一種用于探測地層復電阻率的多頻探測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及地球物理測井儀器科學技術領域，特別涉及一種用于探測地層復電阻率的多頻探測裝置。
【背景技術】
[0002]根據(jù)長期的巖石物理性質實驗研究發(fā)現(xiàn)，巖石的電學參數(shù)(如電阻率、介電常數(shù))存在頻散現(xiàn)象，其頻散參數(shù)與巖石的含水飽和度有很好的對應關系，而且這兩個電學參數(shù)的復數(shù)包含有豐富的巖石信息，可用來更好油氣的探測，區(qū)分油水層。
[0003]在現(xiàn)有的探測儀器中，電法測井儀器大多數(shù)采用單一頻率的電信號對地層信息進行采集，復電阻率測井僅采用高低兩個頻點進行測量，陣列感應測井采用8種不同的頻率也僅僅是為了配合多種探測深度而設計的，頻率低且?guī)捳?，不能激發(fā)巖石的頻散現(xiàn)象，探測到的地層信息少且準確性低，斯倫貝謝多頻介電掃描成像測井儀(Dielectric Scanner)也只利用了電阻率的實部信息，而無法對復電阻率參數(shù)進行準確的測量，從而難以獲得巖石電阻率頻散曲線，進而難以預測巖石的飽和度。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。
[0005]為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種用于探測地層復電阻率的多頻探測裝置，該裝置可以使主探測電流聚焦在目標地層，采集到精確的探測電壓和電流信號，從而計算得到目標地層的復電阻率頻譜。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明實施例提出的用于探測地層復電阻率的多頻探測裝置，包括:屏蔽電極;主探測電極;兩個監(jiān)督電極，設置在所述屏蔽電極和所述主探測電極之間，用于獲取所述屏蔽電極與所述主探測電極之間的電位差；信號發(fā)生電路，用于產生探測所需的預設探測頻率的方波信號;主動屏蔽電路，與所述信號發(fā)生電路相連，用于根據(jù)所述方波信號生成屏蔽信號，輸出到所述屏蔽電極;主探測電路，分別與所述信號發(fā)生電路和監(jiān)督電極相連，用于根據(jù)所述監(jiān)督電極的電位差和所述方波信號生成與所述屏蔽信號同頻同相位的探測信號，輸出到所述主探測電極；電壓電流采集電路，用于檢測所述監(jiān)督電極的電位，以及檢測所述主探測電極中的電流，得到探測電壓信號和探測電流信號的幅度與相位信息;數(shù)字處理電路，與所述電壓電流采集電路相連，用于對所述電壓信號和所述電流信號進行波形分析和處理，計算得到地層的復電阻率頻譜。
[0007]可選的，監(jiān)督電極包括第一監(jiān)督電極和第二監(jiān)督電極，所述第一監(jiān)督電極靠近主探測電極，所述第二監(jiān)督電極靠近所述屏蔽電極，交流轉直流電路將第一監(jiān)督電極與第二監(jiān)督電極之間的電位差轉換為直流信號以控制所述探測信號的幅度;所述主動屏蔽電路包括差分放大器、第一調制放大電路、第一低通濾波器、第一幅度控制電路和第一恒流源電路;所述主探測電路包括平衡監(jiān)督電路、第二調制放大電路、第二低通濾波器、第二幅度控制電路和第二恒流源電路;其中，所述第一低通濾波器與第二低通濾波器具有相同的相頻特性，所述第一恒流源電路與第二恒流源電路相同；所述平衡監(jiān)督電路與所述第一監(jiān)督電極和第二監(jiān)督電極相連，用于檢測兩個監(jiān)督電極之間的電壓，經過交直流轉換得到所述第二調制放大電路的幅度調制信號;所述第二調制放大電路用于根據(jù)所述幅度調制信號對所述方波信號進行調制。
[0008]可選的，所述電壓電流采集電路包括電壓采集器、與電壓采集器相連的第一帶通濾波器、電流采集器和與電流采集器相連的第二帶通濾波器，所述第一帶通濾波器與第二帶通濾波器具有相同的幅頻與相頻特性。
[0009]可選的，所述主動屏蔽電路、主探測電路中的恒流源電路、濾波器與調制放大電路具有相同的相頻特性。
[0010]可選的，所述第一恒流源電路與第二恒流源電路為輸出電壓24V?48V、帶寬8MHz以上及輸出電流1A以上的功率輸出。
[0011]可選的，所述數(shù)字處理電路中包括前級調理電路，混頻電路，模數(shù)轉換電路，所述前級調理電路、混頻電路和模數(shù)轉換電路均為雙通道電路，且兩通道的幅頻與相頻特性一致。
[0012]可選的，所述數(shù)字處理電路中包括前級調理電路，混頻電路，模數(shù)轉換電路，所述混頻電路用于使用預設頻率的本振信號對所述探測電壓信號和探測電流信號降頻，所述前級調理電路，混頻電路和模數(shù)轉換電路均為雙通道電路，且其兩通道的幅頻與相頻特性高度一致。
[0013]可選的，所述探測信號是頻率范圍為1kHz?500kHz的正弦波信號。
[0014]通過本發(fā)明裝置的實施例，可以利用屏蔽電流將主探測電流聚焦在目標地層，使測得到探測電壓和探測電流更準確，通過對探測電壓和探測電流的波形進行采集處理得到探測電壓與探測電流的幅度比和相位差，從而得到目標地層的復電阻率，同時還可以在較寬的頻帶內使用多個頻率的探測信號對目標深度的地層進行探測，求得目標地層的復電阻率頻譜，進而更加準確的評估地層的含水飽和度等重要信息。
[0015]為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術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，對于本領域普通技術人員來講，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。
[0017]圖1是本發(fā)明一實施例提出的用于探測地層復電阻率的多頻探測裝置的結構示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明一個具體實施例的用于探測地層復電阻率的多頻探測裝置的電路結構示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明一個實施例的調制放大電路的示意圖；
[0020]圖4是本發(fā)明一個實施例的信號發(fā)生電路的示意圖；
[0021 ]圖5是本發(fā)明一個實施例的儀表放大器的電路不意圖；
[0022]圖6是本發(fā)明一個實施例的功率放大電路的不意圖；
[0023]圖7是本發(fā)明一個實施例采用的KRC低通濾波器的電路原理示意圖；
[0024]圖8是本發(fā)明一個實施例的數(shù)字處理電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0026]下面參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明實施例的用于探測地層復電阻率的多頻探測裝置。
[0027]本發(fā)明的實施例采用具有線圈系的探測器對地層進行探測，線圈系包括接收線圈和發(fā)射線圈，在利用探測器對目標深度的地層進行探測的過程中，首先采用發(fā)射線圈向目標深度的地層發(fā)射某一頻率或某幾個頻率的探測信號，所發(fā)射的探測信號穿過所述目標深度的地層，受到所穿過地層的影響，發(fā)生幅度和相位等的變化。當這些信號再次反射到接收線圈時，這些信號對應的矢量電位和矢量電流等參數(shù)就可以被測量到。
[0028]圖1是本發(fā)明一實施例提出的用于探測地層復電阻率的多頻探測裝置的結構示意圖，如圖1所示，該裝置包括:
[0029]屏蔽電極A;主探測電極A0;參考電極N(圖中未示出)；監(jiān)督電極Ml和Ml’設置在所述屏蔽電極和所述主探測電極之間，用于獲取所述屏蔽電極與所述主探測電極之間的電壓。在實際探測中，各電極套在探測芯棒上，由上到下依次為1六、11’、11)0^0的下方還可以對稱地設置另一組屏蔽電極和監(jiān)督電極，本實施例中僅針對其中上側的部分進行介紹，涉及到的技術內容可以類推適用于對稱的另一半電極。參考電極N視為距離主探測電極A0無限遠，作為所有信號的接收回路。
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