CN111122977B - 一种过钻头电阻率随钻测量方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过钻头电阻率随钻测量方法以及装置。方法包括：安装一个或多个天线和/或一个或多个纽扣电极，其中，所述纽扣电极安装在钻头侧面和/或钻头箱上，所述天线安装在钻头箱和/或与钻头箱连接的柱状导电金属体上；启用对应的一个或多个天线为发射端口，启用对应的一个或多个天线和/或纽扣电极为接收端口；利用作为所述发射端口的天线在所述钻头箱和/或所述柱状导电金属体上激发电流并发射到周边地层中，与地层形成电流回路；测量和记录所述接收端口接收到的回路电流信号，刻度转换得到过钻头电阻率信息。根据本发明的方法以及装置，可以针对不同应用场景配置发射端口以及接收端口，从而更为准确的获取过钻头电阻率。

Description

一种过钻头电阻率随钻测量方法以及装置

技术领域

本发明涉及地质勘探领域，具体涉及一种过钻头电阻率随钻测量方法以及装置。

背景技术

在油田勘探和开发过程中，需要测量地层地质信息和工程参数。随着勘探开发技术的不断进步，对测量参数的准确性和多样性要求越来越高。所需要的参数往往包含地层环境参数、井下钻具位置、方位以及钻井环境参数等。目前已经有多种常规电缆测井仪器以及随钻测井仪器可以提供以上参数。在随钻仪器中随钻电磁波电阻率仪器作为评价地层性质的重要仪器可以提供地层电阻率信息，来对地层含油性进行评价。但目前随钻电磁波仪器距离钻头往往还有一段距离(>15ft)，因此当仪器响应显示离开或进入储层而需要调整钻头方向时，钻头往往已经穿过地层界面，造成钻头调整不及时。此外，由于目前随钻电磁波或随钻感应类仪器往往具备较大的探测深度，受地层环境影响较大，响应复杂，而且仪器响应受钻铤径向上地层因素影响，基本反映不了钻头前方地层环境因素的变化，因此仪器对层状地层介质界面有较好反应，而对仪器轴向地层介质变化响应不明显。

基于以上认识，有必要发展一种能实时测量钻头前方电阻率的方法和装置。

发明内容

本发明提供了一种过钻头电阻率随钻测量方法，所述方法包括：

安装一个或多个天线和/或一个或多个纽扣电极，其中，所述纽扣电极安装在钻头侧面和/或钻头箱上，所述天线安装在钻头箱和/或与钻头箱连接的柱状导电金属体上；

根据当前的应用场景，启用对应的一个或多个天线为发射端口，启用对应的一个或多个天线和/或纽扣电极为接收端口；

利用作为所述发射端口的天线在所述钻头箱和/或所述柱状导电金属体上激发电流并发射到周边地层中，与地层形成电流回路；

测量和记录所述接收端口接收到的回路电流信号，刻度转换得到过钻头电阻率信息。

在一实施例中：

在所述钻头箱上安装第三天线，在所述柱状导电金属体上安装第一天线以及第二天线，所述第二天线位于所述第三天线与所述第一天线之间并靠近所述第三天线；

以所述第二天线为发射端口；

针对电阻性泥浆环境，以所述第三天线为接收端口，测量和记录所述第三天线接收到的回路电流信号；

针对电导性泥浆环境，以所述第一天线为接收端口，测量和记录所述第一天线接收到的回路电流信号。

在一实施例中，启用一个或多个天线为发射端口，启用一个或多个天线和/或纽扣电极为接收端口，其中，通过不同的发射端口和接收端口组合对应不同的探测深度。

在一实施例中，启用多个天线为发射端口，其中，所有作为发射端口的天线同时激发电流并发射到周边地层中，通过作为所述发射端口的不同的天线组合配置对应不同的探测深度。

在一实施例中，刻度转换得到过钻头电阻率信息，其中，根据具体仪器模型精确数值模拟得到刻度系数或利用对确定电阻率的盐水溶液测量得到不同测量模式下的刻度系数，并存储于该装置配置文件中。

在一实施例中，所述方法还包括：

以所述纽扣电极为接收端口，根据流经钮扣电极的电流信号结合钻具姿态传感器测量得到的信号，经刻度转化后形成地层方位电阻率。

本发明还提出了一种过钻头电阻率随钻测量装置，所述装置包括：

一个或多个天线和/或一个或多个纽扣电极，其中，所述纽扣电极安装在钻头侧面和/或钻头箱上，所述天线安装在钻头箱和/或与钻头箱连接的柱状导电金属体上；

测量模块，其配置为：

确定一个或多个天线为发射端口，确定一个或多个天线和/或纽扣电极为接收端口，

利用所述发射端口激发电流并发射到周边地层中，令所述发射端口、所述接收端口与地层形成电流回路；

测量和记录所述接收端口接收到的回路电流信号，刻度转换得到过钻头电阻率信息。

在一实施例中：

所述钮扣电极表面上与所述钻头和所述钻头箱绝缘，内部通过导线与所述钻头或所述钻头箱连接，使所述钮扣电极与所述钻头箱或所述钻头形成等势面。

在一实施例中：

所述天线为带有磁芯的环形天线，所述天线与所述柱状金属体和所述钻头箱绝缘；

和/或，

所述天线中的一个或多个配置为既可以作为发射端口也可以作为接收端口。

在一实施例中，所述装置包括：

安装在所述钻头上的第一纽扣电极；

安装在所述钻头箱上的第二纽扣电极；

安装在所述钻头箱上的第三天线，其中所述第二纽扣电极位于所述第三天线与所述第一纽扣电极之间；

安装在所述柱状导电金属体上的第二天线以及第一天线，其中，所述第二天线位于所述第三天线与所述第一天线之间；

其中，所述第三天线配置为既可以作为发射端口也可以作为接收端口，所述第二天线配置为发射端口，所述第三天线配置为接收端口。

根据本发明的方法以及装置，可以针对不同应用场景配置发射端口以及接收端口，从而更为准确的获取过钻头电阻率；相较现有技术，本发明的装置结构简单，操作简便，具有很高的推广价值以及实用价值。

本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一实施例的天线以及纽扣电极安装配置示意图；

图2是根据本发明一实施例的过钻头电阻率天线测量原理示意图；

图3是根据本发明一实施例的过钻头电阻率钮扣电极测量原理示意图；

图4是根据本发明一实施例的纽扣电极测量所得方位电阻率成像模拟图；

图5是根据本发明一实施例的装置结构示意图；

图6是根据本发明一实施例的水基钻井液条件下，电流分布示意图；

图7是根据本发明一实施例的油基钻井液条件下，电流分布示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

为了测量到钻头前方地层电阻率信息，考虑到用钻头作为发射电极，将电流发射到地层当中，然后再回流到仪器当中。利用欧姆定律，通过测量回流到仪器中的电流来计算流经地层的电阻率信息。

在实际应用场景中，发射电极的电动势以及接收电极的位置均会对探测深度产生影响，为了适应不同的探测深度以及具体的应用场景需求，在本发明的方法中，采用了多个发射端口以及多个接收端口组合的方式。在近钻头位置安装多个发射端口以及多个接收端口，在实际应用时，根据具体的应用需求，启用不同的发射端口以及接收端口。

具体的，发射端口和接收端口采用天线结构，天线安装在钻头箱和/或与钻头箱连接的柱状导电金属体上，通过作为发射端口的天线在钻头箱和/或柱状导电金属体上激发电流，从而将电流发射到周边地层中，与地层形成电流回路。通过作为接收端口的天线测量回路电流信号。

进一步的，考虑到钻头本身的结构特性以及在实际应用场景运动特性，在本发明的方法中，还采用了纽扣电极作为接收端口。纽扣电极安装在钻头侧面和/或钻头箱上。

具体的，在一实施例中，方法包括以下步骤：

安装一个或多个天线和/或一个或多个纽扣电极，其中，纽扣电极安装在钻头侧面和/或钻头箱上，天线安装在钻头箱和/或与钻头箱连接的柱状导电金属体上；

根据当前的应用场景，启用对应的一个或多个天线为发射端口，启用对应的一个或多个天线和/或纽扣电极为接收端口；

利用作为发射端口的天线在钻头箱和/或柱状导电金属体上激发电流并发射到周边地层中，与地层形成电流回路；

测量和记录接收端口接收到的回路电流信号，刻度转换得到过钻头电阻率信息。

这里需要说明的是，在本发明的方法中，并不具体限定天线以及纽扣电极的安装数量以及具体安装位置，本领域的技术人员可以根据实际需要，确定所需的天线以及纽扣电池的安装数量以及具体安装位置。

具体的，针对一具体的应用场景，如图1所示，在一实施例中，在钻头100上安装纽扣电极150；在钻头箱200上安装纽扣电极140；在钻头箱200上安装天线130，纽扣电极140位于天线130与纽扣电极150之间；在柱状导电金属体300上安装天线120以及天线110，其中，天线120位于天线130与天线110之间且靠近天线130。

进一步的，在一实施例中，启用一个或多个天线为发射端口，启用一个或多个天线和/或纽扣电极为接收端口，其中，通过不同的发射端口和接收端口组合对应不同的探测深度。

具体的，在一实施例中，在测量过钻头电阻率信息的过程中，根据当前的应用场景，启用可以作为发射端口的天线中的一个作为发射端口，启用纽扣电极或可以作为接收端口的天线中的一个纽扣电极或天线作为接收端口，从而获取对应当前应用需求的过钻头电阻率信息。不同的发射端口和接收端口组合对应不同的探测深度。例如，如果存在2个可以启用的发射端口以及2个可以启用的接收端口，发射端口和接收端口可以分别独立启用，那么就相当于可以实现4种不同的探测深度。

进一步的，在一实施例中，根据当前的应用场景，启用可以作为发射端口的天线中的一个作为发射端口，启用纽扣电极或可以作为接收端口的天线中的一个或多个纽扣电极和/或天线作为接收端口，针对每个接收端口的测量信息分别进行计算，从而同时获取不同探测模式的多个过钻头电阻率信息。例如，如果存在2个可以启用的发射端口以及2个可以启用的接收端口，发射端口和接收端口可以分别独立启用且接收端口可以同时启用，那么就相当于可以实现2种不同的探测深度的同时测量。

进一步的，在一实施例中，多个发射端口组合进行电流的激发从而获取不同于单个发射端口的发射电流。具体的，在一实施例中，根据当前的应用场景，启用多个天线为发射端口，其中，所有作为发射端口的天线同时激发电流并发射到周边地层中，通过作为发射端口的不同的天线组合配置对应不同的探测深度。例如，如果存在2个可以启用的发射端口以及2个可以启用的接收端口，发射端口和接收端口可以分别独立启用且发射端口以及接收端口均可以同时启用，那么就相当于可以实现3种不同的发射配置以及2种不同的接收配置，从而一共可以实现6种不同的探测深度。

进一步的，在盐水泥浆环境下，当钻头箱或与钻头箱连接的柱状导电金属体激发出感应电流时。电流沿着钻头箱和钻头流入地层，在盐水泥浆条件下，部分电流经过泥浆回流到柱状导电金属体中。此时钻头箱处的接收端口测得的电流信号里面包含大量直接通过钻井液回流到柱状导电金属体的电流，因此转换得到的电阻率受钻井液影响较大。因此，在一实施例中，针对盐水泥浆环境，将接收端口安装于发射顿的上方一定距离处，可以使接收端口测得的电流信号大部分为从钻头流出，经过地层而流回柱状导电金属体的电流，此时测得的电流信号具备较大的探测深度，更能反映地层电阻率信息。

进一步的，在油基钻井液情况下，电流不能通过泥浆回流到钻铤，只能通过钻头与地层的接触以及钻铤与地层的接触形成电流回路。因此，在一实施例中，令接收端口与发射端口的线圈距很小，此时接收端口测得的电流信号基本为经过钻头流出，进入地层，然后通过柱状导电金属体与地层的接触点进入柱状导电金属体形成的回路电流。如果柱状导电金属体与地层接触点位于接收端口的下方，此时接收端口有可能测不到电流信号，因此在油基泥浆条件下适合用安装在钻头箱的接收端口测得的信号转换得到地层电阻率。发射端口安装在与钻头箱连接的柱状导电金属体上靠近钻头箱的一侧。

具体的，在一实施例中，在钻头箱上安装第三天线，在柱状导电金属体上安装第一天线以及第二天线，第二天线位于第三天线与第一天线之间并靠近第三天线；以第二天线为发射端口；针对电阻性泥浆环境，以第三天线为接收端口，测量和记录第三天线接收到的回路电流信号；针对电导性泥浆环境，以第一天线为接收端口，测量和记录第一天线接收到的回路电流信号。

进一步的，在一实施例中，在刻度转换得到过钻头电阻率信息的过程中，根据具体仪器模型精确数值模拟得到刻度系数或利用对确定电阻率的盐水溶液测量得到不同测量模式下的刻度系数，并存储于该装置配置文件中。

进一步的，由于纽扣电极测量的只是从该电极上流出的电流，因此具备方位特性。在一实施例中，方法还包括：以纽扣电极为接收端口，根据流经钮扣电极的电流信号结合钻具姿态传感器测量得到的信号，经刻度转化后形成地层方位电阻率。

根据本发明的方法以及装置，可以针对不同应用场景配置发射端口以及接收端口，从而更为准确的获取过钻头电阻率；相较现有技术，本发明的装置结构简单，操作简便，具有很高的推广价值以及实用价值。

基于本发明的方法，本发明还提出了一种过钻头电阻率随钻测量装置。具体的，在一实施例中，装置包括：

一个或多个天线和/或一个或多个纽扣电极，其中，纽扣电极安装在钻头侧面和/或钻头箱上，天线安装在钻头箱和/或与钻头箱连接的柱状导电金属体上；

测量模块，其配置为：

确定一个或多个天线为发射端口，确定一个或多个天线和/或纽扣电极为接收端口，

利用发射端口激发电流并发射到周边地层中，令发射端口、接收端口与地层形成电流回路；

测量和记录接收端口接收到的回路电流信号，刻度转换得到过钻头电阻率信息。

具体的，在一实施例中，钮扣电极表面上与钻头和钻头箱绝缘，内部通过导线与钻头或钻头箱连接，使钮扣电极与钻头箱或钻头形成等势面。

具体的，在一实施例中，天线为带有磁芯的环形天线，天线与柱状金属体和钻头箱绝缘。

进一步的，在一实施例中，天线中的一个或多个配置为既可以作为发射端口也可以作为接收端口。

具体的，在一实施例中，作为发射端口的天线在柱状金属体上激发出感应电流，与井眼、周围地层组成电流回路。测量模块分别测量流入或流出上述天线或电极的电流信号，信号经过采集和处理转变为电阻率信息。

进一步的，在一实施例中，测量模块包括信号采集和处理单元、存储单元以及仪器姿态测量单元。

进一步的，在一实施例中，钻头箱及钻头安装于柱状金属体前方，测量模块安装于柱状金属体上。

这里需要说明的是，在本发明的方法中，并不限定必须要安装纽扣电极，在具体的应用场景中，可以根据实际需要确定需要安装的纽扣电极的数量以及位置或是选择不安装纽扣电极。

具体的，针对一具体的应用场景，如图1所示，在一实施例中，装置包括：

安装在钻头100上的纽扣电极150；

安装在钻头箱200上的纽扣电极140；

安装在钻头箱200上的天线130，其中纽扣电极140位于天线130与纽扣电极150之间；

安装在柱状导电金属体300上的天线120以及天线110，其中，天线120位于天线130与天线110之间且靠近天线130；

其中，天线130配置为既可以作为发射端口也可以作为接收端口，天线120配置为发射端口，天线110配置为接收端口。

进一步的，装置还包括测量模块。具体的，在一实施例中，测量模块构造在柱状导电金属体300内部。

具体的，天线110、120以及130为缠在磁芯上的线圈，线圈匝数、磁芯材料、线圈距等根据仪器结构，性能指标以及所需信号情况模拟或试验优选。天线用绝缘材料封装。柱状导电金属体300在本实施列中作为钻铤使用。钮扣电极140以及150表面通过绝缘材料与钻头箱或钻头绝缘隔离，内部通过导线与钻头箱或钻头相连，保证钮扣电极与钻头箱表面等势。钻头100与钻头箱200作为发射电极，与井眼钻井液1000、周围地层2000以及相邻钻铤300形成电流回路。

接下来针对图1所示实施例的纽扣电极以及天线配置详细描述根据本发明实施例的反映钻头前方地层电阻率的测量方法原理。这里需要说明的是，下属实施例分别针对图1所示实施例的纽扣电极以及天线配置的一部分进行测量方法原理的阐述。根据具体的应用需求，本发明其他实施例的装置可以在采用以下描述类似的方法原理的情况下采用不同于图1所示实施例的纽扣电极以及天线配置。

如图2所示，在一实施例中，当环形发射线圈120通频率范围为1kHz-5kHz的交流电，电压为V₀，则会在钻铤300上形成电动势V₁，两者之间的关系为：

V₀/V₁＝N， (1)

N为发射天线120线圈缠绕的匝数。

钻铤300与周围地层介质组成电流回路，钻铤300上的电流一部分通过钻头流经地层然后又流回钻铤300。从钻头流入地层后又回流到钻铤300的电流一部分(如图2所示I₂)被接收线圈120测到，所测到的电流信号I_m与I₂的关系为：

Im＝I2/N1， (2)

其中N1为接收天线110线圈缠绕的匝数。

根据安培定律，回路中地层电阻率可以表示为：

公式(3)中，k为该测量模式下装置刻度系数，可以通过精确数值模拟或实验室水槽试验得到。

利用有限元方法可对该装置以及地层模型进行精确剖分，模拟电流分布规律，从而计算出刻度系数k。也可以利用水槽确定刻度系数，水槽直径大于2m，深度大于2m，水槽内充满电阻率可调的盐水溶液，对比测量得到的电流和溶液已知电阻率，可以计算得到刻度系数，这两种方法可以互相验证。

如图3所示，在一实施例中，当环形发射线圈120通频率1kHz-5kHz范围内的交流电，电压为V0，则会在钻铤300上形成电动势V1，两者之间的关系为：

V₀/V₁＝N， (4)

N为发射天线120线圈缠绕的匝数。

为了测量从钻铤300某一点流出的电流，将该点位置安装纽扣电极150，纽扣电极150在钻铤300表面与钻铤绝缘，但纽扣电极150表面与钻铤300表面保持等势，从而不改变电流在钻铤周围的分布。当纽扣电极150测得的电流信号为I_b时，回路中地层电阻率可以表示为：

公式(5)中，k1为装置该测量模式下刻度系数。

天线130作为发射天线，施加频率范围为1kHz-5kHz的交流电时，电压为V’，测量原理类似，则会在钻铤300上形成电动势V₁，两者之间的关系为：

V'/V'₁＝N'， (6)

N’为发射天线130线圈缠绕的匝数。

当纽扣电极150测得的电流信号为I'_b时，回路中地层电阻率可以表示为：

公式(7)中，为装置该测量模式下刻度系数。

天线120和天线130交替发射时，对于纽扣电极150可以得到两种探测深度的地层电阻率。

当天线120和天线130同时发射时，回路中相当于存在两个电源，天线120和130的输入电压分别为V和V’时，则回路中的电压为V₁+V'₁。当纽扣电极150测得的电流信号为I”_b时，则可以得到第三种探测深度的地层电阻率：

公式(8)中，为装置该测量模式下刻度系数。

结合本实施例中有两个纽扣电极(140和150)，可以得到六种探测深度的地层电阻率信息。

进一步的，在一实施例中，由于纽扣电极测量的只是从该电极上流出的电流，因此具备方位特性，结合姿态测量装置测量得到的钻头姿态信息，可以得到方位电阻率信息。具体的，如图4所示，图4是一实施例中一个纽扣电极测量所得方位电阻率成像模拟图。其中该地层模型包含两层地层，上方地层3000电阻率为10Ω.m，下方地层4000电阻率为1Ω.m，井眼轨迹5000如图所示，其中6000位该地层模型井眼轨迹下纽扣电极电阻率响应成像模拟结果。利用成像模拟结果可精确确定层界面方位，利用其高分辨率成像也可以进行裂缝分析和地层沉积特征分析。

进一步的，如图5所示，在一实施例中，测量模块包括控制中心10、信号采集单元20、信号发生单元30、电源管理单元40、存储单元50通信单元60。其中，控制中心10负责该系统的时序控制、数据处理以及与外部设备进行通信；信号采集单元20由阻抗匹配电路、滤波电路、信号放大电路和AD转换电路等组成，实现接收天线110、130和接收电极140、150的小信号采集；信号发生单元30采用DDS模式生成正弦信号，由DDS发生器、滤波电路、功率放大器和阻抗匹配电路等组成；电源管理单元40负责该系统的电源分配、监测与控制，提高电源的使用效率与可靠性；存储单元50实现接收信号原始数据和系统运行状态数据的存储，主要包括实时时钟电路与存储电路两个部分；通信单元60实现该系统与外部设备的数据通信，接口形式有RS232、485、CAN、单总线等井下仪器常用端口。

在本实施例中，至少有三种工作模式。

工作模式一：控制中心10使天线130切换至接收端，天线120发射频率1kHz-5kHz范围内的信号，天线110、130、电极140、150同时接收；

工作模式二：控制中心10使天线130切换至发射端，天线130发射频率1kHz-5kHz范围内的信号，电极140、150同时接收；

工作模式三：控制中心10使天线130切换至发射端，天线120、130同时发射频率1kHz-5kHz范围内的信号，电极140、150同时接收。

进一步的，在一实施例中，在盐水泥浆环境下，如图6所示，发射天线120在钻铤300中激发出感应电流。钻铤中的电流沿着钻头箱和钻头流入地层，在盐水泥浆条件下，部分电流经过泥浆回流到钻铤中。此时接收天线130测得的电流信号里面包含大量直接通过钻井液回流到钻铤的电流，因此转换得到的电阻率受钻井液影响较大。通过仪器设计，将接收天线110安装于发射天线120的上方一定距离处，可以使接收天线110测得的电流信号大部分为从钻头100流出，经过地层2000而流回钻铤的电流，此时测得的电流信号具备较大的探测深度，更能反映地层电阻率信息。

进一步的，在一实施例中，在油基钻井液情况下，如图7所示，电流不能通过泥浆回流到钻铤，只能通过钻头与地层的接触以及钻铤与地层的接触形成电流回路。此时通过仪器设计可以使接收天线130与发射天线120的线圈距很小，此时接收天线120测得的电流信号基本为经过钻头流出，进入地层，然后通过钻铤与地层的接触点进入钻铤形成的回路电流。如果钻铤与地层接触点位于接收天线110的下方，此时接收天线有可能测不到电流信号，因此在油基泥浆条件下适合用接收天线130测得的信号转换得到地层电阻率。

综上，根据本发明的方法以及装置，可以针对不同应用场景配置发射端口以及接收端口，从而更为准确的获取过钻头电阻率；相较现有技术，本发明的装置结构简单，操作简便，具有很高的推广价值以及实用价值。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种过钻头电阻率随钻测量方法，其特征在于，所述方法包括：

安装多个天线和多个纽扣电极，其中，所述多个纽扣电极分别安装在钻头侧面和钻头箱上，所述多个天线分别安装在钻头箱和与钻头箱连接的柱状导电金属体上，其中，在所述柱状导电金属体上安装第一天线以及第二天线，在所述钻头箱上安装第三天线，所述第二天线位于所述第三天线与所述第一天线之间并靠近所述第三天线；

根据当前的应用场景，启用对应的一个或多个天线为发射端口，启用对应的一个或多个天线和/或纽扣电极为接收端口，以通过不同的发射端口和接收端口组合的方式来对应不同的探测深度；

利用作为所述发射端口的天线在所述钻头箱和/或所述柱状导电金属体上激发电流并经过钻头流出而发射到周边地层中，与地层形成电流回路；

测量和记录所述接收端口接收到的回路电流信号，刻度转换得到过钻头电阻率信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

以所述第二天线为发射端口；

针对电阻性泥浆环境，以所述第三天线为接收端口，测量和记录所述第三天线接收到的回路电流信号；

针对电导性泥浆环境，以所述第一天线为接收端口，测量和记录所述第一天线接收到的回路电流信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，启用一个或多个天线为发射端口，启用一个或多个天线和/或纽扣电极为接收端口，其中，通过不同的发射端口和接收端口组合对应不同的探测深度。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，启用多个天线为发射端口，其中，所有作为发射端口的天线同时激发电流并发射到周边地层中，通过作为所述发射端口的不同的天线组合配置对应不同的探测深度。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，刻度转换得到过钻头电阻率信息，其中，根据具体仪器模型精确数值模拟得到刻度系数或利用对确定电阻率的盐水溶液测量得到不同测量模式下的刻度系数，并存储于装置配置文件中。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

以所述纽扣电极为接收端口，根据流经钮扣电极的电流信号结合钻具姿态传感器测量得到的信号，经刻度转化后形成地层方位电阻率。

7.一种过钻头电阻率随钻测量装置，其特征在于，所述过钻头电阻率随钻测量装置用来实现如权利要求1～6中任一项所述的方法，所述装置包括：

多个天线和多个纽扣电极，其中，所述多个纽扣电极分别安装在钻头侧面和钻头箱上，所述多个天线分别安装在钻头箱和与钻头箱连接的柱状导电金属体上，其中，在所述柱状导电金属体上安装第一天线以及第二天线，在所述钻头箱上安装第三天线，所述第二天线位于所述第三天线与所述第一天线之间并靠近所述第三天线；

测量模块，其配置为：

确定一个或多个天线为发射端口，确定一个或多个天线和/或纽扣电极为接收端口，以通过不同的发射端口和接收端口组合的方式来对应不同的探测深度，

利用所述发射端口激发电流并经过钻头流出而发射到周边地层中，令所述发射端口、所述接收端口与地层形成电流回路；

测量和记录所述接收端口接收到的回路电流信号，刻度转换得到过钻头电阻率信息。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：

所述钮扣电极表面上与所述钻头和所述钻头箱绝缘，内部通过导线与所述钻头或所述钻头箱连接，使所述钮扣电极与所述钻头箱或所述钻头形成等势面。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：

所述天线为带有磁芯的环形天线，所述天线与所述柱状金属体和所述钻头箱绝缘；

和/或，

所述天线中的一个或多个配置为既可以作为发射端口也可以作为接收端口。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括：

安装在所述钻头上的第一纽扣电极；

安装在所述钻头箱上的第二纽扣电极；

安装在所述钻头箱上的第三天线，其中所述第二纽扣电极位于所述第三天线与所述第一纽扣电极之间；

安装在所述柱状导电金属体上的第二天线以及第一天线，其中，所述第二天线位于所述第三天线与所述第一天线之间；

其中，所述第三天线配置为既可以作为发射端口也可以作为接收端口，所述第二天线配置为发射端口，所述第三天线配置为接收端口。

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