[发明专利]一种过钻头电阻率随钻测量方法以及装置

权利要求书

1.一种过钻头电阻率随钻测量方法，其特征在于，所述方法包括：

安装多个天线和多个纽扣电极，其中，所述多个纽扣电极分别安装在钻头侧面和钻头箱上，所述多个天线分别安装在钻头箱和与钻头箱连接的柱状导电金属体上，其中，在所述柱状导电金属体上安装第一天线以及第二天线，在所述钻头箱上安装第三天线，所述第二天线位于所述第三天线与所述第一天线之间并靠近所述第三天线；

根据当前的应用场景，启用对应的一个或多个天线为发射端口，启用对应的一个或多个天线和/或纽扣电极为接收端口，以通过不同的发射端口和接收端口组合的方式来对应不同的探测深度；

利用作为所述发射端口的天线在所述钻头箱和/或所述柱状导电金属体上激发电流并经过钻头流出而发射到周边地层中，与地层形成电流回路；

测量和记录所述接收端口接收到的回路电流信号，刻度转换得到过钻头电阻率信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

以所述第二天线为发射端口；

针对电阻性泥浆环境，以所述第三天线为接收端口，测量和记录所述第三天线接收到的回路电流信号；

针对电导性泥浆环境，以所述第一天线为接收端口，测量和记录所述第一天线接收到的回路电流信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，启用一个或多个天线为发射端口，启用一个或多个天线和/或纽扣电极为接收端口，其中，通过不同的发射端口和接收端口组合对应不同的探测深度。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，启用多个天线为发射端口，其中，所有作为发射端口的天线同时激发电流并发射到周边地层中，通过作为所述发射端口的不同的天线组合配置对应不同的探测深度。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，刻度转换得到过钻头电阻率信息，其中，根据具体仪器模型精确数值模拟得到刻度系数或利用对确定电阻率的盐水溶液测量得到不同测量模式下的刻度系数，并存储于装置配置文件中。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

以所述纽扣电极为接收端口，根据流经钮扣电极的电流信号结合钻具姿态传感器测量得到的信号，经刻度转化后形成地层方位电阻率。

7.一种过钻头电阻率随钻测量装置，其特征在于，所述过钻头电阻率随钻测量装置用来实现如权利要求1～6中任一项所述的方法，所述装置包括：

多个天线和多个纽扣电极，其中，所述多个纽扣电极分别安装在钻头侧面和钻头箱上，所述多个天线分别安装在钻头箱和与钻头箱连接的柱状导电金属体上，其中，在所述柱状导电金属体上安装第一天线以及第二天线，在所述钻头箱上安装第三天线，所述第二天线位于所述第三天线与所述第一天线之间并靠近所述第三天线；

测量模块，其配置为：

确定一个或多个天线为发射端口，确定一个或多个天线和/或纽扣电极为接收端口，以通过不同的发射端口和接收端口组合的方式来对应不同的探测深度，

利用所述发射端口激发电流并经过钻头流出而发射到周边地层中，令所述发射端口、所述接收端口与地层形成电流回路；

测量和记录所述接收端口接收到的回路电流信号，刻度转换得到过钻头电阻率信息。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：

所述钮扣电极表面上与所述钻头和所述钻头箱绝缘，内部通过导线与所述钻头或所述钻头箱连接，使所述钮扣电极与所述钻头箱或所述钻头形成等势面。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：

所述天线为带有磁芯的环形天线，所述天线与所述柱状金属体和所述钻头箱绝缘；

和/或，

所述天线中的一个或多个配置为既可以作为发射端口也可以作为接收端口。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括：

安装在所述钻头上的第一纽扣电极；

安装在所述钻头箱上的第二纽扣电极；

安装在所述钻头箱上的第三天线，其中所述第二纽扣电极位于所述第三天线与所述第一纽扣电极之间；

安装在所述柱状导电金属体上的第二天线以及第一天线，其中，所述第二天线位于所述第三天线与所述第一天线之间；

其中，所述第三天线配置为既可以作为发射端口也可以作为接收端口，所述第二天线配置为发射端口，所述第三天线配置为接收端口。