井間電磁測(cè)井發(fā)射系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及井間電磁測(cè)井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種井間電磁測(cè)井發(fā)射系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]油藏勘探研究的重要技術(shù)手段一一井間電磁測(cè)井技術(shù)，是當(dāng)代地球物理應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的重要前沿，也是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的重大研究課題。用于研究井間油藏的構(gòu)造形態(tài)、儲(chǔ)層展布和裂縫的發(fā)育方向；描述油富集區(qū)及井間的流體分布;監(jiān)測(cè)油田的開發(fā)動(dòng)態(tài)，指示水驅(qū)、蒸汽驅(qū)和聚合物驅(qū)的波及前沿和方向，分析井間剩余油分布。從而可大幅度提高油田滾動(dòng)勘探和開發(fā)調(diào)整中鉆探尚效井的成功率，達(dá)到優(yōu)化開發(fā)方案和提尚最終米收率的目的。
[0003]井間電磁測(cè)井技術(shù)是在單井電磁測(cè)井技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的測(cè)井方法，它是對(duì)井間的電阻率分布進(jìn)行測(cè)量。它將發(fā)射裝置置于一口井中，采用1Hz?1kHz的頻率向地層發(fā)射電磁場(chǎng)，而將接收裝置置于另一口或多口鄰近的井中接收經(jīng)地層傳播過來的電磁場(chǎng)，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行反演，得到反映井間油藏構(gòu)造和油、氣、水分布的二維乃至三維的電阻率(或電導(dǎo)率)分布，從而以較高的精度和分辨率實(shí)現(xiàn)對(duì)井間地層巖石的導(dǎo)電特性的直接測(cè)量和描述。
[0004]由于發(fā)射裝置和接收裝置可以貼近要探測(cè)的井段或目的層，井間電磁測(cè)井技術(shù)具有針對(duì)性強(qiáng)優(yōu)點(diǎn)，其測(cè)量結(jié)果與其它地球物理方法相比，具有較高的精度和分辯地層能力，因而使其具有很大的應(yīng)用價(jià)值，是研究井間地質(zhì)構(gòu)造、流體分布極為有效的、必不可少的地球物理方法。同時(shí)，由于它的橫向探測(cè)方式和特點(diǎn)，使測(cè)井從根本上改變以往測(cè)井技術(shù)橫向探測(cè)能力不足的弱點(diǎn)，并能有效解決“井孔”與“井間”所采集到的信息類型和信息量極不平衡的問題，從而能加深人們對(duì)井間地下地質(zhì)情況的認(rèn)識(shí)和了解，提高油藏描述的精度，提高油田鉆探高效井的成功率。
[0005]鑒于此，如何提供一種可以任意設(shè)置發(fā)射頻率，增減發(fā)射電壓和電流、大幅提高測(cè)井平面的寬度和分辨率的井間電磁測(cè)井發(fā)射系統(tǒng)成為目前需要解決的技術(shù)問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種井間電磁測(cè)井發(fā)射系統(tǒng)，可為測(cè)井技術(shù)提供一個(gè)頻率任意設(shè)置且大范圍可調(diào)、發(fā)射電壓電流受控的大功率電磁激勵(lì)源，并通過發(fā)射線圈產(chǎn)生強(qiáng)度受控的電磁場(chǎng)。本實(shí)用新型具有可以任意設(shè)置發(fā)射頻率，增減發(fā)射電壓和發(fā)射電流大小等優(yōu)點(diǎn)，能夠大幅提高測(cè)井技術(shù)的測(cè)井平面的寬度和分辨率。
[0007]第一方面，本實(shí)用新型提供一種井間電磁測(cè)井發(fā)射系統(tǒng)，包括:井下發(fā)射裝置；
[0008]所述井下發(fā)射裝置，包括:全橋直流變換器、發(fā)射橋、發(fā)射線圈、電壓檢測(cè)電路、電流檢測(cè)電路和控制電路；
[0009]所述全橋直流變換器與所述發(fā)射橋及所述電壓檢測(cè)電路分別連接，所述發(fā)射橋與所述發(fā)射線圈及所述電流檢測(cè)電路分別連接，所述控制電路與所述電壓檢測(cè)電路及所述電流檢測(cè)電路分別連接，所述控制電路還與所述全橋直流變換器的驅(qū)動(dòng)端口及所述發(fā)射橋的驅(qū)動(dòng)端口分別連接；
[0010]其中，所述全橋直流變換器將第一直流電轉(zhuǎn)換為第二直流電；所述發(fā)射橋?qū)⑺龅诙绷麟娹D(zhuǎn)換發(fā)射為雙極性矩形波電磁激勵(lì)信號(hào);所述發(fā)射線圈根據(jù)所述雙極性矩形波電磁激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生電磁場(chǎng);所述電壓檢測(cè)電路和所述電流檢測(cè)電路分別檢測(cè)所述發(fā)射橋的實(shí)時(shí)輸入電壓值和輸出電流值并發(fā)送給所述控制電路;所述控制電路還獲取所述發(fā)射橋的預(yù)設(shè)輸入電壓值和輸出電流值，根據(jù)所述發(fā)射橋的預(yù)設(shè)輸入電壓值和輸出電流值以及所述發(fā)射橋的實(shí)時(shí)輸入電壓值和輸出電流值，調(diào)整所述全橋直流變換器的占空比，以控制所述全橋直流變換器的輸出電壓和電流大小，所述全橋直流變換器輸出電壓和電流為所述發(fā)射橋的發(fā)射電壓和電流;所述控制電路還獲取預(yù)設(shè)的發(fā)射橋發(fā)射頻率值，根據(jù)所述預(yù)設(shè)的發(fā)射橋發(fā)射頻率值，調(diào)節(jié)所述發(fā)射橋的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而控制所述發(fā)射橋的發(fā)射頻率。
[0011]可選地，所述全橋直流變換器，包括:H型逆變橋、降壓變壓器、全波整流電路和LC濾波電路；
[0012]所述降壓變壓器與所述H型逆變橋、所述全波整流電路分別連接，所述全波整流電路與所述LC濾波電路連接，所述LC濾波電路與所述發(fā)射橋、所述電壓檢測(cè)電路分別連接；
[0013]其中，所述H型逆變橋?qū)⒌谝恢绷麟娹D(zhuǎn)換為單相高頻交流電，再依次對(duì)所述單相高頻交流電通過降壓變壓器進(jìn)行降壓、通過所述全波整流電路進(jìn)行整流和通過所述LC濾波電路進(jìn)行濾波，以獲得第二直流電。
[0014]可選地，所述控制電路，包括:DSP電路、FPGA電路、GPS時(shí)鐘接收電路、PffM驅(qū)動(dòng)電路以及發(fā)射橋驅(qū)動(dòng)電路；
[0015]所述DSP電路與所述電壓檢測(cè)電路、所述電流檢測(cè)電路、所述FPGA電路和所述GPS時(shí)鐘接收電路分別連接，所述FPGA電路通過所述發(fā)射橋驅(qū)動(dòng)電路與所述發(fā)射橋的驅(qū)動(dòng)端口連接，所述DSP電路還通過所述PWM驅(qū)動(dòng)電路與所述全橋直流變換器中的H型逆變橋的驅(qū)動(dòng)端口連接；
[0016]其中，所述DSP電路獲取所述發(fā)射橋的預(yù)設(shè)輸入電壓值和輸出電流值，接收所述電壓檢測(cè)電路和所述電流檢測(cè)電路發(fā)送的所述發(fā)射橋的實(shí)時(shí)輸入電壓值和輸出電流值，根據(jù)所述發(fā)射橋的預(yù)設(shè)輸入電壓值和輸出電流值以及所述發(fā)射橋的實(shí)時(shí)輸入電壓值和輸出電流值，通過預(yù)設(shè)比例積分微分PID算法，計(jì)算得到所述全橋直流變換器中的所述H型逆變橋的導(dǎo)通占空比，并利用所述HVM驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生與所述導(dǎo)通占空比相應(yīng)的脈沖寬度調(diào)制PWM波，驅(qū)動(dòng)所述全橋直流變換器中的所述H型逆變橋逆變輸出，控制所述全橋直流變換器的輸出電壓值和輸出電流值的大?。?br>[0017]所述DSP電路通過所述GPS時(shí)鐘接收電路接收由GPS天線發(fā)送的GPS時(shí)鐘同步信號(hào)，并對(duì)所述GPS時(shí)鐘同步信號(hào)進(jìn)行處理;所述FPGA電路根據(jù)所述DSP電路的處理結(jié)果產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，控制所述發(fā)射橋驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)所述發(fā)射橋?qū)崟r(shí)同步發(fā)射雙極性矩形波電磁激勵(lì)信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)所述發(fā)射線圈產(chǎn)生同步電磁場(chǎng)，保證所述井間電磁測(cè)井發(fā)射系統(tǒng)和井間電磁測(cè)井接收系統(tǒng)的時(shí)鐘同步。
[0018]可選地，所述系統(tǒng)還包括:井上發(fā)電裝置和地面監(jiān)控平臺(tái)；
[0019]所述地面監(jiān)控平臺(tái)和所述井上發(fā)電裝置均與所述井下發(fā)射裝置連接；
[0020]其中，所述井上發(fā)電裝置，為所述井下發(fā)射裝置提供第一直流電；
[0021 ] 所述地面監(jiān)控平臺(tái)，包括:井上監(jiān)控平臺(tái)；
[0022]其中，所述井上監(jiān)控平臺(tái)向所述井下發(fā)射裝置中所述控制電路發(fā)送指令，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述發(fā)射橋的發(fā)射電壓值、發(fā)射電流值和發(fā)射頻率的控制;所述井下發(fā)射裝置中所述控制電路將所述發(fā)射橋的實(shí)時(shí)發(fā)射電壓值、發(fā)射電流值和發(fā)射頻率發(fā)送給所述井上監(jiān)控平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述發(fā)射橋發(fā)射狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視。
[0023]可選地，所述井上發(fā)電裝置，包括:井上發(fā)電機(jī)組和三相整流橋電路；
[0024]所述井上發(fā)電機(jī)組與所述三相整流橋電路連接，所述三相整流橋電路與所述全橋直流變換器連接；
[0025]其中，所述井上發(fā)電機(jī)組提供的三相工頻交流電經(jīng)過所述三相整流橋電路整流濾波后，獲得第一直流電。
[0026]可選地，所述三相整流橋電路，包括:三相整流橋和濾波電容，所述濾波電容并聯(lián)在所述三相整流橋輸出端。
[0027]可選地，所述三相整流橋電路通過直流電纜與所述全橋直流變換器連接。
[0028]可選地，所述井下發(fā)射裝置，還包括:與所述控制電路連接的第一直流載波通訊轉(zhuǎn)化器；
[0029]相應(yīng)地，所述地面監(jiān)控平臺(tái)，還包括:與所述井上監(jiān)控平臺(tái)連接的第二直流載波通訊轉(zhuǎn)化器；
[0030]所述第一直流載波通訊轉(zhuǎn)化器與所述第二直流載波通訊轉(zhuǎn)化器連接；
[0031]其中，所述控制電路依次通過所述第一直流載波通訊轉(zhuǎn)換器的數(shù)模轉(zhuǎn)換、所述第二直流載波通訊轉(zhuǎn)換器的模數(shù)轉(zhuǎn)換后，將所述發(fā)射橋的實(shí)時(shí)狀態(tài)發(fā)送給所述井上監(jiān)控平臺(tái)，所述實(shí)時(shí)狀態(tài)的狀態(tài)量包括:發(fā)射電壓值、發(fā)射電流值和發(fā)射頻率;所述井上監(jiān)控平臺(tái)的指令依次通過所述第二直流載波通訊轉(zhuǎn)換器的數(shù)模轉(zhuǎn)換、所述第一直流載波通訊轉(zhuǎn)換器的模數(shù)轉(zhuǎn)換后發(fā)送給所述控制電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)所述發(fā)射橋控制，該控制的控制量包括:輸入電壓值、輸出電流值、發(fā)射頻率、發(fā)射時(shí)刻和發(fā)射時(shí)長(zhǎng)。
[0032]可選地，所述第一直流載波通訊轉(zhuǎn)化器通過直流電纜與所述第二直流載波通訊轉(zhuǎn)化器連接，不需要額外單獨(dú)的通訊線纜。