專利名稱：一種數字式感應測井儀器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及油田進行測井作業時所使用的一種測井儀器，尤其是涉及 一種數字式感應測井^(義器。
背景技術：
感應測井可直接測量出與油氣資源密切相關的電阻率，是每口井的必測項 目，而且多與側向測井進行組合測量。但這種儀器的研制和開發難度很大，所
以我國各油田目前普遍〗吏用的仍然是上個世紀80年代仿制成功的雙感應一八側 向測井儀，在長期的使用過程中，其分辨率低，分層能力差，縱向分辨率與徑 向探測深度具有局限性，測井結果有許多有用的地質信息沒有體現出來，同時 測量結果易受環境影響、與地層真實電阻率相差也較大。
實用新型內容
本實用新型為解決現有測井儀器在長期的使用過程中分辨率低，分層能力 差、以及測量結果不準確的技術問題，提供一種與現行測井裝備的機械、電器 接口的兼容性高的數字式高分辨率感應測井儀器。
本實用新型的技術解決方案是
一種數字式感應測井儀器包括感應測井系統、數字球形聚焦測井系統、地面 控制系統，以及與地面控制系統相連接的通信系統，所迷地面控制系統包括A/D 轉換器，與A/D轉換器相連接的FPGA,與FPGA相連接的DSP;所述地面控制系統還 包括電源電路；所述通信系統的輸入端與DSP相連接；所述通信系統的輸出端還 設置有上位機；該儀器還包括與FPGA輸出端相連接的波形發生器以及多路切換 電路；所述感應測井系統包括線圈系和感應系統電路；所述線圈系包括感應發 射線圈和感應接收線圈。
上述感應系統電路包括感應發射電路、感應接收電路、感應前置放大電路 以及感應放大電路；
上述數字球形聚焦測井系統包括電極系和聚焦系統電路； 上述聚焦系統電路包括聚焦發射電路、聚焦接收電路和聚焦放大電路。 上述感應發射電^各、感應發射電路、感應前置方欠大電路、感應》欠大電路、
(:上述感應發^i圈與感應發射S:的輸入端相連接；—；、 、'
上述感應接收線圏與感應接收電路的輸入端相連4妄；上述感應接收電路、聚焦接收電路的輸出端與多路切換電路的輸入端相連
接；
上述多路切換電路的輸出端與前置放大電路的輸入端相連接。
上述電極系為聚焦電極；
上述聚焦電極包括第一聚焦電極與第二聚焦電極； 上述第 一聚焦電極與聚焦發射電路的輸入端相連接； 上述第二聚焦電極與聚焦接收電路的輸入端相連接。 上述電極系以主電極AO為中心，分別對稱依次設置有屏蔽電極A1、測量電 極MO、監督電才及M1、 M2和回流電極B。
上述電極系鑲嵌在絕緣套筒上且不閉合。 上述電極系的絕緣套筒設置于在線圈系的外部。 上述絕緣套筒材料為為玻璃鋼材料。 上述線圈系為中心抽頭式。
本實用新型具有以下優點
1. 遵循油田現行測井儀器的接口規范，保證了所設計的新型儀器與現行測 井裝備的機械、電器接口的兼容性，減少新型調配儀器推廣過程中的費用。
2. 將DSP、 FPGA、高速高精度A/D、 D/A等先進的技術應用到新研制的測井儀 器中，提高了儀器的精度和井下的處理能力，減少了數據的傳輸量，提高了觀'J 井效率的測井質量。
圖l為本實用新型硬件原理框圖2為本實用新型感應測井系統框圖3為本實用新型數字球形聚焦測井系統框圖4為本實用新型井下和地面儀器的通信系統框圖。
具體實施方式
具體結構如下 參見圖1:
數字式高分辨率感應測井儀器將實現發射、接收、放大、采集、處理、上傳 等主要功能，其包括感應測井系統、數字球形聚焦測井系統、地面控制系統， 以及與地面控制系統相連接的通信系統，所述地面控制系統包括A/D轉換器，與 A/D轉換器相連接的FPGA,與FPGA相連接的DSP;所述地面控制系統還包括電源電 路；所述通信系統的輸入端與DSP相連接；所述通信系統的輸出端還設置有上位 機；該儀器還包括與FPGA輸出端相連接的波形發生器以及多路切換電路；感應 測井系統包括線圈系和感應系統電路；線圈系包括感應發射線圏，以及感應接收線圈。感應系統電路包括感應發射電路、感應接收電路、感應前置放大電 路以及感應放大電路；數字球形聚焦測井系統包括電極系以及聚焦系統電路。 聚焦系統電路包括聚焦發射電路、聚焦接收電路和聚焦放大電路；感應發射電 ;洛、感應發射電^各、感應前置》文大電^各、感應》文大電3各、感應接收電3各、聚焦 接收電路以及聚焦放大電路的輸入端與電源電路相連接；感應發射線圈與感應 發射電路的輸入端相連接；感應接收線圏與感應接收電路的輸入端相連接；感 應接收電路、聚焦接收電路的輸出端與多路切換電路的輸入端相連接；電極系 為聚焦電極，聚焦電極包括第一聚焦電極和第一聚焦電極；第一聚焦電極與聚 焦發射電路的輸入端相連接；第二聚焦電極與聚焦接收電路的輸入端相連接； 多路切換電路的輸出端與前置放大電路的輸入端相連接。電極系以主電極AO為 中心，分別對稱依次設置有屏蔽電極A1、測量電極MO、監為i電極Ml、 M2和回流 電極B;電極系是鑲嵌在絕緣套筒上且不閉合。電極系的絕緣套筒設置于在線圈 系的外部。絕緣套筒材料為為玻璃鋼材料。線圈系為中心抽頭式。其中波形發 生器電路、狀態控制電路、數據采集與處理電路和通信電路專門放在保溫筒中 以保證電路的穩定工作。
參見圖2:
波形發生器產生的20KHz正弦波經過濾波網絡和前置放大后，從變壓器初級 線圈輸出后送給發射線圈發射，FPGA產生的A5控制線控制模擬開關使深、中交 替發射；同時從變壓器的次級取出刻度信號。接收線圈接收到的信號首先送到 模擬部分進行前置放大，然后再進行A/D轉換，轉換的數據送到DSP進行相敏檢 波和歸一化處理后在固定位置存儲，等待上傳；DSP接收到傳輸數據的命令后， 將數據送到FPGA進行并/串轉換，由井下通信接口上傳到地面。
參見圖3:
波形發生器產生的l. 2SKHz正弦波經過濾波網絡和前置^:大后，在FPGA產生 的A5控制線下通過電極系為主電極A0與回路B電極之間發射一個測量電流Im,為 主電極AO與屏蔽電極Al之間發射一個聚焦電流Ib,同時產生聚焦刻度信號。聚 焦接收電路接收信號包括電極M1、 M2之間的電位M12V，電極M0與電極M1、 M2中 點之間的電位MOV，測量電流Im、聚焦電流Ib、刻度信號CAL和零信號ZERO，這 五個信號在狀態控制線A4、 A6、 A7的控制下由模擬開關切換變成A、 B、 C、 D四 個通道所需的信號，且這些信號全部是差分信號。這些信號經過聚焦放大電路 進行放大后進行A/D轉換，轉換的數據送到DSP進行相敏4企波和歸一化處理后在 固定位置存儲，等待上傳；DSP接收到傳輸數據的命令后，將數據送到FPGA進行 并/串轉換，由井下通信接口上傳到地面。
參見圖4:計算機發出的命令在地面經過編碼電路轉變成曼徹斯特碼形式并通過電纜
傳到井下，在井下首先由HD - 15530進行解碼變成二進制串行數據傳給FPGA, FPGA根據約定的協議響應命令。如果是傳輸數據命令，就給DSP的中斷2發送 中斷信號。DSP響應中斷，把數據通過并口送到FPGA進行并/串轉換，然后再送 給HD-15530進行編碼，編碼好的數據通過電纜傳到地面接口電路，接口電路先 進行解碼，然后再傳給計算機進行地面數據處理。
權利要求1、一種數字式感應測井儀器包括感應測井系統、數字球形聚焦測井系統、地面控制系統，以及與地面控制系統相連接的通信系統，所述地面控制系統包括A/D轉換器，與A/D轉換器相連接的FPGA，與FPGA相連接的DSP；所述地面控制系統還包括電源電路；所述通信系統的輸入端與DSP相連接；所述通信系統的輸出端還設置有上位機；該儀器還包括與FPGA輸出端相連接的波形發生器以及多路切換電路；其特征在于所述感應測井系統包括線圈系和感應系統電路；所述線圈系包括感應發射線圈和感應接收線圈。
2、 根據權利要求l所述的數字式感應測井儀器， 其特征在于所述感應系統電路包括感應發射電路、感應接收電路、感應前置放大電路 以及感應放大電路；所述數字球形聚焦測井系統包括電極系和聚焦系統電路； 所述聚焦系統電路包括聚焦發射電路、聚焦接收電路和聚焦放大電路。 所述感應發射電路、感應發射電路、感應前置》丈大電路、感應放大電路、^ ;所述感應發-i圈與感應i射^i的輸入端相連接；一；、 '所述感應接收線圈與感應接收電路的輸入端相連接；所述感應接收電路、聚焦接收電路的輸出端與多路切換電路的輸入端相連接；所述多路切換電路的輸出端與前置放大電路的輸入端相連接。
3、 根據權利要求1或2所迷的數字式感應測井儀器， 所述電極系為聚焦電極；所述聚焦電極包括第 一聚焦電極與第二聚焦電極； 所述第 一聚焦電極與聚焦發射電路的輸入端相連接； 所述第二聚焦電極與聚焦接收電路的輸入端相連接。
4、 根據權利要求3所述的數字式感應測井儀器，其特征在于 所述電極系以主電極AO為中心，分別對稱依次設置有屏蔽電極A1、測量電極MO、監督電極M1、 M2和回流電極B。
5、 根據權利要求4所述的數字式感應測井儀器，其特征在于 所述電極系鑲嵌在絕緣套筒上且不閉合。
6、 根據權利要求5所述的數字式感應測井儀器，其特征在于 所述電極系的絕緣套筒設置于在線圏系的外部。
7、 根據權利要求6所述的數字式感應測井儀器，其特征在于: 所述絕緣套筒材料為為玻璃鋼材料。
8、 根據權利要求7所述的數字式感應測井儀器，其特征在于: 所述線圏系為中心抽頭式。
專利摘要一種數字式感應測井儀器包括感應測井系統、數字球形聚焦測井系統、地面控制系統，以及與地面控制系統相連接的通信系統，地面控制系統包括A/D轉換器，與A/D轉換器相連接的FPGA，與FPGA相連接的DSP；地面控制系統還包括電源電路；通信系統的輸入端與DSP相連接；通信系統的輸出端還設置有上位機；該儀器還包括與FPGA輸出端相連接的波形發生器以及多路切換電路；感應測井系統包括線圈系和感應系統電路；線圈系包括感應發射線圈和感應接收線圈。本實用新型解決了現有測井儀器在長期的使用過程中分辨率低，分層能力差、以及測量結果不準確的技術問題。具有成本低，測量精度高等優點。
文檔編號G05B19/042GK201407032SQ20092003285
公開日2010年2月17日 申請日期2009年4月29日 優先權日2009年4月29日
發明者黨瑞榮, 宋汐瑾, 波 楊, 王海向, 雁 謝, 雷選鋒, 黃向東 申請人:西安思坦儀器股份有限公司