一种测量电阻率的设备和方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310172677.9

申请日:

2013.05.10

公开号:

CN104141489A

公开日:

2014.11.12

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):E21B 49/00申请日:20130510|||公开

IPC分类号:

E21B49/00

主分类号:

E21B49/00

申请人:

中国石油天然气集团公司; 中国石油集团测井有限公司

发明人:

包德洲; 刘杰; 程希; 吴金云; 李妙侠; 彭慧芹; 李科; 安慰东; 王青艳

地址:

100007 北京市东城区东直门北大街9号

优先权:

专利代理机构:

北京三高永信知识产权代理有限责任公司 11138

代理人:

江崇玉

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内容摘要

本发明公开了一种测量电阻率的设备和方法,属于石油测井领域。该设备包括:电子仪单元、顶部电极、液压装置、液压油腔、参考电极、上部测量电极、中部测量电极、下部测量电极、预设数值个活塞、前置数据采集单元和底部电极;电子仪单元与顶部电极的一端连接,顶部电极的另一端与液压装置的一端连接,液压装置的另一端与液压油腔的一端连接,液压油腔的另一端与前置数据采集单元的一端连接,前置数据采集单元的另一端与底部电极连接,液压油腔为空心结构,且液压油腔上开有预设数值个孔,预设数值个活塞分别安装在液压油腔的预设数值个孔上,参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极分别安装在活塞上。本发明使电极与套管很好地接触。

权利要求书

1.  一种测量电阻率的设备,其特征在于,所述设备包括:电子仪单元、顶部电极、液压装置、液压油腔、参考电极、上部测量电极、中部测量电极、下部测量电极、预设数值个活塞、前置数据采集单元和底部电极;
所述电子仪单元与所述顶部电极的一端连接,所述顶部电极的另一端与所述液压装置的一端连接,所述液压装置的另一端与所述液压油腔的一端连接,所述液压油腔的另一端与所述前置数据采集单元的一端连接,所述前置数据采集单元的另一端与所述底部电极连接,所述液压油腔为空心结构,且所述液压油腔上开有预设数值个孔,所述预设数值个活塞分别安装在所述液压油腔的预设数值个孔上,所述参考电极、所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极分别安装在所述活塞上。

2.
  根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述电子仪单元包括:第一采集电路、第二采集电路、第一数字信号处理DSP芯片、第二DSP芯片、第一控制器局域网CAN接口、第二CAN接口和晶振;
所述第一采集电路与所述第一DSP芯片连接,所述第一DSP芯片与所述第一CAN接口连接,所述第二采集电路与所述第二DSP芯片连接,所述第二DSP芯片与所述第二CAN接口连接,所述晶振与所述第一DSP芯片和所述第二DSP芯片分别连接。

3.
  根据权利要求2所述的设备,其特征在于,所述第一采集电路包括:第一隔离放大模块、第二隔离放大模块、第一模拟/数字A/D转换模块、第二A/D转换模块、第一A/D隔离模块;
所述第一隔离放大模块与所述第一A/D转换模块连接,所述第二隔离放大模块与所述第二A/D转换模块连接,所述第一A/D隔离模块与所述第一A/D转换模块和所述第二A/D转换模块分别连接。

4.
  根据权利要求2所述的设备,其特征在于,所述第二采集电路包括:信号调理模块和第三A/D转换模块;
所述信号调理模块与所述第三A/D转换模块连接。

5.
  根据权利要求4所述的设备,其特征在于,所述电子仪单元还包括:温度传感器和发射取样电路;
所述温度传感器与所述信号调理模块连接,所述发射取样电路与所述第二隔离放大模块连接。

6.
  根据权利要求4所述的设备,其特征在于,所述液压装置包括:压力传感器、推靠传感器、直流电机、电磁阀、弹簧和注塞泵;
所述压力传感器和所述推靠传感器分别与所述信号调理模块连接;
所述直流电机与所述电磁阀和所述注塞泵分别连接,所述弹簧与所述注塞泵连接。

7.
  根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述前置数据采集单元包括:第一差分放大模块、第二差分放大模块、第四A/D转换模块、第五A/D转换模块、基准电压模块、第二A/D隔离模块、直流/直流DC/DC隔离电源、第三DSP芯片和第三CAN接口;
所述第一差分放大模块与所述第四A/D转换模块连接,所述第二差分放大模块与所述第五A/D转换模块连接,所述基准电压模块与所述第四A/D转换模块和所述第五A/D转换模块分别连接,所述第二A/D隔离模块分别与所述第四A/D转换模块、所述第五A/D转换模块和所述第三DSP芯片连接,所述DC/DC隔离电源与所述第二A/D隔离模块和所述第三DSP芯片分别连接,所述第三DSP芯片与所述第三CAN接口连接。

8.
  根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述设备还包括:遥测单元;
所述遥测单元至少包括通用类型系统CTS接口,所述CTS接口与所述第二DSP芯片连接。

9.
  一种通过权利要求1至8任一权利要求所述的设备测量电阻率的方法,其特征在于,所述方法包括:
控制液压装置向液压油腔中注入液压油,使安装在所述液压油腔上的活塞向外分开,将安装在所述活塞上的参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极作用与套管内壁;
根据所述参考电极、所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极测量的信号,计算油井周围地层的电阻率。

10.
  根据权利要求9所述的方法,其特征在于,电子仪单元包括发射取样电路;
相应地,所述根据所述参考电极、所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极测量的信号,计算油井周围地层的电阻率,包括:
对所述发射取样电路取样得到第一发射取样电流和所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极测量的信号电子仪单元对输入的信号进行数字检波处理,得到第一处理信号;
对所述发射取样电路取样得到的第二发射取样电流和所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极测量的信号电子仪单元对输入的信号进行数字检波处理,得到第二处理信号;
根据所述第一处理信号和所述第二处理信号,计算油井周围地层的电阻率。

说明书

一种测量电阻率的设备和方法
技术领域
本发明涉及石油测井领域,特别涉及一种测量电阻率的设备和方法。
背景技术
在油田开发过程中,对安装有金属套管的油井周围的地层进行电阻率测量,根据测得的电阻率获取该油井周围地层剩余油的含油饱和度;根据该油井剩余油的含油饱和度,优化油井开采方案,可以提高油田采油开发中的采收率。
目前存在一种测量电阻率的设备,如图1所示配装有金属套管1的油井孔眼2中,该设备包括:井下仪3、电缆4和数据采集与处理装置5,电缆4的一端连接数据采集与处理装置5,另一端连接井下仪3,通过井下仪3测量该油井周围不同地层的电阻率。其中,井下仪3包括:第一电极31、第二电极32、第三电极33、第四电极34、顶部电极35、底部电极36、四组臂杆、绝缘连接器38和中心轴39。每组臂杆包括2个臂杆,顶部电极35与第一组臂杆371之间安装有绝缘连接器38,四组臂杆均匀分布在中心轴上,且第一组臂杆371上安装有第一电极31,第二组臂杆372上安装有第二电极32,第三组臂杆373上安装有第三电极33,第四组臂杆374上安装有第四电极34。当测量油井周围地层的电阻率时,为了使电极与套管内壁更好地接触,工作人员首先对该油井进行洗井刮蜡,然后井下仪3扩张臂杆,使安装在第一组臂杆371上的第一电极31、安装在第二组臂杆372上的第二电极32、安装在第三组臂杆373上的第三电极33和安装在第四组臂杆374上的第四电极34推靠地接触于套管1的内壁上,将第一电极31、第二电极32、第三电极33和第四电极34上测量的电信号经过放大器进行放大,并传输至地面的数据采集与处理装置5,数据采集与处理装置5对该信号进行处理,得到该油井周围地层的电阻率。
在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题:
由于电极推靠套管内壁的推靠力较小,电极与套管内壁接触不可靠,并且在测量油井周围地层电阻率之前工作人员需要洗井刮蜡,操作过程复杂。
发明内容
为了解决现有技术的问题,本发明实施例提供了一种测量电阻率的设备和方法。所述技术方案如下:
一方面,提供了一种测量电阻率的设备,所述设备包括:电子仪单元、顶部电极、液压装置、液压油腔、参考电极、上部测量电极、中部测量电极、下部测量电极、预设数值个活塞、前置数据采集单元和底部电极;
所述电子仪单元与所述顶部电极的一端连接,所述顶部电极的另一端与所述液压装置的一端连接,所述液压装置的另一端与所述液压油腔的一端连接,所述液压油腔的另一端与所述前置数据采集单元的一端连接,所述前置数据采集单元的另一端与所述底部电极连接,所述液压油腔为空心结构,且所述液压油腔上开有预设数值个孔,所述预设数值个活塞分别安装在所述液压油腔的预设数值个孔上,所述参考电极、所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极分别安装在所述活塞上。
其中,所述电子仪单元包括:第一采集电路、第二采集电路、第一数字信号处理DSP芯片、第二DSP芯片、第一控制器局域网CAN接口、第二CAN接口和晶振;
所述第一采集电路与所述第一DSP芯片连接,所述第一DSP芯片与所述第一CAN接口连接,所述第二采集电路与所述第二DSP芯片连接,所述第二DSP芯片与所述第二CAN接口连接,所述晶振与所述第一DSP芯片和所述第二DSP芯片分别连接。
其中,所述第一采集电路包括:第一隔离放大模块、第二隔离放大模块、第一模拟/数字A/D转换模块、第二A/D转换模块、第一A/D隔离模块;
所述第一隔离放大模块与所述第一A/D转换模块连接,所述第二隔离放大模块与所述第二A/D转换模块连接,所述第一A/D隔离模块与所述第一A/D转换模块和所述第二A/D转换模块分别连接。
其中,所述第二采集电路包括:信号调理模块和第三A/D转换模块;
所述信号调理模块与所述第三A/D转换模块连接。
进一步地,所述电子仪单元还包括:温度传感器和发射取样电路;
所述温度传感器与所述信号调理模块连接,所述发射取样电路与所述第二 隔离放大模块连接。
其中,所述液压装置包括:压力传感器、推靠传感器、直流电机、电磁阀、弹簧和注塞泵;
所述压力传感器和所述推靠传感器分别与所述信号调理模块连接;
所述直流电机与所述电磁阀和所述注塞泵分别连接,所述弹簧与所述注塞泵连接。
其中,所述前置数据采集单元包括:第一差分放大模块、第二差分放大模块、第四A/D转换模块、第五A/D转换模块、基准电压模块、第二A/D隔离模块、直流/直流DC/DC隔离电源、第三DSP芯片和第三CAN接口;
所述第一差分放大模块与所述第四A/D转换模块连接,所述第二差分放大模块与所述第五A/D转换模块连接,所述基准电压模块与所述第四A/D转换模块和所述第五A/D转换模块分别连接,所述第二A/D隔离模块分别与所述第四A/D转换模块、所述第五A/D转换模块和所述第三DSP芯片连接,所述DC/DC隔离电源与所述第二A/D隔离模块和所述第三DSP芯片分别连接,所述第三DSP芯片与所述第三CAN接口连接。
进一步地,所述设备还包括:遥测单元;
所述遥测单元至少包括通用类型系统CTS接口,所述CTS接口与所述第二DSP芯片连接。
另一方面,提供了一种测量电阻率的方法,所述方法包括:
控制液压装置向液压油腔中注入液压油,使安装在所述液压油腔上的活塞向外分开,将安装在所述活塞上的参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极作用与套管内壁;
根据所述参考电极、所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极测量的信号,计算油井周围地层的电阻率。
其中,电子仪单元包括发射取样电路;
相应地,所述根据所述参考电极、所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极测量的信号,计算油井周围地层的电阻率,包括:
对所述发射取样电路取样得到第一发射取样电流和所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极测量的信号电子仪单元对输入的信号进行 数字检波处理,得到第一处理信号;
对所述发射取样电路取样得到的第二发射取样电流和所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极测量的信号电子仪单元对输入的信号进行数字检波处理,得到第二处理信号;
根据所述第一处理信号和所述第二处理信号,计算油井周围地层的电阻率。
在本发明实施例中,控制液压装置向液压油腔中注入液压油,在液压油腔中液压油的动力作用下,驱动预设数值个活塞同时反向分开,将安装在活塞上的参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极作用于套管内壁,根据参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极测量套管外地层的电信号,计算油井周围地层的电阻率。由于液压油作用于套管内壁的液压力较大,使电极与套管内壁可以很好地接触,测量前不需工作人员进行洗井刮蜡,操作简单。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术提供的一种测量电阻率的设备结构示意图;
图2是本发明实施例一提供的一种测量电阻率的设备结构示意图;
图3是本发明实施例一提供的数据采集与处理的电路结构示意图;
图4是本发明实施例二提供的一种测量电阻率的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
本发明实施例提供了一种测量电阻率的设备,参见图2,该设备包括:电子仪单元2、顶部电极3、液压装置4、液压油腔5、参考电极6、上部测量电极7、中部测量电极8、下部测量电极9、预设数值个活塞10、前置数据采集单元11 和底部电极12;
电子仪单元2与顶部电极3的一端连接,顶部电极3的另一端与液压装置4的一端连接,液压装置4的另一端与液压油腔5的一端连接,液压油腔5的另一端与前置数据采集单元11的一端连接,前置数据采集单元11的另一端与底部电极12连接,液压油腔5为空心结构,且液压油腔5上开有预设数值个孔,预设数值个活塞10分别安装在该液压油腔5的预设数值个孔上,参考电极6、上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9分别安装在活塞10上。
其中,电子仪单元2用于对CAN(Controller Area Network控制器局部网)总线传输的信息进行数字信号处理,顶部电极3用于大电流测井发射和刻度发射,液压装置4用于向液压油腔5中输入液压油或抽取液压油,参考电极6用于测量油井周围地层的参考电压信号,上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9用于测量套管外地层的电信号,前置数据采集单元11用于处理上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9上的电信号,底部电极12用于大电流测井发射和刻度发射。
其中,当测量油井周围地层电阻率时,液压装置4将液压油注入到液压油腔中,在液压油的动力作用下,将安装在液压油腔5上的活塞10向外分开,使安装在活塞10上的参考电极6、上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9与套管内壁接触,从而测量套管外地层的电信号;参考电极6测得的电信号输入到电子仪单元,上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9测得的电信号输入到前置数据采集单元11,前置数据采集单元11对输入的电信号进行处理,并输入到电子仪单元2,电子仪单元2对前置数据采集单元11输入的信号和参考电极6输入的电信号进行数字信号处理。
其中,在本实施例中包括四组活塞10,活塞10为一个四层金属铜套筒复合结构,参考电极6安装在第一组活塞上,上部测量电极7安装在第二组活塞上,中部测量电极8安装在第三组活塞上,下部测量电极9安装在第四组活塞上,且每组活塞位于液压油腔5轴线的两侧对称分布,当液压油腔5中注入液压油时,在液压油的动力作用下,驱动活塞体同时反向分开,活塞体上固定的电极作用于套管内壁的液压力不小于150牛顿,测量来自套管外地层电信号,每组电极包含两个活塞电极探针,接触电阻小于0.5欧姆,四层金属铜套筒复合活塞结构,层间设有包氟密封圈,以减小伸缩缸的伸缩阻力。
其中,如图3所示,电子仪单元2包括第一采集电路、第二采集电路、第一DSP(Digital Signal Processing数字信号处理)芯片、第二DSP芯片、第一CAN接口、第二CAN接口和晶振;
第一采集电路与第一DSP芯片连接,第一DSP芯片与第一CAN接口连接,第二采集电路与第二DSP芯片连接,第二DSP芯片与第二CAN接口连接,晶振与第一DSP芯片和第二DSP芯片分别连接。
其中,第一采集电路的输出信号输入到第一DSP芯片,第一DSP芯片对第一采集电路的输出信号进行处理,并将该信号输入到第一CAN接口,第一CAN接口连接到CAN总线上,通过CAN总线将通过第一DSP芯片处理的信号输入到第二DSP芯片;第二采集电路的输出信号输入到第二DSP芯片,第二DSP芯片对经第一DSP芯片处理的信号和第二采集电路的输出信号进行数字信号处理,晶振为第一DSP芯片和第二DSP芯片提供时钟电源,驱动第一DSP芯片和第二DSP芯片正常工作。
参见图3,第一采集电路包括:第一隔离放大模块、第二隔离放大模块、第一A/D(Analog/Digital模拟/数字)转换模块、第二A/D转换模块和第一A/D隔离模块;
第一隔离放大模块与第一A/D转换模块相连,第二隔离放大模块与第二A/D转换模块相连,第一A/D隔离模块与第一A/D转换模块和第二A/D转换模块分别连接。
其中,将参考电极6测量的参考电压输入到第一隔离放大模块,第一隔离放大模块对该参考电压进行隔离放大,并将隔离放大后的参考电压输入到第一A/D转换模块,第一A/D转换模块将第一隔离放大模块输出的模拟信号转换为数字信号,并将该参考电压的数字信号输入到第一A/D隔离模块;将发射取样电路输出的发射电流输入到第二隔离放大模块,第二隔离放大模块对该发射电流进行隔离放大,并将隔离放大后的发射电流输入到第二A/D转换模块,第二A/D转换模块将第二隔离放大模块输出的模拟信号转换为数字信号,并将该发射电流的数字信号输入到第一A/D隔离模块;第一A/D隔离模块对参考电压的数字信号和发射电流的数字信号进行隔离。
其中,第一A/D隔离模块和第一DSP芯片连接,通过第一A/D隔离模块隔离的信号输入到第一DSP芯片,第一DSP芯片对输入的信号进行数字相敏检波。
参见图3,第二采集电路包括:信号调理模块和第三A/D转换模块;
信号调理模块与第三A/D转换模块连接,第三A/D转换模块与第二DSP芯片连接。
其中,将信号调理模块输出的信号输入到第三A/D转换模块,第三A/D转换模块将输入的模拟信号转换为数字信号,并将转换后的数字信号输入到第二DSP芯片,第二DSP芯片对输入的信号进行数据组织、命令控制和状态参数的检测。
其中,顶部电极3和底部电极12均为一个菱形的弹簧片,且顶部电极3和底部电极12的最大宽度等于油井套管内壁的最大直径。
其中,不同地层油井套管的内壁直径可能不相同,将顶部电极3和底部电极12设计为一个菱形的弹簧片,当该设备位于油井套管内壁直径最大的位置处时,该顶部电极3和底部电极12刚好和油井套管内壁接触,当该设备位于油井套管内壁直径较小的位置处时,菱形弹簧片的顶部电极3和底部电极12进行收缩,如此,不管将该设备放置于油井中的任何位置,都可以使该顶部电极3和底部电极12与油井套管内壁很好的接触。
进一步地,电子仪单元2还包括:温度传感器和发射取样电路;
温度传感器与信号调理模块连接,发射取样电路与第二隔离放大模块连接。
其中,温度传感器用于测量电子仪单元的温度,并将测量的温度输入到信号调理模块,发射取样电路用于对顶部电极和底部电极发射的信号进行采样,得到发射电流。
其中,位于地面的发射电路通过顶部电极3或底部电极12发射电信号,位于电子仪单元2的发射取样电路对该发射电信号进行取样,得到发射电流,并将该发射电流输入到第二隔离放大模块。
其中,液压装置4包括:压力传感器、推靠传感器、直流电机、电磁阀、弹簧和注塞泵;
直流电机与电磁阀和注塞泵分别连接,弹簧与注塞泵连接,压力传感器和推靠传感器分别与信号调理模块连接。
其中,压力传感器用于测量液压油腔5中的压力,并将测量的压力输入到信号调理模块;推靠传感器用于测量活塞10对套管内壁的推靠力,并将该推靠力输入到信号调理模块。
其中,当直流电机正转时,打开电磁阀,弹簧向下伸张,将液压装置4中的液压油通过注塞泵注入到液压油腔5中;当直流电机反转时,弹簧收缩,通过注塞泵将液压油腔5中的液压油抽到液压装置4中。
其中,前置数据采集单元11包括:第一差分放大模块、第二差分放大模块、第四A/D转换模块、第五A/D转换模块、基准电压模块、第二A/D隔离模块、DC/DC隔离电源、第三DSP芯片和第三CAN接口;
第一差分放大模块与第四A/D转换模块连接,第二差分放大模块与第五A/D转换模块连接,基准电压模块与第四A/D转换模块连接,以及基准电压模块与第五A/D转换模块连接,第二A/D隔离模块分别与第四A/D转换模块、第五A/D转换模块和第三DSP芯片连接,DC/DC隔离电源与第二A/D隔离模块和第三DSP芯片分别连接,第三DSP芯片与第三CAN接口连接。
其中,将上部测量电极7测量的信号和中部测量电极8测量的信号输入到第一差分放大模块进行放大,将经过第一差分放大模块放大的信号输入到第四A/D转换模块,第四A/D转换模块将输入的模拟信号转换为数字信号,并将该数字信号输入到第二A/D隔离模块;将中部测量电极8和下部测量电极9测量的两路信号输入到第二差分放大模块进行放大,将经过第二差分放大模块放大的信号输入到第五A/D转换模块,第五A/D转换模块将输入的模拟信号转换为数字信号,并将该数字信号输入到第二A/D隔离模块;第二A/D隔离模块将第四A/D转换模块和第五A/D转换模块输入的数字信号进行隔离,并将隔离信号输入到第三DSP芯片,第三DSP芯片对输入的数字信号进行数字相敏检波处理,并将处理后的信号输入到第三CAN接口,第三CAN接口将通过第三DSP芯片进行处理的信号输入到CAN总线,并通过CAN总线将该信号输入到第二DSP芯片中。
其中,DC/DC隔离电源用于对第二A/D隔离模块和第三DSP芯片提供隔离电源,以减少道间干扰,提高对第一差分放大模块输入的信号和第二差分放大模块输入的信号的检测精度。
其中,上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9测量的电信号非常微弱,将前置数据采集单元11设置在下部测量电极9的下方,使上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9测量的电信号近距离地输入到前置数据采集单元11,减小了输入线的长度带来的干扰,提高了测量的信噪比。
其中,本发明实施例中的A/D转换模块采用的是24为的A/D转换器。
进一步地,参见图3,该设备还包括:遥测单元1;
遥测单元1至少包括CTS(Common Type System通用类型系统)接口,CTS接口与第二DSP芯片连接。
其中,遥测单元1用于传输井下DTB总线上的测井信号,第二DSP芯片将处理后的信号输入到遥测单元1,进而传输到地面,地面的装置对该信号进行处理,进而得到油井周围地层剩余油的饱和度。
其中,当地面的发射电路通过顶部电极3发射一次电信号后,电子仪单元2中的发射取样电路对该发射信号进行取样,得到第一发射取样电流,电子仪单元2对第一发射取样电流、参考电压和上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9测量的信号进行数字检波处理,得到第一处理信号。当地面的发射电路通过底部电极12发射一次电信号后,电子仪单元2中的发射取样电路对该发射信号进行取样,得到第二发射取样电流,电子仪单元2对第二发射取样电流、参考电压和上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9测量的信号进行数字检波处理,得到第二处理信号。通过CTS接口11将第一处理信号和第二处理信号送到地面,地面上的装置根据第一处理信号和第二处理信号,计算油井周围地层的电阻率。
在本发明实施例中,控制液压装置向液压油腔中注入液压油,在液压油腔中液压油的动力作用下,驱动预设数值个活塞同时反向分开,将安装在活塞上的参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极作用于套管内壁,根据参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极测量套管外地层的电信号,计算油井周围地层的电阻率。由于液压油作用于套管内壁的液压力较大,使电极与套管内壁可以很好地接触,测量前不需工作人员进行洗井刮蜡,操作简单。
实施例二
本发明实施例提供了一种测量电阻率的方法,该方法可以根据上述图2和图3所述设备来测量电阻率,参见图4,该方法包括:
步骤101:控制液压装置向液压油腔中注入液压油,使安装在液压油腔上的活塞向外分开,将安装在活塞上的参考电极、上部测量电极、中部测量电极和 下部测量电极作用与套管内壁;
步骤102:根据参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极测量的信号,计算油井周围地层的电阻率。
其中,电子仪单元包括发射取样电路;
相应地,上述步骤102可以具体为:
对发射取样电路取样得到第一发射取样电流和上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极测量的信号电子仪单元对输入的信号进行数字检波处理,得到第一处理信号;
对发射取样电路取样得到的第二发射取样电流和上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极测量的信号电子仪单元对输入的信号进行数字检波处理,得到第二处理信号;
根据第一处理信号和第二处理信号,计算油井周围地层的电阻率。
在本发明实施例中,控制液压装置向液压油腔中注入液压油,在液压油腔中液压油的动力作用下,驱动预设数值个活塞同时反向分开,将安装在活塞上的参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极作用于套管内壁,根据参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极测量套管外地层的电信号,计算油井周围地层的电阻率。由于液压油作用于套管内壁的液压力较大,使电极与套管内壁可以很好地接触,测量前不需工作人员进行洗井刮蜡,操作简单。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
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1、10申请公布号CN104141489A43申请公布日20141112CN104141489A21申请号201310172677922申请日20130510E21B49/0020060171申请人中国石油天然气集团公司地址100007北京市东城区东直门北大街9号申请人中国石油集团测井有限公司72发明人包德洲刘杰程希吴金云李妙侠彭慧芹李科安慰东王青艳74专利代理机构北京三高永信知识产权代理有限责任公司11138代理人江崇玉54发明名称一种测量电阻率的设备和方法57摘要本发明公开了一种测量电阻率的设备和方法,属于石油测井领域。该设备包括电子仪单元、顶部电极、液压装置、液压油腔、参考电极、上部测量电极。

2、、中部测量电极、下部测量电极、预设数值个活塞、前置数据采集单元和底部电极;电子仪单元与顶部电极的一端连接,顶部电极的另一端与液压装置的一端连接,液压装置的另一端与液压油腔的一端连接,液压油腔的另一端与前置数据采集单元的一端连接,前置数据采集单元的另一端与底部电极连接,液压油腔为空心结构,且液压油腔上开有预设数值个孔,预设数值个活塞分别安装在液压油腔的预设数值个孔上,参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极分别安装在活塞上。本发明使电极与套管很好地接触。51INTCL权利要求书2页说明书7页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图2页10申请。

3、公布号CN104141489ACN104141489A1/2页21一种测量电阻率的设备,其特征在于,所述设备包括电子仪单元、顶部电极、液压装置、液压油腔、参考电极、上部测量电极、中部测量电极、下部测量电极、预设数值个活塞、前置数据采集单元和底部电极;所述电子仪单元与所述顶部电极的一端连接,所述顶部电极的另一端与所述液压装置的一端连接,所述液压装置的另一端与所述液压油腔的一端连接,所述液压油腔的另一端与所述前置数据采集单元的一端连接,所述前置数据采集单元的另一端与所述底部电极连接,所述液压油腔为空心结构,且所述液压油腔上开有预设数值个孔,所述预设数值个活塞分别安装在所述液压油腔的预设数值个孔上,。

4、所述参考电极、所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极分别安装在所述活塞上。2根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述电子仪单元包括第一采集电路、第二采集电路、第一数字信号处理DSP芯片、第二DSP芯片、第一控制器局域网CAN接口、第二CAN接口和晶振;所述第一采集电路与所述第一DSP芯片连接,所述第一DSP芯片与所述第一CAN接口连接,所述第二采集电路与所述第二DSP芯片连接,所述第二DSP芯片与所述第二CAN接口连接,所述晶振与所述第一DSP芯片和所述第二DSP芯片分别连接。3根据权利要求2所述的设备,其特征在于,所述第一采集电路包括第一隔离放大模块、第二隔离放大模块、第一模。

5、拟/数字A/D转换模块、第二A/D转换模块、第一A/D隔离模块;所述第一隔离放大模块与所述第一A/D转换模块连接,所述第二隔离放大模块与所述第二A/D转换模块连接,所述第一A/D隔离模块与所述第一A/D转换模块和所述第二A/D转换模块分别连接。4根据权利要求2所述的设备,其特征在于,所述第二采集电路包括信号调理模块和第三A/D转换模块;所述信号调理模块与所述第三A/D转换模块连接。5根据权利要求4所述的设备,其特征在于,所述电子仪单元还包括温度传感器和发射取样电路;所述温度传感器与所述信号调理模块连接,所述发射取样电路与所述第二隔离放大模块连接。6根据权利要求4所述的设备,其特征在于,所述液压。

6、装置包括压力传感器、推靠传感器、直流电机、电磁阀、弹簧和注塞泵;所述压力传感器和所述推靠传感器分别与所述信号调理模块连接;所述直流电机与所述电磁阀和所述注塞泵分别连接,所述弹簧与所述注塞泵连接。7根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述前置数据采集单元包括第一差分放大模块、第二差分放大模块、第四A/D转换模块、第五A/D转换模块、基准电压模块、第二A/D隔离模块、直流/直流DC/DC隔离电源、第三DSP芯片和第三CAN接口;所述第一差分放大模块与所述第四A/D转换模块连接,所述第二差分放大模块与所述第五A/D转换模块连接,所述基准电压模块与所述第四A/D转换模块和所述第五A/D转换模块分别连。

7、接,所述第二A/D隔离模块分别与所述第四A/D转换模块、所述第五A/D转换模块和所述第三DSP芯片连接,所述DC/DC隔离电源与所述第二A/D隔离模块和所述第三DSP权利要求书CN104141489A2/2页3芯片分别连接,所述第三DSP芯片与所述第三CAN接口连接。8根据权利要求1所述的设备,其特征在于,所述设备还包括遥测单元;所述遥测单元至少包括通用类型系统CTS接口,所述CTS接口与所述第二DSP芯片连接。9一种通过权利要求1至8任一权利要求所述的设备测量电阻率的方法,其特征在于,所述方法包括控制液压装置向液压油腔中注入液压油,使安装在所述液压油腔上的活塞向外分开,将安装在所述活塞上的参。

8、考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极作用与套管内壁;根据所述参考电极、所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极测量的信号,计算油井周围地层的电阻率。10根据权利要求9所述的方法,其特征在于,电子仪单元包括发射取样电路;相应地,所述根据所述参考电极、所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极测量的信号,计算油井周围地层的电阻率,包括对所述发射取样电路取样得到第一发射取样电流和所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极测量的信号电子仪单元对输入的信号进行数字检波处理,得到第一处理信号;对所述发射取样电路取样得到的第二发射取样电流和所述上部测量电极、所述中。

9、部测量电极和所述下部测量电极测量的信号电子仪单元对输入的信号进行数字检波处理,得到第二处理信号;根据所述第一处理信号和所述第二处理信号,计算油井周围地层的电阻率。权利要求书CN104141489A1/7页4一种测量电阻率的设备和方法技术领域0001本发明涉及石油测井领域,特别涉及一种测量电阻率的设备和方法。背景技术0002在油田开发过程中,对安装有金属套管的油井周围的地层进行电阻率测量,根据测得的电阻率获取该油井周围地层剩余油的含油饱和度;根据该油井剩余油的含油饱和度,优化油井开采方案,可以提高油田采油开发中的采收率。0003目前存在一种测量电阻率的设备,如图1所示配装有金属套管1的油井孔眼2。

10、中,该设备包括井下仪3、电缆4和数据采集与处理装置5,电缆4的一端连接数据采集与处理装置5,另一端连接井下仪3,通过井下仪3测量该油井周围不同地层的电阻率。其中,井下仪3包括第一电极31、第二电极32、第三电极33、第四电极34、顶部电极35、底部电极36、四组臂杆、绝缘连接器38和中心轴39。每组臂杆包括2个臂杆,顶部电极35与第一组臂杆371之间安装有绝缘连接器38,四组臂杆均匀分布在中心轴上,且第一组臂杆371上安装有第一电极31,第二组臂杆372上安装有第二电极32,第三组臂杆373上安装有第三电极33,第四组臂杆374上安装有第四电极34。当测量油井周围地层的电阻率时,为了使电极与套。

11、管内壁更好地接触,工作人员首先对该油井进行洗井刮蜡,然后井下仪3扩张臂杆,使安装在第一组臂杆371上的第一电极31、安装在第二组臂杆372上的第二电极32、安装在第三组臂杆373上的第三电极33和安装在第四组臂杆374上的第四电极34推靠地接触于套管1的内壁上,将第一电极31、第二电极32、第三电极33和第四电极34上测量的电信号经过放大器进行放大,并传输至地面的数据采集与处理装置5,数据采集与处理装置5对该信号进行处理,得到该油井周围地层的电阻率。0004在实现本发明的过程中,发明人发现现有技术至少存在以下问题0005由于电极推靠套管内壁的推靠力较小,电极与套管内壁接触不可靠,并且在测量油井。

12、周围地层电阻率之前工作人员需要洗井刮蜡,操作过程复杂。发明内容0006为了解决现有技术的问题,本发明实施例提供了一种测量电阻率的设备和方法。所述技术方案如下0007一方面,提供了一种测量电阻率的设备,所述设备包括电子仪单元、顶部电极、液压装置、液压油腔、参考电极、上部测量电极、中部测量电极、下部测量电极、预设数值个活塞、前置数据采集单元和底部电极;0008所述电子仪单元与所述顶部电极的一端连接,所述顶部电极的另一端与所述液压装置的一端连接,所述液压装置的另一端与所述液压油腔的一端连接,所述液压油腔的另一端与所述前置数据采集单元的一端连接,所述前置数据采集单元的另一端与所述底部电极连接,所述液压。

13、油腔为空心结构,且所述液压油腔上开有预设数值个孔,所述预设数值个活塞分别安装在所述液压油腔的预设数值个孔上,所述参考电极、所述上部测量电极、所述说明书CN104141489A2/7页5中部测量电极和所述下部测量电极分别安装在所述活塞上。0009其中,所述电子仪单元包括第一采集电路、第二采集电路、第一数字信号处理DSP芯片、第二DSP芯片、第一控制器局域网CAN接口、第二CAN接口和晶振;0010所述第一采集电路与所述第一DSP芯片连接,所述第一DSP芯片与所述第一CAN接口连接,所述第二采集电路与所述第二DSP芯片连接,所述第二DSP芯片与所述第二CAN接口连接,所述晶振与所述第一DSP芯片和。

14、所述第二DSP芯片分别连接。0011其中,所述第一采集电路包括第一隔离放大模块、第二隔离放大模块、第一模拟/数字A/D转换模块、第二A/D转换模块、第一A/D隔离模块;0012所述第一隔离放大模块与所述第一A/D转换模块连接,所述第二隔离放大模块与所述第二A/D转换模块连接,所述第一A/D隔离模块与所述第一A/D转换模块和所述第二A/D转换模块分别连接。0013其中,所述第二采集电路包括信号调理模块和第三A/D转换模块;0014所述信号调理模块与所述第三A/D转换模块连接。0015进一步地,所述电子仪单元还包括温度传感器和发射取样电路;0016所述温度传感器与所述信号调理模块连接,所述发射取样。

15、电路与所述第二隔离放大模块连接。0017其中,所述液压装置包括压力传感器、推靠传感器、直流电机、电磁阀、弹簧和注塞泵;0018所述压力传感器和所述推靠传感器分别与所述信号调理模块连接;0019所述直流电机与所述电磁阀和所述注塞泵分别连接,所述弹簧与所述注塞泵连接。0020其中,所述前置数据采集单元包括第一差分放大模块、第二差分放大模块、第四A/D转换模块、第五A/D转换模块、基准电压模块、第二A/D隔离模块、直流/直流DC/DC隔离电源、第三DSP芯片和第三CAN接口;0021所述第一差分放大模块与所述第四A/D转换模块连接,所述第二差分放大模块与所述第五A/D转换模块连接,所述基准电压模块与。

16、所述第四A/D转换模块和所述第五A/D转换模块分别连接,所述第二A/D隔离模块分别与所述第四A/D转换模块、所述第五A/D转换模块和所述第三DSP芯片连接,所述DC/DC隔离电源与所述第二A/D隔离模块和所述第三DSP芯片分别连接,所述第三DSP芯片与所述第三CAN接口连接。0022进一步地,所述设备还包括遥测单元;0023所述遥测单元至少包括通用类型系统CTS接口,所述CTS接口与所述第二DSP芯片连接。0024另一方面,提供了一种测量电阻率的方法,所述方法包括0025控制液压装置向液压油腔中注入液压油,使安装在所述液压油腔上的活塞向外分开,将安装在所述活塞上的参考电极、上部测量电极、中部测。

17、量电极和下部测量电极作用与套管内壁;0026根据所述参考电极、所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极测量的信号,计算油井周围地层的电阻率。0027其中,电子仪单元包括发射取样电路;说明书CN104141489A3/7页60028相应地,所述根据所述参考电极、所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极测量的信号,计算油井周围地层的电阻率,包括0029对所述发射取样电路取样得到第一发射取样电流和所述上部测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极测量的信号电子仪单元对输入的信号进行数字检波处理,得到第一处理信号;0030对所述发射取样电路取样得到的第二发射取样电流和所述上部。

18、测量电极、所述中部测量电极和所述下部测量电极测量的信号电子仪单元对输入的信号进行数字检波处理,得到第二处理信号;0031根据所述第一处理信号和所述第二处理信号,计算油井周围地层的电阻率。0032在本发明实施例中,控制液压装置向液压油腔中注入液压油,在液压油腔中液压油的动力作用下,驱动预设数值个活塞同时反向分开,将安装在活塞上的参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极作用于套管内壁,根据参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极测量套管外地层的电信号,计算油井周围地层的电阻率。由于液压油作用于套管内壁的液压力较大,使电极与套管内壁可以很好地接触,测量前不需工作人员进行洗井刮蜡,。

19、操作简单。附图说明0033为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。0034图1是现有技术提供的一种测量电阻率的设备结构示意图;0035图2是本发明实施例一提供的一种测量电阻率的设备结构示意图;0036图3是本发明实施例一提供的数据采集与处理的电路结构示意图;0037图4是本发明实施例二提供的一种测量电阻率的方法流程图。具体实施方式0038为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明。

20、实施方式作进一步地详细描述。0039实施例一0040本发明实施例提供了一种测量电阻率的设备,参见图2,该设备包括电子仪单元2、顶部电极3、液压装置4、液压油腔5、参考电极6、上部测量电极7、中部测量电极8、下部测量电极9、预设数值个活塞10、前置数据采集单元11和底部电极12;0041电子仪单元2与顶部电极3的一端连接,顶部电极3的另一端与液压装置4的一端连接,液压装置4的另一端与液压油腔5的一端连接,液压油腔5的另一端与前置数据采集单元11的一端连接,前置数据采集单元11的另一端与底部电极12连接,液压油腔5为空心结构,且液压油腔5上开有预设数值个孔,预设数值个活塞10分别安装在该液压油腔5。

21、的预设数值个孔上,参考电极6、上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9分别安装在活塞10上。说明书CN104141489A4/7页70042其中,电子仪单元2用于对CAN(CONTROLLERAREANETWORK控制器局部网)总线传输的信息进行数字信号处理,顶部电极3用于大电流测井发射和刻度发射,液压装置4用于向液压油腔5中输入液压油或抽取液压油,参考电极6用于测量油井周围地层的参考电压信号,上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9用于测量套管外地层的电信号,前置数据采集单元11用于处理上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9上的电信号,底部电极12用于大电流测井发射和刻度。

22、发射。0043其中,当测量油井周围地层电阻率时,液压装置4将液压油注入到液压油腔中,在液压油的动力作用下,将安装在液压油腔5上的活塞10向外分开,使安装在活塞10上的参考电极6、上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9与套管内壁接触,从而测量套管外地层的电信号;参考电极6测得的电信号输入到电子仪单元,上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9测得的电信号输入到前置数据采集单元11,前置数据采集单元11对输入的电信号进行处理,并输入到电子仪单元2,电子仪单元2对前置数据采集单元11输入的信号和参考电极6输入的电信号进行数字信号处理。0044其中,在本实施例中包括四组活塞10,活塞10为。

23、一个四层金属铜套筒复合结构,参考电极6安装在第一组活塞上,上部测量电极7安装在第二组活塞上,中部测量电极8安装在第三组活塞上,下部测量电极9安装在第四组活塞上,且每组活塞位于液压油腔5轴线的两侧对称分布,当液压油腔5中注入液压油时,在液压油的动力作用下,驱动活塞体同时反向分开,活塞体上固定的电极作用于套管内壁的液压力不小于150牛顿,测量来自套管外地层电信号,每组电极包含两个活塞电极探针,接触电阻小于05欧姆,四层金属铜套筒复合活塞结构,层间设有包氟密封圈,以减小伸缩缸的伸缩阻力。0045其中,如图3所示,电子仪单元2包括第一采集电路、第二采集电路、第一DSP(DIGITALSIGNALPRO。

24、CESSING数字信号处理)芯片、第二DSP芯片、第一CAN接口、第二CAN接口和晶振;0046第一采集电路与第一DSP芯片连接,第一DSP芯片与第一CAN接口连接,第二采集电路与第二DSP芯片连接,第二DSP芯片与第二CAN接口连接,晶振与第一DSP芯片和第二DSP芯片分别连接。0047其中,第一采集电路的输出信号输入到第一DSP芯片,第一DSP芯片对第一采集电路的输出信号进行处理,并将该信号输入到第一CAN接口,第一CAN接口连接到CAN总线上,通过CAN总线将通过第一DSP芯片处理的信号输入到第二DSP芯片;第二采集电路的输出信号输入到第二DSP芯片,第二DSP芯片对经第一DSP芯片处理。

25、的信号和第二采集电路的输出信号进行数字信号处理,晶振为第一DSP芯片和第二DSP芯片提供时钟电源,驱动第一DSP芯片和第二DSP芯片正常工作。0048参见图3,第一采集电路包括第一隔离放大模块、第二隔离放大模块、第一A/D(ANALOG/DIGITAL模拟/数字)转换模块、第二A/D转换模块和第一A/D隔离模块;0049第一隔离放大模块与第一A/D转换模块相连,第二隔离放大模块与第二A/D转换模块相连,第一A/D隔离模块与第一A/D转换模块和第二A/D转换模块分别连接。0050其中,将参考电极6测量的参考电压输入到第一隔离放大模块,第一隔离放大模块对该参考电压进行隔离放大,并将隔离放大后的参考。

26、电压输入到第一A/D转换模块,第一A/D转换模块将第一隔离放大模块输出的模拟信号转换为数字信号,并将该参考电压的说明书CN104141489A5/7页8数字信号输入到第一A/D隔离模块;将发射取样电路输出的发射电流输入到第二隔离放大模块,第二隔离放大模块对该发射电流进行隔离放大,并将隔离放大后的发射电流输入到第二A/D转换模块,第二A/D转换模块将第二隔离放大模块输出的模拟信号转换为数字信号,并将该发射电流的数字信号输入到第一A/D隔离模块;第一A/D隔离模块对参考电压的数字信号和发射电流的数字信号进行隔离。0051其中,第一A/D隔离模块和第一DSP芯片连接,通过第一A/D隔离模块隔离的信号。

27、输入到第一DSP芯片,第一DSP芯片对输入的信号进行数字相敏检波。0052参见图3,第二采集电路包括信号调理模块和第三A/D转换模块;0053信号调理模块与第三A/D转换模块连接,第三A/D转换模块与第二DSP芯片连接。0054其中,将信号调理模块输出的信号输入到第三A/D转换模块,第三A/D转换模块将输入的模拟信号转换为数字信号,并将转换后的数字信号输入到第二DSP芯片,第二DSP芯片对输入的信号进行数据组织、命令控制和状态参数的检测。0055其中,顶部电极3和底部电极12均为一个菱形的弹簧片,且顶部电极3和底部电极12的最大宽度等于油井套管内壁的最大直径。0056其中,不同地层油井套管的内。

28、壁直径可能不相同,将顶部电极3和底部电极12设计为一个菱形的弹簧片,当该设备位于油井套管内壁直径最大的位置处时,该顶部电极3和底部电极12刚好和油井套管内壁接触,当该设备位于油井套管内壁直径较小的位置处时,菱形弹簧片的顶部电极3和底部电极12进行收缩,如此,不管将该设备放置于油井中的任何位置,都可以使该顶部电极3和底部电极12与油井套管内壁很好的接触。0057进一步地,电子仪单元2还包括温度传感器和发射取样电路;0058温度传感器与信号调理模块连接,发射取样电路与第二隔离放大模块连接。0059其中,温度传感器用于测量电子仪单元的温度,并将测量的温度输入到信号调理模块,发射取样电路用于对顶部电极。

29、和底部电极发射的信号进行采样,得到发射电流。0060其中,位于地面的发射电路通过顶部电极3或底部电极12发射电信号,位于电子仪单元2的发射取样电路对该发射电信号进行取样,得到发射电流,并将该发射电流输入到第二隔离放大模块。0061其中,液压装置4包括压力传感器、推靠传感器、直流电机、电磁阀、弹簧和注塞泵;0062直流电机与电磁阀和注塞泵分别连接,弹簧与注塞泵连接,压力传感器和推靠传感器分别与信号调理模块连接。0063其中,压力传感器用于测量液压油腔5中的压力,并将测量的压力输入到信号调理模块;推靠传感器用于测量活塞10对套管内壁的推靠力,并将该推靠力输入到信号调理模块。0064其中,当直流电机。

30、正转时,打开电磁阀,弹簧向下伸张,将液压装置4中的液压油通过注塞泵注入到液压油腔5中;当直流电机反转时,弹簧收缩,通过注塞泵将液压油腔5中的液压油抽到液压装置4中。0065其中,前置数据采集单元11包括第一差分放大模块、第二差分放大模块、第四A/D转换模块、第五A/D转换模块、基准电压模块、第二A/D隔离模块、DC/DC隔离电源、第三DSP芯片和第三CAN接口;说明书CN104141489A6/7页90066第一差分放大模块与第四A/D转换模块连接,第二差分放大模块与第五A/D转换模块连接,基准电压模块与第四A/D转换模块连接,以及基准电压模块与第五A/D转换模块连接,第二A/D隔离模块分别与。

31、第四A/D转换模块、第五A/D转换模块和第三DSP芯片连接,DC/DC隔离电源与第二A/D隔离模块和第三DSP芯片分别连接,第三DSP芯片与第三CAN接口连接。0067其中,将上部测量电极7测量的信号和中部测量电极8测量的信号输入到第一差分放大模块进行放大,将经过第一差分放大模块放大的信号输入到第四A/D转换模块,第四A/D转换模块将输入的模拟信号转换为数字信号,并将该数字信号输入到第二A/D隔离模块;将中部测量电极8和下部测量电极9测量的两路信号输入到第二差分放大模块进行放大,将经过第二差分放大模块放大的信号输入到第五A/D转换模块,第五A/D转换模块将输入的模拟信号转换为数字信号,并将该数。

32、字信号输入到第二A/D隔离模块;第二A/D隔离模块将第四A/D转换模块和第五A/D转换模块输入的数字信号进行隔离,并将隔离信号输入到第三DSP芯片,第三DSP芯片对输入的数字信号进行数字相敏检波处理,并将处理后的信号输入到第三CAN接口,第三CAN接口将通过第三DSP芯片进行处理的信号输入到CAN总线,并通过CAN总线将该信号输入到第二DSP芯片中。0068其中,DC/DC隔离电源用于对第二A/D隔离模块和第三DSP芯片提供隔离电源,以减少道间干扰,提高对第一差分放大模块输入的信号和第二差分放大模块输入的信号的检测精度。0069其中,上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9测量的电信号非。

33、常微弱,将前置数据采集单元11设置在下部测量电极9的下方,使上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9测量的电信号近距离地输入到前置数据采集单元11,减小了输入线的长度带来的干扰,提高了测量的信噪比。0070其中,本发明实施例中的A/D转换模块采用的是24为的A/D转换器。0071进一步地,参见图3,该设备还包括遥测单元1;0072遥测单元1至少包括CTS(COMMONTYPESYSTEM通用类型系统)接口,CTS接口与第二DSP芯片连接。0073其中,遥测单元1用于传输井下DTB总线上的测井信号,第二DSP芯片将处理后的信号输入到遥测单元1,进而传输到地面,地面的装置对该信号进行处理,进。

34、而得到油井周围地层剩余油的饱和度。0074其中,当地面的发射电路通过顶部电极3发射一次电信号后,电子仪单元2中的发射取样电路对该发射信号进行取样,得到第一发射取样电流,电子仪单元2对第一发射取样电流、参考电压和上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9测量的信号进行数字检波处理,得到第一处理信号。当地面的发射电路通过底部电极12发射一次电信号后,电子仪单元2中的发射取样电路对该发射信号进行取样,得到第二发射取样电流,电子仪单元2对第二发射取样电流、参考电压和上部测量电极7、中部测量电极8和下部测量电极9测量的信号进行数字检波处理,得到第二处理信号。通过CTS接口11将第一处理信号和第二处理。

35、信号送到地面,地面上的装置根据第一处理信号和第二处理信号,计算油井周围地层的电阻率。0075在本发明实施例中,控制液压装置向液压油腔中注入液压油,在液压油腔中液压说明书CN104141489A7/7页10油的动力作用下,驱动预设数值个活塞同时反向分开,将安装在活塞上的参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极作用于套管内壁,根据参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极测量套管外地层的电信号,计算油井周围地层的电阻率。由于液压油作用于套管内壁的液压力较大,使电极与套管内壁可以很好地接触,测量前不需工作人员进行洗井刮蜡,操作简单。0076实施例二0077本发明实施例提供了一种测量。

36、电阻率的方法,该方法可以根据上述图2和图3所述设备来测量电阻率,参见图4,该方法包括0078步骤101控制液压装置向液压油腔中注入液压油,使安装在液压油腔上的活塞向外分开,将安装在活塞上的参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极作用与套管内壁;0079步骤102根据参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极测量的信号,计算油井周围地层的电阻率。0080其中,电子仪单元包括发射取样电路;0081相应地,上述步骤102可以具体为0082对发射取样电路取样得到第一发射取样电流和上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极测量的信号电子仪单元对输入的信号进行数字检波处理,得到第一处理信号。

37、;0083对发射取样电路取样得到的第二发射取样电流和上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极测量的信号电子仪单元对输入的信号进行数字检波处理,得到第二处理信号;0084根据第一处理信号和第二处理信号,计算油井周围地层的电阻率。0085在本发明实施例中,控制液压装置向液压油腔中注入液压油,在液压油腔中液压油的动力作用下,驱动预设数值个活塞同时反向分开,将安装在活塞上的参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极作用于套管内壁,根据参考电极、上部测量电极、中部测量电极和下部测量电极测量套管外地层的电信号,计算油井周围地层的电阻率。由于液压油作用于套管内壁的液压力较大,使电极与套管内壁可以很好。

38、地接触,测量前不需工作人员进行洗井刮蜡,操作简单。0086上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。0087本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成,也可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。0088以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN104141489A101/2页11图1图2说明书附图CN104141489A112/2页12图3图4说明书附图CN104141489A12。

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