CN114737961A - 一种随钻方位电磁波电阻率测量设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种随钻方位电磁波电阻率测量设备及方法，包括：发射模块包括第一控制单元和与第一控制单元连接的信号发生单元；接收模块包括第二控制单元和与所述第二控制单元连接的信号采集单元；所述第二控制单元分别与所述第一控制单元和所述信号发生单元连接；其中，所述第二控制单元基于所述第一控制单元的当前状态命令对所述信号采集单元进行配置，并基于所述信号采集单元的配置完成状态，以控制所述信号发生单元信号的输出和所述信号采集单元的开启。基于随钻方位电磁波测量仪器需要测量信号的绝对幅值和相位以确定地层的边界信息的需求，本申请可以保证随钻方位电磁波电阻率设备在完成既定测量流程的前提下，完成绝对幅值和相位的同步测量。
Description
技术领域
本申请涉及地址勘探技术领域，特别涉及一种随钻方位电磁波电阻率测量设备及方法。
背景技术
随着石油工业的发展，油气田钻井的规模不断扩大，同时由于大量的开发，油气资源的地域分布发生了明显变化，陆地浅层和浅海油气资源的开发殆尽，而面向陆地深层和深海地区的油气勘探的难度较大，使用传统电缆测井技术以不能满足勘探生产的需求。而随钻测井技术能在钻井过程中进行数据测量，排除了泥浆等其他环境影响，能较好地反映真实的地质特征，因此得到了较为广泛的发展。随钻方位电磁波成像测井技术是随钻测井技术的方法之一。随钻方位电磁波成像测井仪器不仅保留常规电磁波电阻率测量功能，而且通过方位天线可获取电阻率成像测井资料，并据此获得地层边界方位信息和地层边界距离信息，为精密地质导向提供技术保障，同时所提供的丰富地层信息可用于复杂储层的物性描述和地质评价。
通常采用的测量方法为：待发射板发出电磁波信号后，通过信号线通知接收板开始配置接收通道并开始对返回的电磁波信号进行采集，该测量方法测量同步性较差，导致测量高频信号的绝对相位误差较大。
因此，如何解决上述问题，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种随钻方位电磁波电阻率测量设备及方法，至少能够解决上述问题。
本申请的实施例第一方面提供了一种随钻方位电磁波电阻率测量设备，包括：发射模块，包括第一控制单元和与所述第一控制单元连接的信号发生单元；
接收模块，包括第二控制单元和与所述第二控制单元连接的信号采集单元；
所述第二控制单元分别与所述第一控制单元和所述信号发生单元连接；其中，所述第二控制单元基于所述第一控制单元的当前状态命令对所述信号采集单元进行配置，并基于所述信号采集单元的配置完成状态，以控制所述信号发生单元信号的输出和所述信号采集单元的开启。
一些实施例中，所述第一控制单元配置为对所述信号发生单元进行参数配置，并根据所述信号发生单元的参数配置完成状态，以生成当前状态命令。
一些实施例中，所述第一控制单元和所述第二控制单元通过CAN总线连接。
一些实施例中，所述参数配置中，参数配置包括发射通道、发射频率和初相位的配置。
一些实施例中，还包括:所述第一控制单元基于所述信号发生单元的参数配置完成，以开启对所述信号发生单元的开关引脚检测功能。
一些实施例中，所述第二控制单元基于所述当前状态命令对所述信号采集单元进行配置；其中，配置包括对接收通道和接收频率的配置。
本申请的实施例第二方面提供了一种随钻方位电磁波电阻率测量方法，包括：
第二控制单元基于当前状态命令对信号采集单元进行配置；
根据所述信号采集单元的配置完成状态，所述第二控制单元控制信号发生单元信号的输出和所述信号采集单元的开启。
一些实施例中，第一控制单元对所述信号发生单元进行参数配置；
根据所述信号发生单元的配置完成状态，所述第一控制单元开启对所述信号发生单元开关引脚的检测功能，并发送所述当前状态命令。
一些实施例中，还包括：所述第二控制单元基于所述当前状态命令对信号采集单元进行配置；其中，配置包括对接收通道和接收频率的配置。
一些实施例中，还包括：所述第一控制单元基于信号发生单元的开关引脚的电平变化，开始进行发射模式的计时；
根据预设时序完成发射状态，所述第一控制单元关闭对应的发射通道，并发送测量结束命令；
所述第二控制单元根据测量结束命令控制所述信号发生单元和所述信号采集单元的关闭。
本申请的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本申请提供的一种随钻方位电磁波电阻率测量设备，包括：发射模块包括第一控制单元和与所述第一控制单元连接的信号发生单元；接收模块包括第二控制单元和与所述第二控制单元连接的信号采集单元；所述第二控制单元分别与所述第一控制单元和所述信号发生单元连接；其中，所述第二控制单元基于所述第一控制单元的当前状态命令对所述信号采集单元进行配置，并基于所述信号采集单元的配置完成状态，以控制所述信号发生单元信号的输出和所述信号采集单元的开启。相比于常规电阻率测量，基于随钻方位电磁波测量仪器需要测量信号的绝对幅值和相位以确定地层的边界信息的需求，本申请可以保证随钻方位电磁波电阻率设备在完成既定测量流程的前提下，完成绝对幅值和相位的同步测量。
附图说明
图1是本申请一个实施例提供的随钻方位电磁波设备原理结构图；
图2是本申请一实施例提供的随钻方位电磁波设备的电磁发射板和电磁接收板连接示意图；
图3是本申请一实施例提供的电磁发射板与电磁接收板交互流程图；
图4是本申请一实施例提供的随钻方位电磁波设备天线结构图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在附图中示出了根据本申请实施例结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域。
显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
以下将参照附图更详细地描述本申请。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
本申请的一实施例中，参考图1-4，提供了一种随钻方位电磁波电阻率测量设备，随钻方位电磁波电阻率测量设备包括发射模块和接收模块。
发射模块包括第一控制单元和与第一控制单元连接的信号发生单元；
接收模块包括第二控制单元和与第二控制单元连接的信号采集单元；
第二控制单元分别与第一控制单元和信号发生单元连接；其中，第二控制单元基于第一控制单元的当前状态命令对信号采集单元进行配置，并基于信号采集单元的配置完成状态，以控制信号发生单元信号的输出和信号采集单元的开启。
如图1所示，随钻方位电磁波电阻率测量设备包括发射模块(电磁发射板)、接收模块(电磁接收板)、电磁中控板和电源控制板。其中，电磁发射板负责电磁波信号的发射。进一步，电磁发射板按照时序产生正弦信号并经过调谐，通过发射天线发出电磁波信号。电磁接收板用于对设备发出的电磁波信号进行接收，电磁波信号经过地层反射后，通过接收天线和调谐后转化为电信号，并通过电磁接收板进行采集。电磁中控板负责对电磁发射板时序的控制和电磁接收板接收信号的处理，同时还需要完成随钻方位电磁波电阻率测量设备与其他测井仪器配合，及与上位机软件的数据交互功能。电源控制板负责给电磁发射板、接收板和中控板供电。其中，电磁发射板、电磁接收板和电磁中控板均通过现场总线进行数据与命令的传递。
如图2所示，发射模块为电磁发射板，接收模块为电磁接收板。第一控制单元为ARM(Advanced RISC Machine，RISC微处理器；)芯片。信号发生单元为DDS芯片(信号发生芯片)。第二控制单元为FPGA芯片，即现场可编程逻辑门阵列，属于专用集成电路中的一种半定制电路。信号采集单元为信号采集模块。
本申请中，第二控制单元基于第一控制单元的当前状态命令对信号采集单元进行配置，并基于信号采集单元的配置完成状态，以控制信号发生单元信号的输出和信号采集单元的开启。相比于常规电阻率测量，随钻方位电磁波测量仪器需要测量信号的绝对幅值和相位以确定地层的边界信息的需求，本申请可以保证随钻方位电磁波电阻率设备在完成既定测量流程的前提下，完成绝对幅值和相位的同步测量。
一些实施例中，发射模块(电磁发射板)还包括功率放大模块，功率放大模块分别与信号发生单元(信号发生芯片)和第一控制单元连接(ARM芯片)。其中，功率放大模块将信号发生芯片(DDS)输出的信号放大并输出到不同的发射通道。功率放大模块与发射通道连接。
一些实施例中，第一控制单元配置为对信号发生单元进行参数配置，并根据信号发生单元的参数配置完成状态，生成当前状态命令。
具体地，电磁发射板中的ARM芯片根据固化的测量步骤，即先依次选择发射通道1-4，然后通过spi通讯方式配置信号发生芯片(DDS)进行参数配置。其中，参数配置包括发射频率和初相位的配置，且配置后开启对应的发射通道。其中，固化的测量步骤可以通过预先设定。
一些实施例中，第一控制单元和第二控制单元通过CAN总线、RS232或RS485等方式连接，其中CAN总线传输速度快，抗干扰性较强，具有可靠的错误处理和检测机制,能够有效保证本申请的绝对幅值和相位的同步测量。
一些实施例中，还包括:第一控制单元完成信号发生单元的参数配置后，开启对信号发生单元的开关引脚检测功能(先后关系)。
本申请中，开启对信号发生单元的开关引脚检测功能用于检测信号发生单元是否开始工作，以此标记各个发射模式运行的起始时间。常规的方法则是在向电磁接收板的第二控制单元(FPGA芯片)发送当前状态命令后，作为信号开始发射的起始时间，并不能准确确定信号发射起始时间。而采用开关检测功能后，可以精确捕捉到信号开始输出的时间点，可以更有效地对发射时序进行控制，提高信号发射起始时间的测量精度。
进一步，第一控制单元开启信号发生单元的开关引脚检测功能后，信号发生芯片(DDS)还未产生信号输出，即信号输出通道为OFF状态。当电磁发射板中的ARM完成对信号发生芯片(DDS)的配置之后，通过通讯总线向电磁接收板的第二控制单元(FPGA芯片)发送当前状态命令，当前状态命令包括设定发射通道信息、发射频率和初相位信息。
一些实施例中，第二控制单元基于当前状态命令对信号采集单元进行配置；其中，配置包括对接收通道和接收频率的配置。
具体地，电磁接收板中的FPGA芯片(第二控制单元)接收到当前状态命令后，先配置对应的采集模式。采集模式包括针对不同的发射通道开启对应的接收通道，以及根据不同的发射频率，配置对应的接收频率。且基于配置完成状态，FPGA芯片通过引脚的电平同时控制电磁发射板中信号发生芯片(DDS)信号的输出和电磁接收板信号采集模块的开启，由此完成了发射通道和接收通道的同步开启。
本申请可以保证随钻方位电磁波电阻率设备在完成既定测量流程的前提下，及基于发射通道和接收通道的同步开启的条件下，满足于完成绝对幅值和相位的同步测量。
一些实施例中，当电磁发射板ARM芯片接收到DDS开关引脚的电平变化后，开始进行发射模式的计时。进一步，电磁发射板要依次完成不同发射通道和不同频率信号的发射，因此，每个发射通道对应的发射模式都要进行计时，每个发射通道对应的发射计时结束后切换下一个发射模式。
电磁发射板根据预先设计时序完成当前发射通道对应的发射模式发射后，ARM芯片关闭对应的发射通道，并通过通讯总线向电磁接收板的FPGA芯片发送当前步骤测量结束命令。
电磁接收板中的FPGA芯片接收到当前步骤测量结束命令后，通过引脚的电平同时控制电磁发射板中信号发生芯片(DDS)信号的关闭和电磁接收板信号采集模块的关闭。
当发射板ARM芯片检测到DDS开关引脚的电平变化后，关闭对DDS开关引脚检测功能。
本申请中，基于电磁发射板要依次完成不同发射通道和不同频率信号的发射，各个发射模式的发射时间和时序具有严格要求，因此，采用电磁发射板ARM芯片对信号发生单元进行开关检测，以确定信号发射开始的准确时间，然后用ARM中的定时器对发射时间进行计时，待到达设定时间后再切换到下一个发射模式，以此保证发射时序的准确性，以及信号发射结束的准确时间。
本申请的实施例第二方面提供了一种随钻方位电磁波电阻率测量方法，包括：
S101、第二控制单元基于当前状态命令对信号采集单元进行配置；
S102、根据信号采集单元的配置完成状态，第二控制单元控制信号发生单元信号的输出和信号采集单元的开启。其中，第二控制单元为FPGA芯片，信号采集单元为信号采集模块。
本申请中，第二控制单元基于当前状态命令对信号采集单元进行配置，并基于信号采集单元的配置完成状态，以控制信号发生单元信号的输出和信号采集单元的开启。相比于常规电阻率测量，随钻方位电磁波测量仪器需要测量信号的绝对幅值和相位以确定地层的边界信息的需求，本申请可以保证随钻方位电磁波电阻率设备在完成既定测量流程的前提下，完成绝对幅值和相位的同步测量。
一些实施例中，第一控制单元对信号发生单元进行参数配置；
根据信号发生单元的配置完成状态，第一控制单元开启对信号发生单元开关引脚的检测功能，并发送当前状态命令。
一些实施例中，还包括：第二控制单元基于当前状态命令对信号采集单元进行配置；其中，配置包括对接收通道和接收频率的配置。
一些实施例中，还包括：第一控制单元基于信号发生单元的开关引脚的电平变化，开始进行发射模式的计时；
根据预设时序完成发射状态，第一控制单元关闭对应的发射通道，并发送测量结束命令；
第二控制单元根据测量结束命令控制信号发生单元和信号采集单元的关闭。
如图4所示，随钻方位波测井装置包括发射天线T1～T4、补偿电阻率接收天线R1～R2、方位电阻率接收天线R3～R4、电磁发射板、电磁接收板、电磁中控板与通信单元。
四个发射天线位于铤体两端，且对称布置，用于向外发射400kHz～2MHz的电磁波信号；补偿电阻率接收天线R1～R2居中布置，用于常规电阻率测量；方位电阻率接收天线R3位于发射天线T1、T2之间，方位电阻率接收天线R4位于T3、T4发射天线之间，且方位电阻率接收天线的指向与仪器轴线正交，用于接收来自不同方向的电磁波。
图4中T1发射R1、R2接收与T4发射R1、R2接收定义为长源距，T2发射R1、R2接收与T3发射R1、R2接收定义为短源距。
为了完成随钻方位电磁波的测井模式，需要在各个发射模式和通道之间进行测量切换，接收端的采集参数也将随之变化，因此方位电磁波的电磁发射板和电磁接收板之间需要建立通信，传递各个阶段的测量参数，同时为了测量得到方位信号的绝对幅值和相位，必须对电磁波信号的发射和接收进行同步，基于此，本发明提出了一种方位电磁波收发同步方法。
具体地，根据图1的硬件连接图，可以完成随钻方位电磁波收发同步控制，其中，电磁发射板和电磁接收板通过CAN总线进行通讯连接，设置电磁发射板的通讯ID为0x00，电磁接收板的通讯ID为0x01，参考图3，其控制方法包括如下步骤：
(1)、发射板配置参数，并向接收板发送当前状态，开启DDS开关信号检测；具体地，电磁波发射板中的ARM芯片(第一控制单元)配置信号发生芯片(信号发生单元)的发射频率和初相位，并完成发射通道的选择。此时，信号发生芯片(DDS)的发射控制引脚为高电平(低电平开启)。同时，ARM芯片通过CAN总线向电磁接收板(ID:0x01)的FPGA芯片(第二控制单元)发送当前状态命令(当前状态命令包括发射频率、发射通道和初相位信息)，并开启对信号发生芯片(DDS)开关引脚上升沿和下降沿检测功能。
(2)、接收板是否接收到配置指令(N否，Y是)；具体地，根据奈奎斯特采样定理，相同的发射频率需要采用相同的采样频率进行信号采集；相同的发射天线需要相同的接收天线进行接收，以完成常规电阻率、方位电阻率以及不同源距的测量。因此，若是(Y)，即电磁接收板中的FPGA芯片接收到当前状态命令(配置命令)后，配置采集模式，采集模式包括采样频率和采集通道，并基于配置完成状态，通过FPGA芯片分别拉低信号发生芯片(DDS)和信号采集模块的引脚电平(下降沿)，以达到同时控制电磁发射板中信号发生芯片(DDS)和电磁接收板信号采集模块的开启的目的。
若否(N)，则继续等待配置命令；
(3)、发射板的ARM是否接收到电平变化；若是，发射板开始计时，完成当前阶段的同步发射和接收；具体地，即电磁发射板的ARM芯片检测到DDS开关引脚的下降沿后，电磁发射板开始进行发射模式的计时，表示该阶段的测量开始，并同时进行接收工作。进一步，电磁发射板要依次完成不同发射通道和不同频率信号的发射，因此，每个发射通道对应的发射模式都要进行计时，每个发射通道对应的发射计时结束后切换下一个发射模式。
若否(N)，则需要返回(1)步骤进行重新配置；
(4)、发射板关闭发射通道，并向接收板发送结束命令；电磁发射板根据时序完成当前测量步骤的测量后，ARM芯片关闭发射通道输出，并通过CAN总线向电磁接收板(ID：01)的FPGA芯片发送当前步骤测量结束命令0x00；
(5)、接收板是否接收到停止命令；若是，即电磁接收板中的FPGA芯片接收到0x00命令后，同时拉高引脚的电平(上升沿)，以控制电磁发射板中信号发生芯片(DDS)和电磁接收板信号采集模块的关闭；
若否(N)，则继续进行信号的发射和接收；
(6)、发射板的ARM芯片接收到DDS开关引脚的电平变化后，关闭对DDS开关引脚检测功能；
(7)、完成所有模式测量，重复步骤(1)～(6)继续完成下一阶段的同步测量。
根据上述步骤，可以完成对电磁波信号的发送和接收进行同步。
本申请中，常规电磁波电阻率测量方式只适用于相对相位测量，无法满足方位电磁波电阻率的绝对相位测量需求。而常规的方位电磁波电阻率测量方法，采用发射板的信号线控制接收板的接收起始时间，即发射信号发出之后，再开启对发射信号的接收，其操作步骤简单，采用此方法的发射板信号和接收板的接收起始时间并非同步，而具有先后顺序，且其时间差容易受到干扰，故无法满足高精度测量绝对相位的要求。本技术方案利用FPGA芯片的并行功能，并采用电磁接收板控制电磁发射板发射的起始时间方式，基于发射通道和接收通道的同步开启的条件下，完成了对方位电磁波绝对幅值和绝对相位的同步测量。
以上参照本发明的实施例对本发明予以了说明。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替换和修改，这些替换和修改都应落在本发明的范围之内。
Claims (10)
1.一种随钻方位电磁波电阻率测量设备，其特征在于，包括：
发射模块，包括第一控制单元和与所述第一控制单元连接的信号发生单元；
接收模块，包括第二控制单元和与所述第二控制单元连接的信号采集单元；
所述第二控制单元分别与所述第一控制单元和所述信号发生单元连接；其中，所述第二控制单元基于所述第一控制单元的当前状态命令对所述信号采集单元进行配置，并基于所述信号采集单元的配置完成状态，以控制所述信号发生单元信号的输出和所述信号采集单元的开启。
2.根据权利要求1所述的随钻方位电磁波电阻率测量设备，其特征在于，
所述第一控制单元配置为对所述信号发生单元进行参数配置，并根据所述信号发生单元的参数配置完成状态，以生成当前状态命令。
3.根据权利要求1所述的随钻方位电磁波电阻率测量设备，其特征在于，
所述第一控制单元和所述第二控制单元通过CAN总线连接。
4.根据权利要求2所述的随钻方位电磁波电阻率测量设备，其特征在于，
所述参数配置中，参数配置包括发射通道、发射频率和初相位的配置。
5.根据权利要求1所述的随钻方位电磁波电阻率测量设备，其特征在于，还包括:
所述第一控制单元基于所述信号发生单元的参数配置完成，之后开启对所述信号发生单元的开关引脚检测功能。
6.根据权利要求1所述的随钻方位电磁波电阻率测量设备，其特征在于，
所述第二控制单元基于所述当前状态命令对所述信号采集单元进行配置；其中，配置包括对接收通道和接收频率的配置。
7.一种随钻方位电磁波电阻率测量方法，其特征在于，包括：
第二控制单元基于当前状态命令对信号采集单元进行配置；
根据所述信号采集单元的配置完成状态，所述第二控制单元控制信号发生单元信号的输出和所述信号采集单元的开启。
8.根据权利要求7所述的随钻方位电磁波电阻率测量方法，其特征在于，
第一控制单元对所述信号发生单元进行参数配置；
根据所述信号发生单元的配置完成状态，所述第一控制单元开启对所述信号发生单元开关引脚的检测功能，并发送所述当前状态命令。
9.根据权利要求7所述的随钻方位电磁波电阻率测量方法，其特征在于，还包括：
所述第二控制单元基于所述当前状态命令对信号采集单元进行配置；其中，配置包括对接收通道和接收频率的配置。
10.根据权利要求8所述的随钻方位电磁波电阻率测量方法，其特征在于，还包括：
所述第一控制单元基于信号发生单元的开关引脚的电平变化，开始进行发射模式的计时；
根据预设时序完成发射状态，所述第一控制单元关闭对应的发射通道，并发送测量结束命令；
所述第二控制单元根据测量结束命令控制所述信号发生单元和所述信号采集单元的关闭。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116856920A (zh) * | 2023-07-06 | 2023-10-10 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种随钻方位电磁波电阻率仪器使用方法及仪器 |
| CN117328862A (zh) * | 2023-12-01 | 2024-01-02 | 齐鲁工业大学(山东省科学院) | 应用于随钻方位测井仪的全息测井方法和发射接收电路 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5530358A (en) * | 1994-01-25 | 1996-06-25 | Baker Hughes, Incorporated | Method and apparatus for measurement-while-drilling utilizing improved antennas |
| GB9810145D0 (en) * | 1994-03-11 | 1998-07-08 | Baker Hughes Inc | A borehole measurement system employing electromagnetic wave propagation |
| WO2001020367A1 (en) * | 1999-09-13 | 2001-03-22 | Electromagnetic Instruments, Inc. | An electromagnetic induction method and apparatus for the measurement of the electrical resistivity of geologic formations surrounding boreholes cased with a conductive liner |
| US6288548B1 (en) * | 1994-08-01 | 2001-09-11 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for making electromagnetic induction measurements through a drill collar |
| CN103117717A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-05-22 | 中国电子科技集团公司第二十二研究所 | 功率放大器及其实现方法、发射机及无线随钻测量系统 |
| CN103513276A (zh) * | 2012-06-15 | 2014-01-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于微机电地震采集系统的同步系统与方法 |
| CN105422087A (zh) * | 2014-09-15 | 2016-03-23 | 北京环鼎科技有限责任公司 | 一种多频电磁波电阻率测量系统 |
| CN105785450A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-07-20 | 湖南科技大学 | 矿区老空水探测方法及系统 |
| CN108979628A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-11 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种随钻声波多极子组合测井模式及信号收发同步方法 |
| CN109995398A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-07-09 | 湖南华远能源技术有限公司 | 一种接收和发射不同频率的射频通道自检方案 |
| CN110085972A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-08-02 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种随钻方位电磁波电阻率测井仪的天线收发电路 |
| CN110658565A (zh) * | 2019-08-16 | 2020-01-07 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种井间电磁发射天线自适应无级变容谐振系统及其工作方法 |
| CN111155982A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-05-15 | 电子科技大学 | 一种多频电阻率测量方法 |
| US20200270987A1 (en) * | 2017-06-20 | 2020-08-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and systems with downhole synchronization based on a direct digital synthesizer (dds) |
| AU2020103024A4 (en) * | 2020-10-27 | 2020-12-24 | Institute Of Geology And Geophysics Chinese Academy Of Sciences (Iggcas) | Antenna Transceiving Device of Orientation-while-drilling Electromagnetic Wave Resistivity Logging Instrument |
-
2022
- 2022-04-15 CN CN202210397651.3A patent/CN114737961B/zh active Active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5530358A (en) * | 1994-01-25 | 1996-06-25 | Baker Hughes, Incorporated | Method and apparatus for measurement-while-drilling utilizing improved antennas |
| GB9810145D0 (en) * | 1994-03-11 | 1998-07-08 | Baker Hughes Inc | A borehole measurement system employing electromagnetic wave propagation |
| US6288548B1 (en) * | 1994-08-01 | 2001-09-11 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for making electromagnetic induction measurements through a drill collar |
| WO2001020367A1 (en) * | 1999-09-13 | 2001-03-22 | Electromagnetic Instruments, Inc. | An electromagnetic induction method and apparatus for the measurement of the electrical resistivity of geologic formations surrounding boreholes cased with a conductive liner |
| CN103513276A (zh) * | 2012-06-15 | 2014-01-15 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于微机电地震采集系统的同步系统与方法 |
| CN103117717A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-05-22 | 中国电子科技集团公司第二十二研究所 | 功率放大器及其实现方法、发射机及无线随钻测量系统 |
| CN105422087A (zh) * | 2014-09-15 | 2016-03-23 | 北京环鼎科技有限责任公司 | 一种多频电磁波电阻率测量系统 |
| CN105785450A (zh) * | 2016-03-15 | 2016-07-20 | 湖南科技大学 | 矿区老空水探测方法及系统 |
| US20200270987A1 (en) * | 2017-06-20 | 2020-08-27 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and systems with downhole synchronization based on a direct digital synthesizer (dds) |
| CN108979628A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-11 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种随钻声波多极子组合测井模式及信号收发同步方法 |
| CN109995398A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-07-09 | 湖南华远能源技术有限公司 | 一种接收和发射不同频率的射频通道自检方案 |
| CN110085972A (zh) * | 2019-05-06 | 2019-08-02 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种随钻方位电磁波电阻率测井仪的天线收发电路 |
| CN110658565A (zh) * | 2019-08-16 | 2020-01-07 | 中国石油天然气集团有限公司 | 一种井间电磁发射天线自适应无级变容谐振系统及其工作方法 |
| CN111155982A (zh) * | 2020-01-03 | 2020-05-15 | 电子科技大学 | 一种多频电阻率测量方法 |
| AU2020103024A4 (en) * | 2020-10-27 | 2020-12-24 | Institute Of Geology And Geophysics Chinese Academy Of Sciences (Iggcas) | Antenna Transceiving Device of Orientation-while-drilling Electromagnetic Wave Resistivity Logging Instrument |
Non-Patent Citations (7)
| Title |
|---|
| LI, XINGHAN ET AL.: "Electromagnetic propagation logging while drilling data acquisition method based on undersampling technology", 《JOURNAL OF GEOPHYSICS AND ENGINEERING》 * |
| 和丽真等: "一种随钻方位电磁波测井仪发射电路设计", 《电子测量技术》 * |
| 张文秀等: "近钻头井斜动态测量重力加速度信号提取方法研究", 《地球物理学报》 * |
| 徐闽斌等: "基于电磁波传播理论的围岩电阻率测量方法研究与仪器实现", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库基础科学辑》 * |
| 王圣杰等: "随钻电磁波电阻率测井仪器研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》 * |
| 郭志阳等: "电磁随钻无线传输控制及数据处理电路设计和实现", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》 * |
| 陈浩等: "核磁共振射频开关及驱动电路设计", 《电子技术与软件工程》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116856920A (zh) * | 2023-07-06 | 2023-10-10 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种随钻方位电磁波电阻率仪器使用方法及仪器 |
| CN116856920B (zh) * | 2023-07-06 | 2024-04-02 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种随钻方位电磁波电阻率仪器使用方法及仪器 |
| CN117328862A (zh) * | 2023-12-01 | 2024-01-02 | 齐鲁工业大学(山东省科学院) | 应用于随钻方位测井仪的全息测井方法和发射接收电路 |
| CN117328862B (zh) * | 2023-12-01 | 2024-02-13 | 齐鲁工业大学(山东省科学院) | 应用于随钻方位测井仪的全息测井方法和发射接收电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114737961B (zh) | 2023-02-28 |
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