[发明专利]阻抗匹配电路及随钻电磁波电阻率测量仪在审

专利信息
申请号: 201610116624.9 申请日: 2016-03-02
公开(公告)号: CN107152275A 公开(公告)日: 2017-09-12
发明(设计)人: 张卫;倪卫宁;李三国;陆黄生;刘双莲;郑奕挺 申请(专利权)人: 中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院
主分类号: E21B49/00 分类号: E21B49/00
代理公司: 北京聿宏知识产权代理有限公司11372 代理人: 朱绘,张杰
地址: 100728 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 阻抗匹配 电路 电磁波 电阻率 测量仪
【说明书】:

技术领域

发明涉及随钻电磁波电阻率测量技术领域,尤其涉及一种阻抗匹配电路,还涉及具有该阻抗匹配电路的随钻电磁波电阻率测量仪。其中,阻抗匹配电路用于随钻电磁波电阻率测量仪的发射信号匹配,提高发射效率。

背景技术

随钻电磁波电阻率测量仪是随钻测量的重要组成部分,被广泛应用。近些年该仪器有了长足的进步与发展。常用的的随钻电磁波电阻率测量仪都由钻铤、线圈、处理电路以及配套的软件组成。线圈安装在钻铤的凹槽内,处理电路的安装方式主要有两种。一种安装方式是处理电路安装在一个电路骨架外表面的方形槽内,电路骨架中间是空心,该空心用于通过泥浆,电路骨架外表面与钻铤内表面紧密接触且密封。另外一种安装方式是电路骨架为桶型,处理电路安装在电路骨架桶的中间。电路骨架与钻铤通过专门的连接器连接,电路骨架与钻铤之间为泥浆通道。

常用的随钻电磁波电阻率测量仪的线圈包括四个或四个以上发射线圈,两个或两个以上接收线圈。发射线圈用于测量电磁波信号发射到周围地层当中。接收线圈用于接收经过地层反射回来的电磁波信号。通过合理的设置各个发射线圈与接收线圈的间距,以及选择合适的发射频率,就可以得到不同探测深度、不同轴向分辨率的地层电阻率。

由于随钻电磁波电阻率测量仪主要通过电池供电,能量有限,发射驱动功率需要控制在一定范围。另外,井眼中的泥浆和地层的电阻率都远小于空气中的电阻率,根据电磁波的传播特性,越低的电阻率对电磁波信号衰减越严重,因此这就要求通过调谐,优化设计电磁波发射系统,提高发射效率,才能确保整个随钻电磁波电阻率测量结果更加准确。

现有随钻电磁波电阻率测量技术对发射线圈的调谐优化都未介绍,现有技术都未介绍具体的发射天线匹配方法与技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是:现有随钻电磁波电阻率测量技术对发射线圈的调谐优化都未介绍,现有技术都未介绍具体的发射天线匹配方法与技术。

为了解决上述技术问题,本发明提供了一种阻抗匹配电路以及具有该阻抗匹配电路的随钻电磁波电阻率测量仪。

根据本发明的一个方面,提供了一种阻抗匹配电路,其包括变压器、第一匹配模块、第二匹配模块和匹配电感;其中,

所述变压器的初级连接发射驱动电路的输出端;

所述变压器的次级的第一端连接发射线圈的第一端;所述变压器的次级的第二端通过所述第一匹配模块和所述匹配电感连接所述发射线圈的第二端,所述变压器的次级的第二端还通过所述第二匹配模块连接所述发射线圈的第二端;

通过调节所述变压器的匝数比、第一匹配模块具有的电容的电容值、第二匹配模块具有的电容的电容值和所述匹配电感的电感值中的一项或几项,来使由所述第一匹配模块、第二匹配模块、匹配电感和发射线圈构成的输出网络在所述发射驱动电路产生的预设频率上发生谐振。

优选的是,所述第一匹配模块具有至少两个电容,所述第一匹配模块具有的所有电容均并联连接在所述变压器的次级的第二端与所述匹配电感之间。

优选的是,所述第二匹配模块具有至少两个电容,所述第二匹配模块具有的所有电容均并联连接在所述变压器的次级的第二端与所述发射线圈的第二端之间。

优选的是,所述第一匹配模块具有三个电容,和/或,所述第二匹配模块具有三个电容。

优选的是,所述变压器的初级通过同轴电缆连接所述发射驱动电路的输出端。

根据本发明的另一个方面,提供了一种随钻电磁波电阻率测量仪,其包括发射器和接收器,由所述发射器发射的电磁波经地层反射后被所述接收器接收;

所述发射器包括依次连接的发射驱动电路、上述阻抗匹配电路、以及发射线圈;所述阻抗匹配电路包括变压器、第一匹配模块、第二匹配模块和匹配电感;其中,

所述变压器的初级连接所述发射驱动电路的输出端;

所述变压器的次级的第一端连接所述发射线圈的第一端;所述变压器的次级的第二端通过所述第一匹配模块和所述匹配电感连接所述发射线圈的第二端,所述变压器的次级的第二端还通过所述第二匹配模块连接所述发射线圈的第二端;

通过调节所述变压器的匝数比、第一匹配模块具有的电容的电容值、第二匹配模块具有的电容的电容值和所述匹配电感的电感值中的一项或几项,来使由所述第一匹配模块、第二匹配模块、匹配电感和发射线圈构成的输出网络在所述发射驱动电路产生的预设频率上发生谐振。

优选的是,所述第一匹配模块具有至少两个电容,所述第一匹配模块具有的所有电容均并联连接在所述变压器的次级的第二端与所述匹配电感之间。

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