CN111474591B - 方位阵列侧向用均质地层残余电位差和主屏流比测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种方位阵列侧向用均质地层残余电位差和主屏流比测试方法，通过主监控电路量化测量主监控电路各级放大倍数、滤波特性、V/I转换系数、主电流大小、主监控电路的反馈系数；通过辅监控电路测试屏流参数，包括选频特性、电压转换系数和屏流大小，计算得到残余电位差和主屏流比；通过主屏流比测试电路测量残余电位差和主屏流比参数；将计算获得的残余电位差和主屏流比和测量获得的残余电位差和主屏流比进行比较，验证仪器参数是否达到设计要求。本发明通过给定正演模型测量得到主屏流比，通过主屏流比和电路的电气限定条件得到屏流范围和主流范围，进而指导主监控电路的放大倍数、X/I转换系数和屏流变压器，从方法上指导仪器电路设计。

Description

方位阵列侧向用均质地层残余电位差和主屏流比测试方法

技术领域

本发明属于石油测井技术领域，具体涉及一种方位阵列侧向用均质地层残余电位差和主屏流比测试方法。

背景技术

在国内测井仪器领域，从双侧向仪器、高分辨率双侧向仪器主要采用硬聚焦，即主监控(主聚焦)电路由硬件模拟电路直接产生电流，相比之下软聚焦方式采用测量监督电极电位差，把该电位差信号进行采集、FFT变化、功率调整计算后把信号控制输出到主电流；阵列侧向仪器国内测井仪器既有软聚焦(又称计算聚焦)方式，又有硬件聚焦方式，方位阵列侧向采用硬件聚焦方式。

软聚焦方式要求监督电极电位差采集越准确越好，建立方程使得监督电极电位差为零，控制主电流输出，硬聚焦要求监督电极残余电位差越小越好，但并不需要参与计算和控制主电流。

国内目前侧向仪器设计是从模拟仿真开始设计仪器指标，该设计指标不能保证仪器电路设计完毕后能够实现和达到该仪器设计指标，存在仪器研制完毕后测井结果无法达到预期目的。出现这个问题的根本原因是仪器设计和电路设计的脱节，没有量化电路参数和性能，影响仪器精度最重要的主屏流比参数和残余电位差参数目前还无法在电路测量上进行量化。迫切需要一种能够在仪器设计之初提供地层仿真电阻的前提下能够对主屏流比参数和残余电位差参数进行量化测量，为仪器设计和电路设计提供互相验证的量化测试方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种方位阵列侧向用均质地层残余电位差和主屏流比测试方法，用于方位阵列侧向仪器的主监控(主聚焦)电路、辅监控(辅聚焦)电路的精度测量和均质地层正演模型残余电位差和主屏流比测量，该方法可以适用于阵列侧向、双侧向所有硬聚焦的侧向类仪器。

本发明采用以下技术方案：

方位阵列侧向用均质地层残余电位差和主屏流比测试方法，包括以下步骤：

S1、通过主监控电路量化测量主监控电路各级放大倍数、滤波特性、V/I转换系数、主电流大小、主监控电路的反馈系数；通过辅监控电路测试屏流参数，包括选频特性、电压转换系数和屏流大小，然后计算得到残余电位差和主屏流比；

S2、通过主屏流比测试电路测量残余电位差和主屏流比参数；

S3、将步骤S1计算获得的残余电位差和主屏流比和步骤S2测量获得的残余电位差和主屏流比进行比较，验证仪器参数是否达到设计指标。

具体的，步骤S1中，主监控电路包括依次连接的5级放大电路、高通和低通电路和反馈系数测试电路，5级放大电路并联连接V/I转换电路；测试模拟分压电阻网络为R’A1M1、R’M1M0、R’M0A0和R’A0A1，主监控输入端为M1、M0，测试电路信号源来自信号发生器分压信号，V/I转换电路V0断开能够进行主监控电路开环放大倍数测量，V/I电路与RVI串联组成V/I转换电路，实现主电流输出；RVI为V/I转换系数，主电流大小为V0/RVI；G1、G2、G3、G4、G5均为单独逐级测量，每一级单独调节信号发生器信号大小，测量前一级输出和本级输出电压值获得。

进一步的，第4级放大输出电位V0计算如下：

V0＝G1*G2*G3*G4*VM1M0

其中，G1、G2、G3、G4为各级放大倍数，VM1M0为分压网络R’M1M0上电压信号；

主监控放大倍数G计算如下：

G＝G1*G2*G3*G4

主监控电路的反馈系数K计算如下：

K＝(闭环后的V4/开环后的V4)*100％＝(闭环后的VM1M0/开环后的V M1M0)*100％主监控V/I转换系数KVI计算如下：

KVI＝I0/V0＝1/RVI

其中，I0为V/I转换电路的输出电流，V4为4级放大输出端电压。

具体的，步骤S1中，辅监控电路中，初级线圈电位VOUT经功率驱动电路PA连接带通电路，带通电路经加法电路依次连接高通滤波和仪表运放，仪表运放连接屏流测试电阻RA2A1的A1、A2端的监督电极M2、M3，加法电路连接单频输入信号为Vi；次级线圈电位V1连接屏流测试电阻RA2A1；工作过程中，功率调整后的混频中各频率分量信号通过各自的屏流电路的Vi进行控制调整，测试电路中M2、M3置零或短接，测试初级线圈电位VOUT和单频DAC输出信号Vi。

进一步的，辅监控电路中屏流电压系数Kv为：

Kv＝V1/Vi＝(VOUT/N)/Vi＝VOUT/(N*Vi)

屏流大小IA1为：

IA1＝V1/RA2A1

其中，N为初级线圈和次级线圈匝数比，RA2A1为变压器输出端负载A2、A1之间的屏流测试电阻。

具体的，步骤S2中，调节信号发生器输出Fi(Vi)，辅聚焦选频电路输入端短路接地，所有测试均为单频测试，主屏流比：

KA0A1＝IA0/IA1＝(VA0B/RA0B)/(V1/RA1B)

KM1M0＝((VM1-VM0)/VM0)*100％＝(VM1M0/VM0)*100％

IM1M0＝VM1M0/RM1M0

其中，RA0B、RA1B为正演综合电阻率，VA0B、V1为A0、A1端对回路电极B的测量电位差；KM1M0为实际测试过程残余电位差，使用VM1M0直接测量作为VM1-VM0。

具体的，步骤S3中，

S301、变压器初级绕组的电压VOUT≤24V，根据初级次级绕组比N决定次级绕组电压V1，不同地层、不同井眼、不同泥浆正演结果对应不同的RA1B，计算屏流为：

IA1＝V1/RA1B＝VOUT/(N*RA1B)≤24/(N*RA1B)

其中，V1为A1端的电位，RA1B为A1端对回路电极B的电阻；

S302、根据不同模式的主屏流比计算得到对应模式下的主流大小为：

IA0＝IA1*KA0A1≤(24*KA0A1)/(N*RA1B)

其中，KA0A1为各模式下的主屏流比；

S303、计算得到残余电压差，确定初级线圈和次级线圈匝数比N、V/I转换系数RVI、各级放大倍数G1、G2、G3、G4的参数。

进一步的，步骤S302中，方位阵列侧向六种模式下的发射和回路模型为：

模式一中，A0为主电流，A1为发射电极，A2、A3、A4、A5、A6、B为等电位接收回路电极；

模式二中，A0为主电流，A1、A2为发射电极，A3、A4、A5、A6、B为等电位接收回路电极；

模式三中，A0为主电流，A1、A2、A3为发射电极，A4、A5、A6、B为等电位接收回路电极；

模式四中，A0为主电流，A1、A2、A3、A4为发射电极，A5、A6、B为等电位接收回路电极；

模式五中，A0为主电流，A1、A2、A3、A4、A5为发射电极，A6、B为等电位接收回路电极；

模式六中，A0为主电流，A1、A2、A3、A4、A5、A6为发射电极，B为接收回路电极；

模式一、二、三、四、五、六分别对应6种频率f1、f2、f3、f4、f5、f6。

进一步的，步骤S303中，VM1M0＝IA0*RVI/G≤((24*KA0A1)/(N*RA1B))*(RVI/(G1*G2*G3*G4))；VM1M0≥0.1uV。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明方位阵列侧向用均质地层残余电位差和主屏流比测试方法，既可以单独测量主监控电路和辅监控电路的各参数，可以对所有主监控测量参数进行量化，可以单独测量屏流参数和控制关系，可以综合检验和测量仪器主屏流比和残余电位差，进而计算仪器测量精度和误差。

进一步的，主监控电路的精度直接影响仪器的测量精度，本发明的重点不在于主监控电路，重点在于主监控电路参数的测试方法。主监控电路测试方法目的和好处是用于量化测量主监控电路各级放大倍数、滤波特性、V/I转换系数、主电流大小、主监控电路的反馈系数。

进一步的，主监控电路参数的测试方法不仅可以单独测量主监控电路参数性能，方位侧向有多个主监控电路，该测试方法测试结果可以用于量化各个主监控电路的一致性、重复性。

进一步的，本发明的重点不在于辅监控电路，重点在于辅监控电路参数的测试方法。辅监控电路参数的测试方法目的和好处是用于测试屏流参数，包括选频特性、电压转换系数、屏流大小。

进一步的，辅监控电路参数的测试方法不仅可以单独测量辅监控电路参数性能，方位阵列侧向有多个辅监控电路，该测试方法测试结果可以用于量化各个辅监控电路的一致性、重复性。

进一步的，方位阵列侧向仪的主屏流比测试电路的目的和好处是该方法可以脱离仪器，借助于主监控电路、辅监控电路、电阻网络以及信号发生器设备就可以综合测量残余电位差和主屏流比参数。

进一步的，仪器参数设计之初和设计完成后的设计指标和测量指标对比，测试仪器电路参数是否达到设计目的，验证仪器设计是否合理，是否达到设计指标。

进一步的，六种模式设置的目的或好处是在方位测量的基础上为仪器提供不同的探测深度。

进一步的，根据S3步骤互相验证电路参数与仪器设计参数的差距，继续优化主监控电路参数和辅监控电路参数，不断调整电路参数N、RVI、G1、G2、G3、G4，使得电路参数测试结果满足仪器设计指标；若电路参数不管怎么调整主屏流比和残余电位差都无法满足设计指标，则倒逼仪器设计进行更改设计，更改和优化仪器设计。

综上所述，本发明更加现实的意义在于给定正演模型后，测量得到主屏流比等参数后，通过主屏流比和电路的电气限定条件可以得到屏流范围、主流范围，进而指导主监控电路的放大倍数、X/I转换系数和屏流变压器的设计，真正从方法上指导仪器电路设计。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为方位阵列侧向仪器电极系功能框图；

图2为方位阵列侧向6种模式下发射与回路模型；

图3为方位阵列侧向6种模式简化发射与回路等效模型；

图4为方位阵列侧向仪器主监控电路参数测试方法框；

图5为方位阵列侧向仪器辅监控电路参数测试方法框图；

图6为方位阵列侧向均质地层模型残余电位差和主屏流比测试方法框图。

具体实施方式

本发明提供了一种方位阵列侧向用均质地层残余电位差和主屏流比测试方法，针对方位阵列侧向硬聚焦主监控电路参数无法量化对比，以及外接模拟盒后的残余电位差和主屏流比精度量化测量无法提供给方法设计人员。

本发明一种方位阵列侧向用均质地层残余电位差和主屏流比测试电路，包括主监控电路、辅监控电路和主屏流比测试电路，能够直接用于对比和验证仪器设计方法正演结果合理与否，间接反馈推动仪器设计方法对仪器电路设计的指导。具体为：

主监控电路用于量化测量主监控电路各级放大倍数、滤波特性、V/I转换系数、主电流大小、主监控电路的反馈系数，包括主监控测试电路和反馈系数测试电路，

主监控测试电路包括第一级放大、高通滤波、第二级放大、第三级放大、低通和第四级放大、V/I转换、第五级放大。

辅监控电路用于测试屏流参数，包括选频特性、电压转换系数、屏流大小，包括单频控制和选频电路、驱动电路、聚焦变压器和屏流负载；

主屏流比测试电路用于综合测量残余电位差和主屏流比参数，包括主监控电路、辅监控电路、主屏流比测试电路。

测试过程为：

S1、主监控电路测得主监控电路的各参数，辅监控电路测试辅监控电路各参数，计算得到残余电位差和主屏流比；

S2、主屏流比测试电路测量与仪器最终电阻率测量误差指标最关键的两个参量：残余电位差和主屏流比；

S3、将步骤S1计算获得的残余电位差和主屏流比和步骤S2测量获得的残余电位差和主屏流比进行比较，验证仪器参数是否达到设计指标。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对方位阵列侧向仪器而言，主要电极A0分为6个方位，A01、A02、A03、A04、A05、A06，相对应的主监控电极M0和M1也分为6个方位，M01、M02、M03、M04、M05、M06与M11、M12、M13、M14、M15、M16，屏蔽电极上下对称，分别为A1、A2、A3、A4、A5、A6与A1’、A2’、A3’、A4’、A5’、A6’，屏流监督电极上下对称，分别为M2、M3、M4、M5与M2’、M3’、M4’、M5’，回路电极为B，总共39个电极。仪器工作模式包括6种频率、6种工作模式，不同的工作模式对应不同的发射和接收回路电极。

本发明一方面避免了方法设计与仪器设计脱节，另一方面可以提前计算和指导主监控电路、辅监控电路的参数选择和电路参数设计，避免了仪器设计完成后测井曲线结果与预期误差很大，在一定程度上也避免了主监控电路、辅监控电路等各个模块单独调试功能正常，联调测井后出现问题不知道原因在何处的困境。

请参阅图1，方位阵列侧向仪器包括39个电极，其中A0n、M0n、M1n为主电流产生电路，硬聚焦模式下，主监控电极M0n、M1n之间的电位差称为主监控残余电位差，但是在实际设计中给出的是百分比表述形式，用于计算仪器最终电阻率测量误差。

屏流电极A1、A2、A3、A4、A5、A6与A1’、A2’、A3’、A4’、A5’、A6’对应电气连接，A1、A2、A3、A4、A5、A6、B通过变压器次级绕组相连，A1’、A2’、A3’、A4’、A5’、A6’也通过变压器次级绕组相连，F1、F2、F3、F4、F5、F6和F1’、F2’、F3’、F4’、F5’、F6’分别为6种模式对应的6种频率信号，A3*、A4*、A5*、A6*和A3’*、A4’*、A5’*、A6’*分别为对应电极上的采样电极，M2、M3、M4、M5和M2’、M3’、M4’、M5’为屏流监督电极。

请参阅图4，主监控电路包括5级放大电路、V/I转换电路、高通和低通电路、反馈系数测试电路。R’A1M1、R’M1M0、R’M0A0、R’A0A1为测试模拟分压电阻网络，M1、M0为主监控输入端，测试电路信号源来自信号发生器分压信号，V0断开可以进行主监控电路开环放大倍数测量，V0＝G1*G2*G3*G4*VM1M0，其中G1、G2、G3、G4为各级放大倍数，V0为第4级放大输出电位，即V4，第5级放大设置为1倍，所以V0、V4、VI0等价，VM1M0为分压网络R’M1M0上电压信号，V/I电路与RVI组成V/I转换电路，实现主电流输出；RVI为V/I转换系数，主电流大小为V0/RVI；由于放大倍数大，G1、G2、G3、G4、G5均为单独逐级测量，每一级单独调节信号发生器信号大小，测量前一级输出和本级输出电压值获得，即

G1＝V1/VM1M1；G2＝V2/V1；G3＝V3/V2；G4＝V4/V3；G5＝V5/V4；

主监控电路反馈系数K＝(闭环后的V4/开环后的V4)*100％＝(闭环后的VM1M0/开环后的V M1M0)*100％，K值越小，说明主监控电路聚焦效果越好，M1和M0上的残余电位差越小；RVI固定时，RVI越小，K越小；合理选择RVI和G是提高主聚焦效果的途径。

请参阅图5，辅监控电路具体为：Vi为单频输入信号，M2、M3为A1、A2之间监督电极，PA为功率驱动电路，RA2A1为屏流测试电阻，V1、VOUT为次级、初级线圈电位，屏流大小IA1＝V1/RA2A1；仪器工作过程中，M2、M3为混频信号，Vi为单频DAC输出信号，功率调整后的混频中各频率分量信号通过各自的屏流电路的Vi进行控制调整，测试电路中M2、M3必须置零或者短接，测试VOUT和Vi，求得屏流电压系数Kv＝V1/Vi＝(VOUT/N)/Vi＝VOUT/(N*Vi)，N为初级线圈和次级线圈匝数比。

请参阅图2，A0为主电流电极，A1、A2、A3、A4、A5、A6为屏流电极，B为回路电极，方位阵列侧向六种模式下的发射和回路模型为：

模式一中，A0为主电流，A1为发射电极，A2、A3、A4、A5、A6、B为等电位接收回路电极；

模式二中，A0为主电流，A1、A2为发射电极，A3、A4、A5、A6、B为等电位接收回路电极；

模式三中，A0为主电流，A1、A2、A3为发射电极，A4、A5、A6、B为等电位接收回路电极；

模式四中，A0为主电流，A1、A2、A3、A4为发射电极，A5、A6、B为等电位接收回路电极；

模式五中，A0为主电流，A1、A2、A3、A4、A5为发射电极，A6、B为等电位接收回路电极；

模式六中，A0为主电流，A1、A2、A3、A4、A5、A6为发射电极，B为接收回路电极；

模式一、二、三、四、五、六分别对应6种频率f1、f2、f3、f4、f5、f6。

请参阅图3，以模式三为例，A1、A2、A3完全聚焦等电位等效为发射电极A1，回路电极A4、A5、A6、B等电位，等效为回路电极B，最终模式三完成如图等效，所有模式都可以等效为图五所示。A0为主电流电极，A1为等效发射电极，B为等效回路电极，RA0B、RA1B、RA1A0分别为A0电极、A1电极、A1与A0电极地层等效电阻，该电阻值考虑井眼大小、泥浆、地层电阻率大小后的综合等效电阻。

请参阅图6，结合图1、图2、图3、图4、图5中定义和测试方法，把主监控电路、屏流监控电路融合到一起进行主屏流比测量和残余电位差测量，其中RA1B、RA0B为A0、A1电极对回路电极B在模式三(适用于所有模式，只是等效电阻值不一样)给定井眼大小、泥浆、地层电阻率条件下的综合电阻值，同理RA1M1、RM1M0、RM0A0为上述条件下的A1与M1之间、M1与M0之间、M0与A0之间的综合电阻值。

残余电位差和主屏流比测量过程如下：

S101、计算主监控放大倍数和反馈系数、V/I转换系数：

(1)G＝G1*G2*G3*G4,G为主监控放大倍数；

(2)K＝(闭环后的V4/开环后的V4)*100％＝(闭环后的VM1M0/开环后的V M1M0)*100％，K为主监控电路的反馈系数；

(3)KVI＝I0/V0＝1/RVI，KVI为主监控V/I转换系数；

S102、计算辅监控电路屏流参数：

(4)Kv＝V1/Vi＝(VOUT/N)/Vi＝VOUT/(N*Vi)，Kv为屏流电压系数；

(5)IA1＝V1/RA2A1，IA1为屏流大小；

S2、调节信号发生器输出Fi(Vi)，辅聚焦选频电路输入端短路接地，所有测试均为单频测试，主屏流比：

(6)KA0A1＝IA0/IA1＝(VA0B/RA0B)/(V1/RA1B)，其中RA0B、RA1B为正演综合电阻率，VA0B、V1为A0、A1端对回路电极B的测量电位差；

(7)KM1M0＝((VM1-VM0)/VM0)*100％＝(VM1M0/VM0)*100％，KM1M0为实际测试过程残余电位差，VM1、VM0测试电位值采用最高精度的万用表也无法分辨到uV，使用VM1M0直接测量作为VM1-VM0；

(8)IM1M0＝VM1M0/RM1M0；

S3、残余电位差和主屏流比测试方法更大的指导作用在于对仪器设计的指导，方法模型正演会给出RA0B、RA1B、RM1M0、RM0A0各综合电阻值，也会给出各模式下的主屏流比IA0/IA1，残余电位差KM1M0；根据主屏流比可以直接得出主监控和屏流监控的设计参数，指导过程如下：

S301、屏流限制条件为变压器初级绕组的电压VOUT，该电压受限于辅监控电路板的供电电压一般小于±24V，即VOUT≤24V(峰峰值)，初级次级绕组比N决定了次级绕组电压V1，不同地层、不同井眼、不同泥浆正演结果对应不同的RA1B，可以求得屏流：

(9)IA1＝V1/RA1B＝VOUT/(N*RA1B)≤24/(N*RA1B)

S302、由不同模式的主屏流比，可以计算得到对应该模式下的主流大小：

(10)IA0＝IA1*KA0A1≤(24*KA0A1)/(N*RA1B)

S303、计算得到残余电压差：

(11)VM1M0＝IA0*RVI/G≤((24*KA0A1)/(N*RA1B))*(RVI/(G1*G2*G3*G4))

现有的方位阵列侧向仪器主监控可以分辨信号大于0.1uV，即小于0.1uV的信号若不采取特殊电路设计是无法有效识别的。

(12)VM1M0≥0.1uV

由公式(9)、(10)、(11)、(12)中KA0A1为各模式下的主屏流比，该值在仪器设计之初是确定的，RA1B在不同模式、不同井眼、不同泥浆、不同地层条件下正演结果是确定的，仪器电路调试可以更改的参数包括N、RVI、G1、G2、G3、G4，上述限制条件下合理选择N、RVI、G1、G2、G3、G4才能够满足仪器设计指标要求。

本发明在一定程度上做到了侧向方法和侧向电路设计的统一，结束了仪器电路设计和方法模型设计的脱节。

为了量化硬聚焦指标，方便电路设计人员设计电路和筛选电路，结合方法人员给出模型电路，发明了一种硬聚焦主监控电路和辅监控电路参数量化测量方法，以及一种均质地层模型残余电位差和主屏流比测试方法，并付诸实施。该方法测量结果显示对于对比测量、筛选主监控电路和辅监控电路至关重要，用于方位阵列侧向6个主监控电路的一致性筛选；该方法还进一步给出了残余电位差和主屏流比的量化测量方法，这两个量是影响仪器精度和误差的最关键的两个量，该发明对于提高硬聚焦侧向仪器的精度起到关键作用。

综上所述，本发明一种方位阵列侧向用均质地层残余电位差和主屏流比测试方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (9)

1.方位阵列侧向用均质地层残余电位差和主屏流比测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过主监控电路量化测量主监控电路各级放大倍数、滤波特性、V/I转换系数、主电流大小、主监控电路的反馈系数；通过辅监控电路测试屏流参数，包括选频特性、电压转换系数和屏流大小，然后计算得到残余电位差和主屏流比；

S2、通过主屏流比测试电路测量残余电位差和主屏流比参数；

S3、将步骤S1计算获得的残余电位差和主屏流比和步骤S2测量获得的残余电位差和主屏流比进行比较，验证仪器参数是否达到设计指标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，主监控电路包括依次连接的5级放大电路、高通和低通电路和反馈系数测试电路，5级放大电路并联连接V/I转换电路；测试模拟分压电阻网络为R’A1M1、R’M1M0、R’M0A0和R’A0A1，主监控输入端为M1、M0，测试电路信号源来自信号发生器分压信号，V/I转换电路V0断开能够进行主监控电路开环放大倍数测量，V/I电路与RVI串联组成V/I转换电路，实现主电流输出；RVI为V/I转换系数，主电流大小为V0/RVI；G1、G2、G3、G4、G5均为单独逐级测量，每一级单独调节信号发生器信号大小，测量前一级输出和本级输出电压值获得。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，第4级放大输出电位V0计算如下：

V0＝G1*G2*G3*G4*VM1M0

其中，G1、G2、G3、G4为各级放大倍数，VM1M0为分压网络R’M1M0上电压信号；

主监控放大倍数G计算如下：

G＝G1*G2*G3*G4

主监控电路的反馈系数K计算如下：

K＝(闭环后的V4/开环后的V4)*100％＝(闭环后的VM1M0/开环后的V M1M0)*100％主监控V/I转换系数KVI计算如下：

KVI＝I0/V0＝1/RVI

其中，I0为V/I转换电路的输出电流，V4为4级放大输出端电压。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，辅监控电路中，初级线圈电位VOUT经功率驱动电路PA连接带通电路，带通电路经加法电路依次连接高通滤波和仪表运放，仪表运放连接屏流测试电阻RA2A1的A1、A2端的监督电极M2、M3，加法电路连接单频输入信号为Vi；次级线圈电位V1连接屏流测试电阻RA2A1；工作过程中，功率调整后的混频中各频率分量信号通过各自的屏流电路的Vi进行控制调整，测试电路中M2、M3置零或短接，测试初级线圈电位VOUT和单频DAC输出信号Vi。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，辅监控电路中屏流电压系数Kv为：

Kv＝V1/Vi＝(VOUT/N)/Vi＝VOUT/(N*Vi)

屏流大小IA1为：

IA1＝V1/RA2A1

其中，N为初级线圈和次级线圈匝数比，RA2A1为变压器输出端负载A2、A1之间的屏流测试电阻。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，调节信号发生器输出Fi(Vi)，辅聚焦选频电路输入端短路接地，所有测试均为单频测试，主屏流比：

KA0A1＝IA0/IA1＝(VA0B/RA0B)/(V1/RA1B)

KM1M0＝((VM1-VM0)/VM0)*100％＝(VM1M0/VM0)*100％

IM1M0＝VM1M0/RM1M0

其中，RA0B、RA1B为正演综合电阻率，VA0B、V1为A0、A1端对回路电极B的测量电位差；KM1M0为实际测试过程残余电位差，使用VM1M0直接测量作为VM1-VM0。

7.根据权利要求1所述的方位阵列侧向用均质地层残余电位差和主屏流比测试方法，其特征在于，步骤S3中，

S301、变压器初级绕组的电压VOUT≤24V，根据初级次级绕组比N决定次级绕组电压V1，不同地层、不同井眼、不同泥浆正演结果对应不同的RA1B，计算屏流为：

IA1＝V1/RA1B＝VOUT/(N*RA1B)≤24/(N*RA1B)

其中，V1为A1端的电位，RA1B为A1端对回路电极B的电阻；

S302、根据不同模式的主屏流比计算得到对应模式下的主流大小为：

IA0＝IA1*KA0A1≤(24*KA0A1)/(N*RA1B)

其中，KA0A1为各模式下的主屏流比；

S303、计算得到残余电压差，确定初级线圈和次级线圈匝数比N、V/I转换系数RVI、各级放大倍数G1、G2、G3、G4的参数。

8.根据权利要求7所述的方位阵列侧向用均质地层残余电位差和主屏流比测试方法，其特征在于，步骤S302中，方位阵列侧向六种模式下的发射和回路模型为：

模式一中，A0为主电流，A1为发射电极，A2、A3、A4、A5、A6、B为等电位接收回路电极；

模式二中，A0为主电流，A1、A2为发射电极，A3、A4、A5、A6、B为等电位接收回路电极；

模式三中，A0为主电流，A1、A2、A3为发射电极，A4、A5、A6、B为等电位接收回路电极；

模式四中，A0为主电流，A1、A2、A3、A4为发射电极，A5、A6、B为等电位接收回路电极；

模式五中，A0为主电流，A1、A2、A3、A4、A5为发射电极，A6、B为等电位接收回路电极；

模式六中，A0为主电流，A1、A2、A3、A4、A5、A6为发射电极，B为接收回路电极；

模式一、二、三、四、五、六分别对应6种频率f1、f2、f3、f4、f5、f6。

9.根据权利要求7所述的方位阵列侧向用均质地层残余电位差和主屏流比测试方法，其特征在于，步骤S303中，VM1M0＝IA0*RVI/G≤((24*KA0A1)/(N*RA1B))*(RVI/(G1*G2*G3*G4))；VM1M0≥0.1uV。

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