[发明专利]基于电磁随钻测量信号识别煤层与围岩界面及电阻率方法

权利要求书

1.基于电磁随钻测量信号识别煤层与围岩界面及电阻率方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

S101：利用电磁随钻测量系统的孔底测量发射模块随钻测量孔底的工程参数，并发送至地面；

S102：所述孔底测量发射模块监测所述孔底工程参数发射过程中的输出电流幅值和输出电压幅值，并将所述输出电流幅值和输出电压幅值以正弦波的形式发送至地面；

S103：利用电磁随钻测量系统的孔口信号接收处理模块对所述正弦波进行滤波，得到电势差信号幅值，并对电势差信号解码获得输出电流幅值和输出电压幅值；

S104：根据所述随钻电势差信号幅值，识别煤层与围岩界面；根据所述输出电流幅值和所述输出电压幅值，计算煤层与围岩电阻率；

所述孔底测量发射模块包括恒压发射模式和恒功率发射模式；

所述恒压发射模式，具体指，保持所述输出电压不变；所述恒功率发射模式，具体指，对输出电压进行归一化处理，并将所述输出电流幅值乘以输出电压的归一化系数；

步骤S104中，根据所述输出电流幅值和所述输出电压幅值，计算煤层与围岩电阻率，计算地层电阻率，具体如下：

对于钻头已经钻过的地层i，通过直接采集得到地层i所对应的地层电阻率ρ_i，此时根据步骤S102，所述孔底测量发射模块在地层i所对应的输出电流幅值和输出电压幅值分别为I_i和U_i，进而求得输出电压为U_s＝I_i×ρ_i；其中i＝1,2,3,...,k，k为钻头已经钻过的地层总层数；

当所述孔底测量模块处于恒压发射模式时：

对于钻头正在进行钻进的地层n，由于输出电压Us不变性，所述孔底测量发射模块获取在当前钻进地层n所对应的输出电流幅值为I_n；则通过公式ρ_n＝U_s÷I_n得到当前钻进地层n对应的地层电阻率ρ_n；其中，n表示钻头当前钻进地层；

当所述孔底测量模块处于恒功率发射模式时：

对于钻头正在进行钻进的地层n，所述输出电压的归一化系数α＝1÷U_i；所述输出电压U_s＝α×I_i×ρ_i；所述孔底测量发射模块获取在当前钻进地层n所对应的输出电流幅值和输出电压幅值分别为I_n和U_n，则通过公式ρ_n＝U_n×U_s÷I_n得到当前钻进地层n对应的地层电阻率ρ_n。

2.如权利要求1所述的基于电磁随钻测量信号识别煤层与围岩界面及电阻率方法，其特征在于：步骤S101中，利用电磁随钻测量系统的孔底测量发射模块随钻测量孔底的工程参数，并发送至地面；具体为：

S201：利用电磁随钻测量系统的孔底测量发射模块随钻测量孔底工程参数；

S202：所述孔底测量发射模块将测量得到的所述孔底工程参数进行编码调制和D/A转换处理，并以正弦波形式将处理后的孔底工程参数发射至地面。

3.如权利要求1所述的基于电磁随钻测量信号识别煤层与围岩界面及电阻率方法，其特征在于：步骤S102中，所述孔底测量发射模块监测所述孔底工程参数发射过程中的输出电流幅值和输出电压幅值，并将所述输出电流幅值和输出电压幅值以正弦波的形式发送至地面；具体为：

所述孔底测量发射模块监测所述孔底工程参数发射过程中的输出电流幅值，将所述输出电流幅值和输出电压幅值进行编码调制和D/A转换处理，并将处理后的输出电流幅值和输出电压幅值以正弦波形式发射至地面。

4.如权利要求1所述的基于电磁随钻测量信号识别煤层与围岩界面及电阻率方法，其特征在于：步骤S103中，利用电磁随钻测量系统的孔口信号接收处理模块对所述正弦波进行滤波，得到电势差信号幅值，并对电势差信号解码获得输出电流幅值和输出电压幅值；具体为：

所述孔口信号接收处理模块接收所述正弦波，并采用滤波电路获取上部钻杆和电极之间的正弦形式的电势差信号，提取电势差信号幅值，并对电势差信号解码获得所述输出电流幅值和所述输出电压幅值。