[发明专利]一种随钻成像扇区检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，尤其涉及一种在地质勘探中用于检测随钻电阻率、伽马等成像测量仪器的成像扇区的随钻成像扇区检测电路。

背景技术

随着大斜度井、水平井等钻井技术的广泛应用，随钻测量与测井技术和随钻地质导向技术也取得长足的发展。常规的随钻电阻率、伽马、中子密度等测量和测井仪器能够提供一条或者多条测量曲线，是随钻测量与测井和随钻地质导向的重要工具。目前国内外各大公司均有比较成熟的商业化随钻电阻率、伽马、中子密度等测量和测井仪器大量地应用于钻井现场服务。但是常规的随钻电阻率、伽马、中子密度等测量和测井仪器都是用于获取环井周的地层的总体效果，无法反应和体现地层电阻率、伽马、中子密度等参数在不同方位或者扇区内的变化。这就导致通过这些常规随钻仪器的测量信息难以准确的获知大斜度井或者水平井的井周的各向异性值，进而无法确定地层边界的方位和距离，这将极大地限制随钻地质导向的应用效果。

因此，在常规随钻电阻率、伽马、中子密度等仪器的基础上，随钻成像测量仪器成为进一步提高随钻测量和随钻地质导向性能的重要工具。这些随钻成像仪器都必须配制有随钻成像扇区检测电路，以便为成像检测提供高高精度的成像扇区检测数据。这些成像扇区检测数据结合对应扇区的电阻率、伽马、中子密度等检测结果，就可以形成最终的随钻电阻率、伽马、中子密度成像测量结果。

现有技术中已经有随钻扇区检测方面的研究。例如，发明1：《一种方位伽马测量方法及设备》(201210167670.3)中涉及16扇区检测，主要针对伽马的检测，但是未提及扇区据检测。另外一项发明2：《随钻方位电磁波电阻率测量装置及其测量方法》(201310723607.8)中涉及24扇区检测，主要针对电阻率的检测，但是未提及扇区据检测。而且上述发明都没有具体给出扇区检测电路的设计。另外，文献1：《随钻方位密度测井方法基础研究》(中国石油大学硕士论文， 2011年)，也只是在理论上对随钻方位密度的检测进行了研究和计算，并未具体给出扇区检测电路的设计。文献2：《随钻遥测成像测井数据处理技术研究石油天然气学报》(2014，36(11)：111-116)也只是对成像的数据处理进行研究，也未具体给出扇区检测电路的设计。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种具体的扇区检测电路，以便为随钻成像测量提供硬件支持。

本发明提供的随钻成像扇区检测电路，包括：

磁场感应与信号放大电路模块，用于测量地球磁场分量，并将表征地球磁场分量的模拟信号放大输出；

模数转换与基准缓冲电路模块，用于将所述磁场感应与信号放大电路模块输出的模拟信号转换为数字信号；

控制电路模块，用于控制各模块协调工作，并根据所述模数转换与基准缓冲电路模块输出的数字信号计算成像扇区数据；

接口电路模块，用于将所述控制电路模块输出的成像扇区数据传递给其他的应用系统。

根据本发明的实施例，上述随钻成像扇区检测电路还可以包括：

偏置与复位电路模块，用于根据所述控制电路模块输出的控制指令对所述磁场感应与信号放大电路模块执行高压偏置和复位置位的操作。

根据本发明的实施例，上述磁场感应与信号放大电路模块包括两个磁通传感器，分别用于测量两个夹角呈90度的地球磁场分量H_x和H_y，所述控制电路模块根据下式计算用于划分成像扇区的角度θ：

θ＝arctg(H_x/H_y)。

根据本发明的实施例，上述磁场感应与信号放大电路模块还可以包括：两个仪用放大器，用于放大所述两个磁通传感器输出的表征地球磁场分量的模拟信号；与所述两个仪用放大器连接的若干电阻，用于控制所述两个仪用放大器的放大倍数。

根据本发明的实施例，上述模数转换与基准缓冲电路模块包括：两个单运算放大器，用于放大所述磁场感应与信号放大电路模块输出的模拟信号；与所述两 个单运算放大器连接的若干电阻，用于控制所述两个单运算放大器的放大倍数；模数转换器，用于将所述两个单运算放大器放大的模拟信号转换为数字信号。

根据本发明的实施例，上述控制电路模块包括：微控制器，用作所述控制电路模块的中央处理器，输出控制指令以及根据所述模数转换与基准缓冲电路模块输出的数字信号计算成像扇区数据；与所述微控制器连接的插件，用作所述微控制器的在线串行编程接口。