【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油测井，具体为一种用于流体电阻率测量的七电极测量装置及方法。
技术介绍
1、流体电阻率测量在地层测试中是关键技术之一，在地层测试取样过程中流体电阻率测量对管线内流体的电阻率和温度进行实时监测，可以根据测试前期和后期管线内流体的电阻率的变化趋势，与泥浆滤液的电阻率值比较，判断地层流体的性质；流体的电阻率值取决于流体温度与离子含量。若流体的温度已知，即可估算流体的离子含量，对判断含水区地层产出水特性是非常重要。
2、目前应用于管线的流体电阻率测量装置结构设计不尽合理，在测量过程中出现漏电流现象，导致电流测量值不准确，相应的电阻率测量精度低。
3、因此，现急需一种用于流体电阻率测量的七电极测量装置。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在测量装置漏电流的现象，同时存在精度问题，本专利技术提供一种用于流体电阻率测量的七电极测量装置及方法，能够实现电阻率测量精度的提高，同时为地层流体性质的判断提供更为可靠数据，具有非常重要的技术应用意义。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种用于流体电阻率测量的七电极测量装置，包括流体测量单元、激励电路、电流测量电路、电压测量电路，所述流体测量单元设置在流体管线上，所述流体测量单元包括7个电极，包括源电极e1和两对电压测量电极对，和两个回流电极，电压测量电极对分别设置在源电极e1的两侧，所述电压测量电极和回流电极连接，激励电流i通过回流电极返回激励电路，构成闭环路径，其中，所述激励电路和放大器连接；所
3、进一步的，所述两个电压测量电极对分别连接一个放大器。
4、进一步的，所述流体管线采用绝缘材质。
5、进一步的，所述七电极测量装置包括刻度电路，所述刻度电路和模拟开关连接。
6、进一步的，所述激励电路采用波形合成器的正弦波，所述正弦波的频率根据电极阻抗匹配决定。
7、进一步的，所述波形合成器与模数转换采用同步时钟。
8、一种基于上述的用于流体电阻率测量的七电极测量方法，七电极测量装置的测量原理依据欧姆定律，通过将流体测量单元上的电阻值r为流经流体测量单元的流体电压v与流经流体电流测量电路的电流i之比，通过获取流体测量单元中流体的电阻率，得到流体电阻率值。
9、进一步的，所述流体测量单元中流体的电阻值取决于圆管和电极的几何形状及流体的电阻率。
10、
11、其中，ρ为流体电阻率。a为圆管的横截面积，l为电压测量电极对之间的间距，而α为校正系数，对电极厚度的修正。
12、进一步的，所述流体电阻率由下式可得：
13、
14、其中，将定义为kcell，因为kcell的值与测量单元的几何尺寸有关，kcell为常量。
15、进一步的，通过刻度电路对电压值和电流测量电路进行温度标定，减少温度对测量精度的影响。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
17、本专利技术提供一种用于流体电阻率测量的七电极测量装置，通过采用7个电极结构设计，激励电流在测量装置内形成闭环流动，在测量过程中无漏电流，确保电阻率测量的精确度，为地层流体性质的判断提供准确数据信息。
18、进一步的，通过管线内流体流过电阻率测量单元，测量电极采用7个电极使电流按预设路径流经测量单元中所有的流体，最后返回激励电路时形成闭环路径，这样设计保证了测量装置中无漏电流。
19、进一步的，通过电压测量电路，对两个流向上的电流在管线内流体产生的电压分别进行测量并求和，得到管线内流体的总电压。
20、进一步的，测量所得总电流和总电压经过滤波放大电路、数字化处理之后，在数字处理器(dsp)经数据处理得到电阻率数据信息。
21、进一步的，测量装置设计增加了刻度电路，对测量装置的电压、电流测量电路进行温度标定，减少温度变化对测量精度的影响，整体设计实现了流体电阻率测量精度的提高。
22、本专利技术还提供了一种用于流体电阻率测量的七电极测量方法，解决测量装置中电流测量值不准确的问题，相应地提高了电阻率测量精度，其测量范围为0.01ω--20ω，精度为5％，分辨率为0.001ω。通过对管线内流体的电阻率和温度进行实时监测，为判断地层流体性质提供更为可靠的数据信息。
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1.一种用于流体电阻率测量的七电极测量装置，其特征在于，包括流体测量单元、激励电路、电流测量电路、电压测量电路，所述流体测量单元设置在流体管线上，所述流体测量单元包括7个电极，包括源电极E1和两对电压测量电极对，和两个回流电极，电压测量电极对分别设置在源电极E1的两侧，所述电压测量电极和回流电极连接，激励电流I通过回流电极返回激励电路，构成闭环路径，其中，所述激励电路和放大器连接；所述放大器连接串联电阻，进入模拟开关，所述电压测量电路包括两对电压测量电极对，构成七电极测量装置。
2.根据权利要求1所述的一种用于流体电阻率测量的七电极测量装置，其特征在于，所述两个电压测量电极对分别连接一个放大器。
3.根据权利要求1所述的一种用于流体电阻率测量的七电极测量装置，其特征在于，所述流体管线采用绝缘材质。
4.根据权利要求1所述的一种用于流体电阻率测量的七电极测量装置，其特征在于，所述七电极测量装置包括刻度电路，所述刻度电路和模拟开关连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于流体电阻率测量的七电极测量装置，其特征在于，所述激励电路采用波形合成
6.根据权利要求5所述的一种用于流体电阻率测量的七电极测量装置，其特征在于，所述波形合成器与模数转换采用同步时钟。
7.一种基于权利要求1或6任一项所述的用于流体电阻率测量的七电极测量方法，其特征在于，七电极测量装置的测量原理依据欧姆定律，通过将流体测量单元上的电阻值R为流经流体测量单元的流体电压V与流经流体电流测量电路的电流I之比，通过获取流体测量单元中流体的电阻率，得到流体电阻率值。
8.根据权利要求7所述的一种用于流体电阻率测量的七电极测量方法，其特征在于，所述流体测量单元中流体的电阻值取决于圆管和电极的几何形状及流体的电阻率。
9.根据权利要求8所述的一种用于流体电阻率测量的七电极测量方法，其特征在于，所述流体电阻率由下式可得：
10.根据权利要求7所述的一种用于流体电阻率测量的七电极测量方法，其特征在于，通过刻度电路对电压值和电流测量电路进行温度标定，减少温度对测量精度的影响。
...【技术特征摘要】
1.一种用于流体电阻率测量的七电极测量装置，其特征在于，包括流体测量单元、激励电路、电流测量电路、电压测量电路，所述流体测量单元设置在流体管线上，所述流体测量单元包括7个电极，包括源电极e1和两对电压测量电极对，和两个回流电极，电压测量电极对分别设置在源电极e1的两侧，所述电压测量电极和回流电极连接，激励电流i通过回流电极返回激励电路，构成闭环路径，其中，所述激励电路和放大器连接；所述放大器连接串联电阻，进入模拟开关，所述电压测量电路包括两对电压测量电极对，构成七电极测量装置。
2.根据权利要求1所述的一种用于流体电阻率测量的七电极测量装置，其特征在于，所述两个电压测量电极对分别连接一个放大器。
3.根据权利要求1所述的一种用于流体电阻率测量的七电极测量装置，其特征在于，所述流体管线采用绝缘材质。
4.根据权利要求1所述的一种用于流体电阻率测量的七电极测量装置，其特征在于，所述七电极测量装置包括刻度电路，所述刻度电路和模拟开关连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于流体电阻率测量的七电极测量...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴琴琴，刘付火，游占华，王国平，杜雪威，杨居朋，王晓冬，李亚敏，胡凯利，杨帆，林丽丽，李文博，侯春会，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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