作用下，驅(qū)動預設(shè)數(shù)值個活塞同時反向分開，將安裝在活塞上的參考電極、上部測量電極、中部測量電極和下部測量電極作用于套管內(nèi)壁，根據(jù)參考電極、上部測量電極、中部測量電極和下部測量電極測量套管外地層的電信號，計算油井周圍地層的電阻率。由于液壓油作用于套管內(nèi)壁的液壓力較大，使電極與套管內(nèi)壁可以很好地接觸，測量前不需工作人員進行洗井刮蠟，操作簡單。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0034]圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的一種測量電阻率的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2是本發(fā)明實施例一提供的一種測量電阻率的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖3是本發(fā)明實施例一提供的數(shù)據(jù)采集與處理的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4是本發(fā)明實施例二提供的一種測量電阻率的方法流程圖。

【具體實施方式】
[0038]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。
[0039]實施例一
[0040]本發(fā)明實施例提供了一種測量電阻率的設(shè)備，參見圖2，該設(shè)備包括:電子儀單元
2、頂部電極3、液壓裝置4、液壓油腔5、參考電極6、上部測量電極7、中部測量電極8、下部測量電極9、預設(shè)數(shù)值個活塞10、前置數(shù)據(jù)采集單元11和底部電極12 ；
[0041]電子儀單元2與頂部電極3的一端連接，頂部電極3的另一端與液壓裝置4的一端連接，液壓裝置4的另一端與液壓油腔5的一端連接，液壓油腔5的另一端與前置數(shù)據(jù)采集單元11的一端連接，前置數(shù)據(jù)采集單元11的另一端與底部電極12連接，液壓油腔5為空心結(jié)構(gòu)，且液壓油腔5上開有預設(shè)數(shù)值個孔，預設(shè)數(shù)值個活塞10分別安裝在該液壓油腔5的預設(shè)數(shù)值個孔上，參考電極6、上部測量電極7、中部測量電極8和下部測量電極9分別安裝在活塞10上。
[0042]其中，電子儀單元2用于對CAN (Controller Area Network控制器局部網(wǎng))總線傳輸?shù)男畔⑦M行數(shù)字信號處理，頂部電極3用于大電流測井發(fā)射和刻度發(fā)射，液壓裝置4用于向液壓油腔5中輸入液壓油或抽取液壓油，參考電極6用于測量油井周圍地層的參考電壓信號，上部測量電極7、中部測量電極8和下部測量電極9用于測量套管外地層的電信號，前置數(shù)據(jù)采集單元11用于處理上部測量電極7、中部測量電極8和下部測量電極9上的電信號，底部電極12用于大電流測井發(fā)射和刻度發(fā)射。
[0043]其中，當測量油井周圍地層電阻率時，液壓裝置4將液壓油注入到液壓油腔中，在液壓油的動力作用下，將安裝在液壓油腔5上的活塞10向外分開，使安裝在活塞10上的參考電極6、上部測量電極7、中部測量電極8和下部測量電極9與套管內(nèi)壁接觸，從而測量套管外地層的電信號；參考電極6測得的電信號輸入到電子儀單元，上部測量電極7、中部測量電極8和下部測量電極9測得的電信號輸入到前置數(shù)據(jù)采集單元11，前置數(shù)據(jù)采集單元11對輸入的電信號進行處理，并輸入到電子儀單元2，電子儀單元2對前置數(shù)據(jù)采集單元11輸入的信號和參考電極6輸入的電信號進行數(shù)字信號處理。
[0044]其中，在本實施例中包括四組活塞10，活塞10為一個四層金屬銅套筒復合結(jié)構(gòu)，參考電極6安裝在第一組活塞上，上部測量電極7安裝在第二組活塞上，中部測量電極8安裝在第三組活塞上，下部測量電極9安裝在第四組活塞上，且每組活塞位于液壓油腔5軸線的兩側(cè)對稱分布，當液壓油腔5中注入液壓油時，在液壓油的動力作用下，驅(qū)動活塞體同時反向分開，活塞體上固定的電極作用于套管內(nèi)壁的液壓力不小于150牛頓，測量來自套管外地層電信號，每組電極包含兩個活塞電極探針，接觸電阻小于0.5歐姆，四層金屬銅套筒復合活塞結(jié)構(gòu)，層間設(shè)有包氟密封圈，以減小伸縮缸的伸縮阻力。
[0045]其中，如圖3所示，電子儀單元2包括第一采集電路、第二采集電路、第一 DSP(Digital Signal Processing數(shù)字信號處理)芯片、第二 DSP芯片、第一 CAN接口、第二 CAN接口和晶振；
[0046]第一采集電路與第一 DSP芯片連接，第一 DSP芯片與第一 CAN接口連接，第二采集電路與第二 DSP芯片連接，第二 DSP芯片與第二 CAN接口連接，晶振與第一 DSP芯片和第二DSP芯片分別連接。
[0047]其中，第一采集電路的輸出信號輸入到第一 DSP芯片，第一 DSP芯片對第一采集電路的輸出信號進行處理，并將該信號輸入到第一 CAN接口，第一 CAN接口連接到CAN總線上，通過CAN總線將通過第一 DSP芯片處理的信號輸入到第二 DSP芯片；第二采集電路的輸出信號輸入到第二 DSP芯片，第二 DSP芯片對經(jīng)第一 DSP芯片處理的信號和第二采集電路的輸出信號進行數(shù)字信號處理，晶振為第一 DSP芯片和第二 DSP芯片提供時鐘電源，驅(qū)動第一 DSP芯片和第二 DSP芯片正常工作。
[0048]參見圖3，第一采集電路包括:第一隔離放大模塊、第二隔離放大模塊、第一 A/D(Analog/Digital模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換模塊、第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊和第一 A/D隔離模塊；
[0049]第一隔離放大模塊與第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊相連，第二隔離放大模塊與第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊相連，第一 A/D隔離模塊與第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊和第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊分別連接。
[0050]其中，將參考電極6測量的參考電壓輸入到第一隔離放大模塊,第一隔離放大模塊對該參考電壓進行隔離放大，并將隔離放大后的參考電壓輸入到第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊，第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊將第一隔離放大模塊輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將該參考電壓的數(shù)字信號輸入到第一 a/d隔離模塊；將發(fā)射取樣電路輸出的發(fā)射電流輸入到第二隔離放大模塊，第二隔離放大模塊對該發(fā)射電流進行隔離放大，并將隔離放大后的發(fā)射電流輸入到第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊，第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊將第二隔離放大模塊輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將該發(fā)射電流的數(shù)字信號輸入到第一 A/D隔離模塊；第一 A/D隔離模塊對參考電壓的數(shù)字信號和發(fā)射電流的數(shù)字信號進行隔離。
[0051 ] 其中，第一 A/D隔離模塊和第一 DSP芯片連接，通過第一 A/D隔離模塊隔離的信號輸入到第一 DSP芯片,第一 DSP芯片對輸入的信號進行數(shù)字相敏檢波。
[0052]參見圖3，第二采集電路包括:信號調(diào)理模塊和第三A/D轉(zhuǎn)換模塊；
[0053]信號調(diào)理模塊與第三A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，第三A/D轉(zhuǎn)換模塊與第二 DSP芯片連接。
[0054]其中，將信號調(diào)理模塊輸出的信號輸入到第三A/D轉(zhuǎn)換模塊，第三A/D轉(zhuǎn)換模塊將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號輸入到第二DSP芯片，第二DSP芯片對輸入的信號進行數(shù)據(jù)組織、命令控制和狀態(tài)參數(shù)的檢測。
[0055]其中，頂部電極3和底部電極12均為一個菱形的彈簧片，且頂部電極3和底部電極12的最大寬度等于油井套管內(nèi)壁的最大直徑。
[0056]其中，不同地層油井套管的內(nèi)壁直徑可能不相同，將頂部電極3和底部電極12設(shè)計為一個菱形的彈簧片，當該設(shè)備位于油井套管內(nèi)壁直徑最大的位置處時，該頂部電極3和底部電極12剛好和油井套管內(nèi)壁接觸，當該設(shè)備位于油井套管內(nèi)壁直徑較小的位置處時，菱形彈簧片的頂部電極3和底部電極12進行收縮，如此，不管將該設(shè)備放置于油井中的任何位置，都可以使該頂部電極3和底部電極12與油井套管內(nèi)壁很好的接觸。
[0057]進一步地，電子儀單元2還包括:溫度傳感器和發(fā)射取樣電路；
[0058]溫度傳感器與信號調(diào)理模塊連接，發(fā)射取樣電路與第二隔離放大模塊連接。
[0059]其中，溫度傳感器用于測量電子儀單元的溫度，并將測量的溫度輸入到信號調(diào)理模塊，發(fā)射取樣電路用于對頂部電極和底部電極發(fā)射的信號進行采樣，得到發(fā)射電流。
[0060]其中，位于地面的發(fā)射電路通過頂部電極3或底部電極12發(fā)射電信號，位于電子儀單元2的發(fā)射取樣電路對該發(fā)射電信號進行取樣，得到發(fā)射電流，并將該發(fā)射電流輸入到第二隔離放大模塊。
[0061]其中，液壓裝置4包括:壓力傳感器、推靠傳感器、直流電機、電磁閥、彈簧和注塞栗;
[0062]直流電機與電磁閥和注塞泵分別連接，彈簧與注塞泵連接，壓力傳感器和推靠傳感器分別與信號調(diào)理模塊連接。
[0063]其中，壓力傳感器用于測量液壓油腔5中的壓力，并將測量的壓力輸入到信號調(diào)理模塊；推靠傳感器用于測量活塞10對套管內(nèi)壁的推靠力，并將該推靠力輸入到信號調(diào)理模塊。
[0064]其中，當直流電機正轉(zhuǎn)時，打開電磁閥，彈簧向下伸張，將液壓裝置4中的液壓油通過注塞泵注入到液壓油腔5中；當直流電機反轉(zhuǎn)時，彈簧收縮，通過注塞泵將液壓油腔5中的液壓油抽到液壓裝置4中。
[0065]其中，前置數(shù)據(jù)采集單元11包括:第一差分放大模塊、第二差分放大模塊、第四A/D轉(zhuǎn)換模塊、第五A/D轉(zhuǎn)換模塊、基準電壓模塊、第二 A/D隔離模塊、DC/DC隔離電源、第三DSP芯片和第三CAN接口 ；
[0066]第一差分放大模塊與第四A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，第二差分放大模塊與第五A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，基準電壓模塊與第四A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，以及基準電壓模塊與第五A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，第二 A/D隔離模塊分別與第四A/D轉(zhuǎn)換模塊、第五A/D轉(zhuǎn)換模塊和第三DSP芯片連接，DC/DC隔離電源與第二 A/D隔離模塊和第三DSP芯片分別連接，第三DSP芯片與第三CAN接口連接。
[0067]其中，將上部測量電極7測量的信號和中部測量電極8測量的信號輸入到第一差分放大模塊進行放大，將經(jīng)過第一差分放大模塊放大的信號輸入到第四A/D轉(zhuǎn)換模塊，第四A/D轉(zhuǎn)換模塊將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號輸入到第二 A/D隔離模塊；將中部測量電極8和下部測量電極9測量的兩路信號輸入到第二差分放大模塊進行放大，將經(jīng)過第二差分放大模塊放大的信號輸入到第五A/D轉(zhuǎn)換模塊，第五A/D轉(zhuǎn)換模塊將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號輸入到第二 A/D隔離模塊；第二 A/D隔離模塊將第四A/D轉(zhuǎn)換模塊和第五A/D轉(zhuǎn)換模塊輸入的數(shù)字信號進行隔離，并將隔離信號輸入到第三DSP芯片，第三DSP芯片對輸入的數(shù)字信號進行數(shù)字相敏檢波處理，并將處理后的信號輸入到第三CAN接口，第三CAN接口將通過第三DSP芯片進行處理的信號輸入到CAN總線，并通過CAN總線將該信號輸入到第二 DSP芯片中。
[0068]其中，DC/DC隔離電源用于對第二 A/D隔離模塊和第三DSP芯片提供隔離電源，以減少道間干擾，提高對第一差分放大模塊輸入的信號和第二差分放大模塊輸入的信號的檢測精度。
[0069]其中，上部測量電極7、中部測量電極8和下部測量電極9測量的電信號非常微弱，將前置數(shù)據(jù)采集單元11設(shè)置在下部測量電極9的下方，使上部測量電極7、中部測量電極8和下部測量電極9測量的電信號近距離地輸入到前置數(shù)據(jù)采集單元11，減小了輸入線的長度帶來的干擾，提高了測量的信噪比。
[0070]其中，本發(fā)明實施例中的A/D轉(zhuǎn)換模塊采用的是24為的A/D轉(zhuǎn)換器。
[0071]進一步地，參見圖3，該設(shè)備還包括:遙測單元I ;
[0072]遙測單元I至少包括CTS (Common Type System通用類型系統(tǒng))接口，CTS接口與第二 DSP芯片連接。
[0073]其中，遙測單元I用于傳輸井下DTB總線上的測井信號，第二 DSP芯片將處理后的信號輸入到遙測單元1，進而傳輸?shù)降孛?，地面的裝置對該信號進行處理，進而得到油井周圍地層剩余油的飽和度。
[0074]其中，當?shù)孛娴陌l(fā)射電路通過頂部電極3發(fā)射一次電信號后，電子儀單元2中的發(fā)射取樣電路對該發(fā)射信號進行取樣，得到第一發(fā)射取樣電流，電子儀單元2對第一發(fā)射取樣電流、參考電壓和上部測量電極7、中部測量電極8和下部測量電極9測量的信號進行數(shù)字檢波處理，得到第一處理信號。當?shù)孛娴陌l(fā)射電路通過底部電極12發(fā)射一次電信號后，電子儀單元2中的發(fā)射取樣電路對該發(fā)射信號進行取樣，得到第二發(fā)射取樣電流，電子儀單元2對第二發(fā)射取樣電流、參考電壓和上部測量電極7、中部測量電極8和下部測量電極9測量的信號進行數(shù)字檢波處理，得到第二處理信號。通過CTS接口 11將第一處理信號和第二處理信號送到地面，地面上的裝置根據(jù)第一處理信號和第二處理信號，計算油井周圍地層的電阻率。
[0075]在本發(fā)明實施例中，控制液壓裝置向液壓油腔中注入液壓油，在液壓油腔中液壓油的動力作用下，驅(qū)動預設(shè)數(shù)值個活塞同時反向分開，將安裝在活塞上的參考電極、上部測量電極、中部測量電極和下部測量電極作用于套管內(nèi)壁，根據(jù)參考電極、上部測量電極、中部測量電極和下部測量電極測量套管外地層的電信號，計算油井周圍地層的電阻率。由于液壓油作用于套管內(nèi)壁的液壓力較大，使電極與套管內(nèi)壁可以很好地接觸，測量前不需工作人員進行洗井刮蠟，操作簡單。
[0076]實施例二
[0077]本發(fā)明實施例提供了一種測量電阻率的方法，該方法可以根據(jù)上述圖2和圖3所述設(shè)備來測量電阻率，參見圖4，該方法包括:
[0078]步驟101:控制液壓裝置向液壓油腔中注入液壓油，使安裝在液壓油腔上的活塞向外分開，將安裝在活塞上的參考電極、上部測量電極、中部測量電極和下部測量電極作用與套管內(nèi)壁；
[0079]步驟102:根據(jù)參考電極、上部測量電極、中部測量電極和下部測量電極測量的信號，計算油井周圍地層的電阻率。
[0080]其中，電子儀單元包括發(fā)射取樣電路；
[0081]相應(yīng)地，上述步驟102可以具體為:
[0082]對發(fā)射取樣電路取樣得到第一發(fā)射取樣電流和上部測量電極、中部測量電極和下部測量電極測量的信號電子儀單元對輸入的信號進行數(shù)字檢波處理，得到第一處理信號；
[0083]對發(fā)射取樣電路取樣得到的第二發(fā)射取樣電流和上部測量電極、中部測量電極和下部測量電極測量的信號電子儀單元對輸入的信號進行數(shù)字檢波處理，得到第二處理信號;
[0084]根據(jù)第一處理信號和第二處理信號，計算油井周圍地層的電阻率。
[0085]在本發(fā)明實施例中，控制液壓裝置向液壓油腔中注入液壓油，在液壓油腔中液壓油的動力作用下，驅(qū)動預設(shè)數(shù)值個活塞同時反向分開，將安裝在活塞上的參考電極、上部測量電極、中部測量電極和下部測量電極作用于套管內(nèi)壁，根據(jù)參考電極、上部測量電極、中部測量電極和下部測量電極測量套管外地層的電信號，計算油井周圍地層的電阻率。由于液壓油作用于套管內(nèi)壁的液壓力較大，使電極與套管內(nèi)壁可以很好地接觸，測量前不需工作人員進行洗井刮蠟，操作簡單。
[0086]上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。
[0087]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中，上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。
[0088]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種測量電阻率的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括:電子儀單元、頂部電極、液壓裝置、液壓油腔、參考電極、上部測量電極、中部測量電極、下部測量電極、預設(shè)數(shù)值個活塞、前置數(shù)據(jù)采集單元和底部電極； 所述電子儀單元與所述頂部電極的一端連接，所述頂部電極的另一端與所述液壓裝置的一端連接，所述液壓裝置的另一端與所述液壓油腔的一端連接，所述液壓油腔的另一端與所述前置數(shù)據(jù)采集單元的一端連接，所述前置數(shù)據(jù)采集單元的另一端與所述底部電極連接，所述液壓油腔為空心結(jié)構(gòu)，且所述液壓油腔上開有預設(shè)數(shù)值個孔，所述預設(shè)數(shù)值個活塞分別安裝在所述液壓油腔的預設(shè)數(shù)值個孔上，所述參考電極、所述上部測量電極、所述中部測量電極和所述下部測量電極分別安裝在所述活塞上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述電子儀單元包括:第一采集電路、第二采集電路、第一數(shù)字信號處理DSP芯片、第二 DSP芯片、第一控制器局域網(wǎng)CAN接口、第二CAN接口和晶振； 所述第一采集電路與所述第一 DSP芯片連接，所述第一 DSP芯片與所述第一 CAN接口連接，所述第二采集電路與所述第二 DSP芯片連接，所述第二 DSP芯片與所述第二 CAN接口連接，所述晶振與所述第一 DSP芯片和所述第二 DSP芯片分別連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一采集電路包括:第一隔離放大模塊、第二隔離放大模塊、第一模擬/數(shù)字A/D轉(zhuǎn)換模塊、第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊、第一 A/D隔離模塊； 所述第一隔離放大模塊與所述第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，所述第二隔離放大模塊與所述第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，所述第一 A/D隔離模塊與所述第一 A/D轉(zhuǎn)換模塊和所述第二 A/D轉(zhuǎn)換模塊分別連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述第二采集電路包括:信號調(diào)理模塊和第三A/D轉(zhuǎn)換模塊； 所述信號調(diào)理模塊與所述第三A/D轉(zhuǎn)換模塊連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述電子儀單元還包括:溫度傳感器和發(fā)射取樣電路； 所述溫度傳感器與所述信號調(diào)理模塊連接，所述發(fā)射取樣電路與所述第二隔離放大模塊連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述液壓裝置包括:壓力傳感器、推靠傳感器、直流電機、電磁閥、彈簧和注塞泵； 所述壓力傳感器和所述推靠傳感器分別與所述信號調(diào)理模塊連接； 所述直流電機與所述電磁閥和所述注塞泵分別連接，所述彈簧與所述注塞泵連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述前置數(shù)據(jù)采集單元包括:第一差分放大模塊、第二差分放大模塊、第四A/D轉(zhuǎn)換模塊、第五A/D轉(zhuǎn)換模塊、基準電壓模塊、第二 A/D隔離模塊、直流/直流DC/DC隔離電源、第三DSP芯片和第三CAN接口； 所述第一差分放大模塊與所述第四A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，所述第二差分放大模塊與所述第五A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，所述基準電壓模塊與所述第四A/D轉(zhuǎn)換模塊和所述第五A/D轉(zhuǎn)換模塊分別連接，所述第二 A/D隔離模塊分別與所述第四A/D轉(zhuǎn)換模塊、所述第五A/D轉(zhuǎn)換模塊和所述第三DSP芯片連接，所述DC/DC隔離電源與所述第二 A/D隔離模塊和所述第三DSP芯片分別連接，所述第三DSP芯片與所述第三CAN接口連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括:遙測單元； 所述遙測單元至少包括通用類型系統(tǒng)CTS接口，所述CTS接口與所述第二 DSP芯片連接。
9.一種通過權(quán)利要求1至8任一權(quán)利要求所述的設(shè)備測量電阻率的方法，其特征在于，所述方法包括: 控制液壓裝置向液壓油腔中注入液壓油，使安裝在所述液壓油腔上的活塞向外分開，將安裝在所述活塞上的參考電極、上部測量電極、中部測量電極和下部測量電極作用與套管內(nèi)壁； 根據(jù)所述參考電極、所述上部測量電極、所述中部測量電極和所述下部測量電極測量的信號，計算油井周圍地層的電阻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，電子儀單元包括發(fā)射取樣電路； 相應(yīng)地，所述根據(jù)所述參考電極、所述上部測量電極、所述中部測量電極和所述下部測量電極測量的信號，計算油井周圍地層的電阻率，包括: 對所述發(fā)射取樣電路取樣得到第一發(fā)射取樣電流和所述上部測量電極、所述中部測量電極和所述下部測量電極測量的信號電子儀單元對輸入的信號進行數(shù)字檢波處理，得到第一處理信號； 對所述發(fā)射取樣電路取樣得到的第二發(fā)射取樣電流和所述上部測量電極、所述中部測量電極和所述下部測量電極測量的信號電子儀單元對輸入的信號進行數(shù)字檢波處理，得到第二處理信號； 根據(jù)所述第一處理信號和所述第二處理信號，計算油井周圍地層的電阻率。
【文檔編號】E21B49/00GK104141489SQ201310172677
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月10日
【發(fā)明者】包德洲, 劉杰, 程希, 吳金云, 李妙俠, 彭慧芹, 李科, 安慰東, 王青艷 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團測井有限公司