[发明专利]一种随钻方位电磁波电阻率测井仪的天线收发电路

说明书

本发明公开了一种随钻方位电磁波电阻率测井仪的天线收发电路，其包括有接收单元和发射单元，接收单元包括有接收天线、调理电路、第一调整电容C_ad、第一调整电阻R_ad和多个第一谐振匹配电路，多个第一谐振匹配电路相互并联，第一调整电容C_ad串接于接收天线的第一端与第一谐振匹配电路的第一端之间；发射单元包括有发射天线、发射电路、第二调整电容C_ad1、第二调整电阻R_ad1和多个第二谐振匹配电路，第二调整电容C_ad1串接于发射天线的第一端与第二谐振匹配电路的第一端之间；第一谐振匹配电路包括有依次串联的谐振电感和谐振电容，第二谐振匹配电路与第一谐振匹配电路的电路结构相同。本发明能够提高天线利用率、易于调试与维护、电路结构更加简单。

技术领域

本发明涉及随钻方位电磁波电阻率测井仪，尤其涉及一种随钻方位电磁波电阻率测井仪的天线收发电路。

背景技术

随钻方位电磁波电阻率测井仪可以实时检测地层界面相对于井眼的方位和距离信息，用于精确地质导向，避免钻头钻出储集层，在水平井和大斜度井钻井中具有重要作用。国内外各测井公司分别研制了随钻电磁波电阻率测井仪器，2005年，斯伦贝谢公司推出第一代随钻方位电阻率测井仪器，实现了地层方位电阻率测量；2006年，贝克休斯公司推出了随钻方位电阻率测井仪；2007年，哈里伯顿公司推出了随钻方位深探测电磁波电阻率测井仪，提供32个扇区的电阻率信息；2014年，中国石油长城钻探工程有限公司首先推出了国内随钻方位电磁波电阻率测井仪；2015年，中海油田服务股份有限公司推出了1套随钻电磁波阵列补偿传播电阻率测井仪。方位电磁波电阻率只需要在传统随钻电磁波电阻率基础上把接收线圈增加一个倾斜角度或者横向放置就可以实现，因此天线收发匹配电路基本一致，随钻电磁波电阻率测井仪在不同发射频率下具有不同的地层探测深度与地层界面探测分辨率，传统的方法是一个天线匹配一个频率，最新改进的方法是一个天线同时匹配2个频率来提高天线的利用率，这两个频率通常折中选择了400kHz和2MHz双频谐振匹配，现有的双频谐振匹配在参数选择上非常困难，是一个重要的技术难点。

现有技术中，不同的发射频率条件下，方位电磁波的地层探测深度和地层界面探测分辨率不同，频率越低，探测深度越深，但地层界面探测的分辨率越低；频率越高，探测深度越浅，但地层界面探测的分辨率越高。为了综合高低频的优缺点，局限于仪器的收发天线的个数，通常选择400kHz和2MHz两种频率。传统的方法是一个天线匹配一个频率，天线的利用率很低，最新改进的天线电路请参见图1，其实现了一个天线匹配两个频率的双频谐振匹配，提高了天线利用率，但是仍然存在如下缺陷：

首先，匹配电路包含一个变压器和调谐电感，该变压器的初级电感、调谐电感以及天线电感对匹配效果影响很大。变压器、调谐电感和天线设计需要严格控制电感参数，而且变压器通常磁路闭合，初次级电感受温度以及发射功率影响较大，造成谐振点的漂移；

其次，双频谐振匹配包含的一个天线调谐电容和两个匹配调谐电容，其中匹配调谐电容与调谐电感和变压器初级线圈电感之间互相耦合，共同决定谐振频率，对技术人员的专业要求很高，电路调试的时候需要十分谨慎，调试难度很大；

此外，双频谐振匹配电路只能实现两个频点的匹配，无法实现一个收发天线同时实现更多频点的匹配，天线的利用率不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种用于随钻方位电磁波电阻率测井仪，并且能够提高天线利用率、易于调试与维护、电路结构更加简单的天线收发电路。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。