[发明专利]小口径微球形聚焦测井仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种测井仪，尤其是涉及一种小口径微球形聚焦测井仪。

背景技术

煤层气的勘探和开发不但可以增加新的洁净能源，而且对煤矿安全生产和环境保护具有重要意义。煤层气测井是煤层气勘探和开发的主要手段，应用先进、合理、有效的测井方法，可以求取煤储层的重要参数，如煤层的深度、厚度和结构、工业分析指标、含气量、渗透率等，可减少参数井的施工和其他测试项目，提高钻效，大大降低成本。按中联煤层气有限责任公司颁发的煤层气测井规范要求，微球形聚焦电阻率是必测的参数之一。

微球形聚焦测井是用来测量钻井周围地层冲洗带的电阻率，其往往同时与双侧向测井组合测量，可反映地层在径向方向上电阻率的变化，评价煤岩层的渗透性。目前，国内石油系统微球形聚焦测井仪的外径和极板都较大(一般仪器直径为89mm、极板宽为135mm)，并且重量重，价格高，而煤炭系统由于测井绞车的功率小、电缆细，因而拉不动，仪器直接配接也存在困难，并且煤田钻孔直径一般都在90mm至145mm，现有仪器无法测量此类钻井。因此，研究适用的小口径微球形聚焦测井仪非常必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种小口径微球形聚焦测井仪，其电路部分设计合理、仪器外径小、重量轻且使用操作简便、使用效果好、安全可靠，能有效解决现有微球形聚焦测井仪存在的电子线路复杂、测井效率低、重量大、使用效果较差等实际问题以及无法在小口径钻井测量的难题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种小口径微球形聚焦测井仪，包括圆柱杆状外壳、电子线路板、微球极板和驱动所述微球极板紧贴井壁的极板推靠器，所述电子线路板安装在圆柱杆状外壳内，所述微球极板安装在所述圆柱杆状外壳下部的极板推靠器托架上；所述微球极板由矩形橡胶板和镶嵌在所述矩形橡胶板上的五个电极组成，五个电极由内至外分别为主电极A₀、泥饼校正电极M₀、屏蔽电极A₁、监督电极M₁和监督电极M₂，主电极A₀为矩形电极且泥饼校正电极M₀、屏蔽电极A₁、监督电极M₁和监督电极M₂均为环状电极，所述主电极A₀与测井仪的接地电极B相接，其特征在于：所述电子线路板上布设有供电单元、信号测量单元和微处理器以及对监督电极M₁和监督电极M₂之间的电位差V_I0进行实时采集的监督电极间电位差采样电路，所述微处理器通过数据传输端口与布设在地面上的测井数据采集系统相接；

所述供电单元包括正弦波发生器、与正弦波发生器相接且输出基准电压信号V_f的选频滤波器一、对基准电压信号V_f和电位差V_I0进行叠加的加法器、与加法器相接的功率放大器一以及与所述监督电极间电位差采样电路的输出端相接的压控恒流源，所述功率放大器一的两个输出端分别与主电极A₀和屏蔽电极A₁相接并相应在主电极A₀和屏蔽电极A₁之间产生屏蔽电流I₁；所述监督电极间电位差采样电路、加法器和功率放大器一组成根据电位差V_I0的数值大小对屏蔽电流I₁的电流值大小进行相应调整，并将电位差V_I0逐渐调整至零的正反馈控制电路；所述压控恒流源与主电极A₀相接，所述压控恒流源、主电极A₀和接地电极B组成主供电回路，所述主供电回路的回路电流为主电流I₀且主电流I₀的电流值大小由压控恒流源根据所述监督电极间电位差采样电路输出的电压采样信号进行控制调整；所述选频滤波器一和监督电极间电位差采样电路分别与加法器的两个输入端相接；

所述信号测量单元包括对主电流I₀进行实时测量的主电流测量电路和对泥饼校正电极M₀与监督电极M₁之间的电位差V₀进行实时测量的电位差测量电路，所述主电流测量电路和电位差测量电路均与所述微处理器相接。