[发明专利]一种深中浅小功率井中激发极化扫频测井仪

权利要求书

1.一种深中浅小功率井中激发极化扫频测井仪，其特征在于，包括探头短节(6)、直流电源短节(5)、测量控制短节(4)、通信短节(3)、第一发射电极(7)、第二发射电极(2)以及地面控制单元(9)；探头短节(6)、直流电源短节(5)、测量控制短节(4)和通信短节(3)自下而上依次连接；探头短节(6)下端连接第一发射电极(7)，通信短节(3)上端连接第二发射电极(2)；第一发射电极(7)和第二发射电极(2)为正反向发射电极；探头短节(6)包括自下而上依次设置的第一测量电极(63)、第二测量电极(62)和第三测量电极(61)；地面控制单元(9)与第二发射电极(2)通过电缆连接；其中：

探头短节(6)用于根据采集控制命令测量不同深度地层激发极化的电压信号并发送至测量控制短节(4)；

测量控制短节(4)用于接收恒流源控制命令并发送至直流电源短节(5)，接收采集控制命令并发送至探头短节(6)，接收不同深度地层激发极化的电压信号并生成测井数据，将测井数据发送至通信短节(3)；

直流电源短节(5)用于根据恒流源控制命令向第一发射电极(7)和第二发射电极(2)提供直流电流，并通过第一发射电极(7)和第二发射电极(2)向地层发射正反向直流信号；

通信短节(3)用于将测井数据上传至地面控制单元(9)，接收测井控制命令并发送至测量控制短节(4)；

地面控制单元(9)用于接收通信短节(3)上传的测井数据，并下发测井控制命令至通信短节(3)；测井控制命令包括恒流源控制命令和采集控制命令。

2.根据权利要求1所述的深中浅小功率井中激发极化扫频测井仪，其特征在于，所述地面控制单元(9)包括地面测量电极(8)、绞车(1)和地面控制系统；地面测量电极(8)设置在接地良好的地面泥浆池中，地面测量电极(8)与地面控制系统连接，第二发射电极(2)通过电缆与地面控制系统连接；绞车(1)与第二发射电极(2)和地面控制系统之间的电缆连接，用于提升或下放测井仪。

3.根据权利要求1所述的深中浅小功率井中激发极化扫频测井仪，其特征在于，所述测量控制短节(4)包括FPGA芯片、采集单元、恒流源控制单元以及系统电源模块；采集单元、恒流源控制单元以及系统电源模块均与FPGA芯片连接，FPGA芯片与通信短节(3)连接，采集单元与探头短节(6)连接，恒流源控制单元与直流电源短节(5)连接；其中：

采集单元用于采集探头短节(6)发送的不同深度地层激发极化的电压信号；

恒流源控制单元用于控制直流电源短节(5)的开启、关闭以及提供直流电流的大小和方向；

系统电源模块用于给测量控制短节(4)提供电能。

4.根据权利要求3所述的深中浅小功率井中激发极化扫频测井仪，其特征在于，所述采集单元包括输入切换控制模块、差分转单端电路、PGA电路、ADC电路、刻度模块和自然电位补偿模块；输入切换控制模块一端连接探头短节(6)的第一测量电极(63)、第二测量电极(62)和第三测量电极(61)，另一端依次连接差分转单端电路、PGA电路、ADC电路和FPGA芯片；刻度模块和自然电位补偿模块一端连接FPGA芯片，另一端连接输入切换控制模块；PGA电路与FPGA芯片连接；刻度模块和自然电位补偿模块均与输入切换控制模块连接探头短节(6)的一端连接；其中：

输入切换控制模块用于切换不同深度地层激发极化的电压信号的补偿信号和刻度信号，得到输入信号并发送至差分转单端电路；

差分转单端电路用于将输入切换控制模块发送的输入信号转换为若干路单端信号并发送至PGA电路；

PGA电路用于接收FPGA芯片发送的增益信号，根据增益信号对差分转单端电路发送的若干路单端信号进行增益后，得到若干路单端增益信号并发送至ADC电路；

ADC电路用于采样PGA电路发送的若干路单端增益信号，得到测井数据并发送至FPGA芯片；

刻度模块用于根据接收的FPGA芯片发送的刻度模块控制信号，得到刻度信号并发送至输入切换控制模块；

自然电位补偿模块用于接收FPGA芯片发送的自然电位补偿信号，并根据自然电位补偿信号生成自然电位补偿值，将自然电位补偿值发送至输入切换控制模块进行不同深度地层激发极化的电压信号的自然电位补偿，得到不同深度地层激发极化的电压信号的补偿信号。