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

本发明专利技术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。本发明专利技术通过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。

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术属于石油测井
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术采用以下技术方案：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VM1M0)*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))本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：/nS1、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；/nS2、通过主屏流比测试电路测量残余电位差和主屏流比参数；/nS3、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。/n

【技术特征摘要】
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VM1M0)*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...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭庆明，贺飞，陈涛，王炜，和丽真，杨居朋，姜黎明，曹景致，卢春利，秦伟，王伟，王琪，靳敏刚，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团测井有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11