適于隨鉆電磁波電阻率測量的雙頻發射調諧系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種油田隨鉆測井儀器，具體涉及一種適于隨鉆電磁波電阻率測 量的雙頻發射調諧系統。
【背景技術】
[0002] 目前，在油田鉆井行業，隨鉆電磁波電阻率測井主要用作井眼周圍的巖性區分、油 層和氣層與水層的劃分、地層剖面的構造對比等。公知的隨鉆電磁波電阻率測量技術指：利 用基本的電場和磁場之間相互感應的原理，在發射線圈中激勵出一定幅度和頻帶寬度的交 變電場，該交變電場在周圍的地層中感應出交變磁場，交變磁場又在其周圍感應出二次交 變電場，依次類推，最終在接收線圈中接收到感應電場，該感應電場的大小和相位角與發射 線圈和接收線圈之間的地層電阻率相關，測量該感應電場的大小和相位角，即可獲得周圍 地層的電阻率。
[0003] 為獲得不同深度的地層電阻率，目前，許多隨鉆電磁波電阻率測量儀器所配置的 發射線圈的前端安裝有雙頻發射調諧系統，通過雙頻發射調諧系統，可使電磁波電阻率發 射電路發射出兩種不同頻率的電磁波，然后，可分時將兩種不同頻率的電磁波通過同一個 發射線圈向外發出。其中，電磁波頻率一般在200KHZ到5MHz之間選擇，通過相對較低頻率 的電磁波探測更遠的地層，而通過較高頻率的電磁波探測較近的地層。
[0004] 對于目前多數采用可發射兩種不同探測頻率的測量儀器，其雙頻發射調諧系統存 在以下缺點：
[0005] 雙頻發射調諧系統所配置的第1頻率調諧通道和第2頻率調諧通道共用相同的電 子器件，因此，兩個諧振頻率之間具有明顯的影響，很大程度地提高了現場調諧的難度，為 達到在預設的兩個頻率點均實現調諧，實際操作時必須在兩個頻率點之間反復切換，工藝 較為繁瑣。
[0006] 具體的，隨鉆電磁波電阻率測量儀器在井下工作時，從地表直至數千米深的地下， 地層溫度有較大的變化，統計結果顯示：距離地表深度每增加一百米，地層溫度會增加大約 3°C，若井深達到3000米，則儀器周圍的地層溫度可能達到KKTC以上，當電磁波電阻率儀 器在大范圍的溫度變化環境中工作時，其雙頻調諧電路中的電抗性元件會受溫度變化的影 響，其個體的主要參數會發生一定程度的溫度漂移，這種漂移是電子電抗元件固有的特性， 與其制造時所使用的原材料和工藝有直接的關系。系統在室溫條件下對預設的兩個工作頻 率完成調諧，而隨著系統進入地層，在逐漸被高溫環境所包圍的過程中，其在室溫條件完成 的兩個頻率的調諧都會發生偏移。如前所述，既使在室溫環境中完成對兩個頻率的調諧，隨 著環境地層溫度的變化，該兩個頻率之間的相互影響會更加明顯，這會使得發射電流的效 率下降，從而影響接收線圈感應的電場，最終導致測量結果的偏差。
[0007] 此外，電子元件在井下高溫、高壓、劇烈震動的環境工作，還可能帶來不可預測的 物理損壞，若雙頻發射調諧系統中的某個元件發生損壞，會同時導致兩個工作頻率的調諧 失效，進而使整個電磁波電阻率測量儀器失效。
[0008] 可見，現有的雙頻發射調諧系統，由于第1頻率調諧通道和第2頻率調諧通道共用 相同的電子器件，因此，當其中一個頻率調諧通道發生故障而失效時，常常也會導致另一個 頻率調諧通道失效，從而具有測量可靠性較低的不足。 【實用新型內容】
[0009] 針對現有技術存在的缺陷，本實用新型提供一種適于隨鉆電磁波電阻率測量的雙 頻發射調諧系統，可有效解決上述問題。
[0010] 本實用新型采用的技術方案如下：
[0011] 本實用新型提供一種適于隨鉆電磁波電阻率測量的雙頻發射調諧系統，包括依次 串聯的電磁波發射電路（1)、射頻母接頭（6)、射頻公接頭（7)、射頻同軸線（2)、阻抗匹配器 (3)和雙頻調諧網絡⑷；
[0012] 其中，所述雙頻調諧網絡（4)包括并聯的第1頻率調諧通道（41)和第2頻率調諧 通道（42)。
[0013] 優選的，所述第1頻率調諧通道（41)包括串聯的第1電感（411)和第1電容 (412)；
[0014] 所述第2頻率調諧通道（42)包括串聯的第2電感（421)和第2電容（422)。
[0015] 優選的，所述射頻母接頭（6)、所述射頻公接頭（7)和所述射頻同軸線（2)的電阻 值均為50歐姆。
[0016] 本實用新型還提供一種適于隨鉆電磁波電阻率測量的雙頻發射調諧方法，包括以 下步驟：
[0017]S1，對于隨鉆電磁波電阻率測量儀器，共配置有n個發射線圈，n為自然數；每個所 述發射線圈的前端均連接獨立的雙頻發射調諧系統；
[0018] 上位機與各個所述雙頻發射調諧系統連接；
[0019] S2,對于任意的發射線圈（5)，在與1個所述雙頻發射調諧系統連接后，上位機對 所述雙頻發射調諧系統進行控制，使所述發射線圈（5)分時發射預設定的第1頻率電磁波 信號和第2頻率電磁波信號，具體控制方法為：
[0020]S2. 1，上位機控制電磁波發射電路（1)分時產生第1頻率電磁波信號和第2頻率 電磁波信號；其中，第1頻率電磁波信號和第2頻率電磁波信號的頻率不相同；
[0021] S2. 2,在當前時刻，假設電磁波發射電路（1)產生的為第1頻率電磁波信號，則第 1頻率電磁波信號經射頻同軸線（2)饋送至阻抗匹配器（3);
[0022] S2. 3,阻抗匹配器（3)的輸入端與射頻同軸線⑵的阻抗匹配，阻抗匹配器⑶的 輸出端與雙頻調諧網絡（4)的阻抗匹配；因此，經阻抗匹配器（3)作用后，將第1頻率電磁 波信號傳輸到雙頻調諧網絡（4);
[0023]S2. 4,雙頻調諧網絡（4)具有并聯的第1頻率調諧通道（41)和第2頻率調諧通道 (42)，因此，當雙頻調諧網絡（4)的輸入端接收到第1頻率電磁波信號時，第1頻率電磁波 信號自動輸送到與自身頻率匹配的第1頻率調諧通道（41)，然后，通過第1頻率調諧通道 (41)，將第1頻率電磁波信號輸送到發射線圈（5)，因此，發射線圈（5)將第1頻率電磁波信 號傳輸到周圍地層；
[0024]S2. 5,同樣的，當電磁波發射電路（1)產生的為第2頻率電磁波信號時，第2頻率 電磁波信號經過射頻同軸線（2)后反饋到阻抗匹配器（3);然后，阻抗匹配器（3)將第2頻 率電磁波信號傳輸到雙頻調諧網絡（4);
[0025]S2. 6,當雙頻調諧網絡⑷的輸入端接收到第2頻率電磁波信號時，第2頻率電磁 波信號自動輸送到與自身頻率匹配的第2頻率調諧通道（42)，然后，通過第2頻率調諧通 道（42)，將第2頻率電磁波信號輸送到發射線圈（5)，因此，發射線圈（5)將第2頻率電磁 波信號傳輸到周圍地層。
[0026] 優選的，還包括：
[0027]S3,使用網絡分析儀對第1頻率調諧通道（41)和第2頻率調諧通道（42)進行獨 立調諧，將第1頻率調諧通道（41)調諧到與第1頻率電磁波匹配的狀態，將第2頻率調諧 通道（42)調諧到與第2頻率電磁波匹配的狀態。
[0028] 優選的，S3具體為：
[0029]網絡分析儀與射頻同軸線（2)連接的射頻公接頭（7)對接，首先改變第1頻率調 諧通道（41)的第1電容（412)的值，并觀測網絡分析儀的顯示，使第1頻率調諧通道（41) 調諧到適于傳輸第1頻率電磁波信號的狀態；
[0030] 然后，改變第2頻率調諧通道（42)的第2電容（422)的值，并觀測網絡分析儀的 顯示，使第2頻率調諧通道（42)調諧到適于傳輸第2頻率電磁波信號的狀態。
[0031] 本實用新型提供的適于隨鉆電磁波電阻率測量的雙頻發射調諧系統及方法具有 以下優點：
[0032] 本實用新型提供的雙頻調諧網絡，由兩個并聯的完全獨立的頻率調諧通道組成； 由于兩個頻率調諧通道完全并聯，不共用任何電子器件，因此，減少了調諧兩個頻率調諧通 道時，各頻率調諧通道之間的相互影響，g卩：每個頻率調諧通道只對一個工作頻率調諧，而 不會影響另一個頻率調諧通道的調諧結果，簡化了調諧的過程；進一步的，既使當一個頻率 調諧通道出現故障時，也不會影響另一個頻率調諧通道的正常使用，從而提高了雙頻發射 調諧系統的工作可靠性。
【附圖說明】
[0033]圖1為本實用新型提供的雙頻發射調諧系統的整體結構示意圖；
[0034] 圖2為本實用新型提供的雙頻調諧網絡的簡化結構示意圖；
[0035] 圖3為本實用新型提供的雙頻調諧網絡的詳細結構示意圖；
[0036] 圖4為本實用新型提供的隨鉆電磁波電阻率測量儀的工作原理示意圖。
【具體實施方式】
[0037] 以下結合附圖對本實用新型進行詳細說明：
[0038] 如圖1所示，本實用新型提供一種于隨鉆電磁波電阻率測量的雙頻發射調諧系 統，包括依次串聯的電磁波發射電路1、射頻母接頭6、射頻公接頭7、射頻同軸線2、阻抗匹 配器3和雙頻調諧網絡4;
[0039] 如圖2所示，雙頻調諧網絡4包括并聯的第1頻率調諧通道41和第2頻率調諧通 道42。并且，第1頻率調諧通道41包括串聯的第1電感411和第1電容412;第2頻率調 諧通道42包括串聯的第2電感421和第2電容422。
[0040] 由此可見，本實用新型提供的雙頻調諧網絡，由兩個并聯的完全獨立的頻率調諧 通道組成；由于兩個頻率調諧通道完全并聯，不共用任何電子器件，因此，減少了調諧兩個 頻率調諧通道時，各頻率調諧通道之間的相互影響，g卩：每個頻率調諧通道只對一個工作頻 率調諧，而不會影響另一個頻率調諧通道的調諧結果，簡化了調諧的過程；進一步的，既使 當一個頻率調諧通道出現故障時，也不會影響另一個頻率調諧通道的正常使用，從而提高 了雙頻發射調諧系統的工作可靠性。
[0041] 此外，實際應用中，射頻母接頭6、射頻公接頭7和射頻同軸線2的電阻值可以均為 50歐姆。
[0042] 實際應用中，本領域技術人員公知，在將發射線圈接到雙頻發射調諧系統時，需要 使發射線圈處于一個回路中，才能保證發射線圈的正常工作，因此，如圖3所法，為雙頻調 諧網絡的詳細結構示意圖。
[0043] 節點301為雙頻調諧網絡的輸入端，用于連接到圖1的阻抗匹配器的輸出端；從阻 抗匹配器輸出的某個頻率的電磁信號經第1頻率調諧通道41和第2頻率調諧通道42的選 頻后，傳輸到發射線圈5,發射線圈5將電磁信號向地層發出；同時發射線圈5的輸出節點 308連接到圖1的阻抗匹配器的輸入端，進而形成電路傳輸回路