一种随钻传播电阻率测井仪器设计思路[论文]

一种随钻传播电阻率测井仪器的设计思路

摘要调研目前国内外的主要随钻电阻率仪器，总结各自特性和优缺点，取长补短设计了一种新型的随钻传播电阻率仪器，并分析了其具体的测量方式、实现方法，并付诸实践，从电子线路、软件设计、硬件匹配等方面，分析选择电子器件的注意事项和优缺点。通过模拟测量实验，分析认为仪器达到了设计目标、性能稳定，测量准确。

关键词随钻电阻率测井仪器设计

中图分类号：p631.8 文献标识码：a

随钻测井技术（measurement while drilling）是一种全新的测井技术，主要伴随着水平井和大斜度井的发展而发展起来的一种测井技术，它不同于电缆测井技术，随钻测井是在钻井的过程中，随着钻井仪器的钻井，随钻测井便实时的开始测量地层参数，因此，随钻测井技术时效性非常强，测井的精度也必将非常高，另外由于不需要将钻杆等取出井再进行测量等操作，将测井的成本控制到了最小，并且在某些情况下，电缆测井无法使用，如水平井的水平段，常规电缆测井无法进行测量，或者钻井时间过长的时候，都需要使用随钻测井来代替电缆测井。

1 一般随钻电阻率仪器的工作原理

图1为西方阿特拉斯公司最早设计的随钻电阻率测井的收发线圈系统，分别有一个发射线圈tc，两个接收线圈rc，因此这种结果就会在地层中形成2个变压器结构，钻杆起到了承接的作用，对发

射线圈而言，其相当于变压器的次级，而对接收线圈而言，其相当于变压器的初级。其工作原理是，在钻井的过程中，电阻率仪器开始工作，首先给发射线圈供以交变激励电流，然后再两个等效变压器上会产生一定的电动势，以便在钻杆和地层之间形成电路回流，使电流进入地层获取地层信息，如此在钻井深入的过程中，电阻率仪器便不断获取地层中的信息。电流回流到接受线圈时，在接收线圈上会产生感生电动势，测量钻杆上所感生的电动势和接收线圈上所感生的电压即可得到近钻头电阻率。

2传播电阻率测井仪器的设计与实现

笔者设计的随钻传播电阻率仪器，主要结构图如图2，该系统的测量主要装置安装在接近钻头的特殊钻杆以内，该钻杆性质指标优异，它的探测装置采用单发双收的结构，主要由钻杆上的发射线圈、和钻杆下部的两个接收线圈组成，工作的时候发射线圈发射激励电流，电流经过井眼进入到地层中，然后电流流经地层后携带地层的信息回到接收线圈，另外发射变压器会将电流分成两个部分，分别对应发射电极和回路电极，使得电流进入地层更深，同样两支电流进入地层，就使得传播电阻率仪器具有不同的探测深度。

3电子器件的选择

由于随钻仪器安装在钻杆上，因此在钻进的过程中测量，这种方式限制了输电线路的使用，因此通常使用高容量的电池来进行供电，但长时间的井下环境工作，对电池的要求非常高，同时对仪器的体积、功耗和温度都是严峻的考验，必须在选择电子器件的时候

加以考虑，主要是考虑集成电路的工作方式组号以串行方式，另外电阻电容和集成电路都需要需用耐高温的器件，最好选用军方的电子器件标准。

4结论

本文设计的一种随钻传播电阻率测井仪器，其电路功能实现虽然不是很难，但是要求在如此恶劣的环境中可靠运行，因此电路器件的制作工艺要求严谨。比如上面提到的元器件的选择、仪器与线圈等各部分之间的可靠联接、仪器骨架的抗振设计及其可靠密封等。最后通过模拟井下随钻测井环境，运行良好，试验表明，该仪器能够完成各项设计指标要求，性能良好，稳定可靠。

参考文献

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