双感应八侧向幻灯片

1、1,2,1503 双感应八侧向测井仪 测井四分公司 张曙 2011.08,3,前言 测井资料中有一项就是三电阻率(电阻率的定义：长 1 米、横截面 积是 1 平方毫米的在常温下（20时）导线的电阻，叫做这种材料的电阻率。电 阻率的单位是欧姆米(m)，即井内深、中、浅三部分的电阻率。尤其是知道了原装地层的电阻率，便于我们寻找油气藏。 电法仪器都是测量地层电阻率的，无论双侧向还是微球，都是要求井内泥浆具有导电性，但是在有的井中，这些仪器就无法测量，所以就有了感应测井。在淡水泥浆中，对中低阻地层效果较好。,4,一，仪器用途 1,测量地层电阻率; 2,定性划分油、水层。 二，仪器描述 由电子线路和线圈

2、系组成，下井一次可以测得深、中感应，八侧向和自然电位四条曲线,通常与声波同时下井，称为声感组合测井。 为了达到不同的探测深度，线圈系的设计由一组发射线圈和两组接收线圈一共11个线圈组成。其中发射线圈有3个，自上而下的顺序为1、6、7.,5,深感应接收是3个线圈（3、5、9），径向探测深度为1.65米，不受井眼和侵入带的影响。中感应由剩余5个接收线圈组成，由于线圈距的缩短，探测深度为0.78米。 八侧向电极是由7个电极和外壳共同组成了8个电极，更短的电极距，探测深度仅为30cm左右（24-33cm).,6,缆芯分配 4、6：供电 1、5：八侧向 2、5：深感应 3、5：中感应 7：自然电位 1、

3、5、10：换挡 供电是使用180V交流电压 工作频率： 感应测井 20K Hz 八侧向测井 1250 Hz,7,三 测井曲线,8,9,10,第一章 感应测井的基本原理,感应测井是利用电磁感应原理来测量地层电导率的测井方法。 在发射线圈T中，通交变电流时，将在周围形成一个交变的一次磁场1，在1的作用下，又形成一个以井轴为中心的涡流i，这个涡流和地层电导率成正比关系。由于涡流也是交变的，又形成一个交变的二次磁场2 .在2 的作用下，接收线圈R中产生感应电动势，而这个感应电动势的大小和涡流有着直接关系。即感应电动势的大小与地层电导率成正比的，所以，通过测量接收线圈中的感应电动势的大小，就可获得地层的

4、电导率。,11,有的课本里，是把涡流作为地层圆环理论，当仪器在井内移动时，也就是测量无数个地层圆环。接收线圈中所接收的感应电动势和地层有关，这个信号对我们是有用的，所以，称之为有用信号。 在给发射线圈通电时，通过电磁感应作用，在接收线圈还会产生一个感应电动势，这个感应电动势和发射电流的频率相同，而相位滞后90，由于是直接从发射线圈到的接收线圈，该信号与地层无关，所以，也叫无用信号。它与有用信号的相位差为90，根据二者相位特性，可以通过相敏检波器去掉无用信号，输出有用信号。,12,13,现在，我们对以上原理总结如下： 接收线圈 （无用信号） 发射电流I发射线圈T 一次磁场1 涡流i 二次磁场2

5、（有用信号） 接收线圈R 相敏检波器输出有用信号,14,第二章 仪器的工作原理,根据前面讲述的原理，先给发射线圈提供交变电流，这由发射电路实现。在接收线圈就会接收到测井信号，这个信号由有用信号和无用信号两个分量组成。由于测井信号极其微弱，所以首先用变压器对信号提升后，再进入前置放大器进行放大，出来的信号仍然达不到我们的要求，再用信号放大器进行进一步放大。最后进入相敏检波器，将无用信号滤掉，输出有用信号。,15,16,第三章 电路分析,一 电源,17,1 作用 为运算放大器和功率放大器提供（正负）15V直流电压。 2 组成 变压器，桥式整流器，稳压块，滤波电容。 流程：180V交流桥式整流LC滤

6、波稳压电容滤波输出直流电压15V。,18,二 发射电路 1 作用 给参考放大器提供20K Hz, 0.2V的参考信号； 给发射线圈提供20K Hz, 125-140V的发射信号； 给八侧向提供1250 Hz, 0.5V的方波信号。 2 组成 振荡器，分频器，型滤波器，电压运算放大器，功率放大器，变压器（提升发射信号）。,19,20,3 电路分析 15V经过D1稳压成10V，为振荡器和分频器提供工作电压。IC1产生，经过，5脚是经过16分频后，成为1250Hz，作为八侧向的同步信号。 IC2分频后的20KHz方波，经过型滤波器变为正弦波，再经A1和PA-1的放大，最后由变压器提升，分两路输出：分

7、别是到发射线圈和到感应的参考信号放大器。,21,22,三 前置信号放大器 1 作用 对测井信号进行80倍的初步放大。 2 组成 放大器和阻容网络。 3 分析 接收线圈接收到的信号先进入变压器T2进行8倍的放大，再进入A21，增益为10倍的放大。 由于信号微弱，避免干扰，该放大器放于金属盒内，被屏蔽。,23,24,四 信号放大器（测井信号放大器和参考信号放大器） 1 作用： 对前置放大器过来的测井信号再次放大； 对发射电路提供的参考信号进行放大； 提供刻度信号。 2 组成： 主要由6个运算放大器A1A6和电阻-电位器网络组成。,25,26,3 电路分析 前置放大器和发射电路输出的信号分别进入电路

8、对称的测井信号放大器和参考信号放大器，被放大400倍后，全部进入相敏检波器，等待检波后输出。 刻度电位器分别产生测井零信号和内刻度信号，接到了继电器开关。,27,五 相敏检波器 1 作用 去掉无用信号，把有用信号由交流转换成直流信号输出。 2 组成 变压器T1、T2，晶体管Q1、Q2，扼流圈L1、L2、L3，稳压管D1、D2. 3 分析 参考信号对Q1和Q2进行时间上的导通，使有用信号的正半周正常输出，并且将负半周的信号转变成正半周输出。输出的信号又经扼流圈L1、L2、L3和C13组成的滤波短节，成为直流信号并输出。,28,五 继电器电路 1 作用 提供内零、内刻度、测井三种工作状态。 2 由

9、电位器组成 3 分析 缆芯 1+ 5-时， 状态为内零， 1- 5+时，状态为内刻度， 1+ 5+时，状态为测井。,29,感应电路板,30,第四章 八侧向工作原理,仪器采用的工作方式是恒压式 测量的是冲洗带电阻率 仪器的特点是先有主流，后有屏流。 仪器由1个主电极，2对监督电极，一对屏蔽电极，还有1个仪器外壳作为回路电极 测量时，将已知30mv的恒压加在1#电极上，并在2#和3#之间产生电位差，在这个电位差的作用下，4#电极产生与1#电极大小相等、极性相同的电压。迫使电流从1#电极垂直、侧向的进入地层。 当仪器通过不同的地层时，由于加在1#电极的电压是恒定的，电流随着地层电阻变化而变化，根据=

10、KU/I,只要记录电流的变化，就可以知道地层的阻值。,31,32,第五章 电路分析,一 斩波驱动电路 1 作用：为各个放大器提供同步信号。 2 组成：电压放大器A81和功放PA81 3 分析：振荡电路过来的0.5V 1250Hz方波加到放大器的输入端，经过20倍放大成10V方波，加到变压器T104的初级，在次级输出10组信号，分别加在各个八侧向电路放大器上。,33,34,八侧向斩波电路板,35,二 、V0放大器 1、作用：给八侧向1#电极提供恒压30mv;提供内刻度信号和测井信号。 2、组成：电压放大器A51、A52、A53，功放PA51，变压器T106、T107和相敏检波器。 3、信号流程：

11、15V直流电阻分压放大器放大斩波器斩成交流运放A52和功放PA52进行放大变压器T107的次级加到1#电极。 变压器T107的初级反馈到了V0放大器的输入端变压器T106 A53 检波器检成直流与（15V直流电阻分压）分压后的直流电压进行叠加。 就这样进过多次的叠加放大反馈，直到1#电极的供电电压为30mv. 电容器组是由8个钽电容组成，对八侧向信号呈现通路，对直流的自然电位呈开路，保证了八侧向信号不受干扰，也保证了自然电位不受交流干扰。 本放大器是一个电压负反馈系统，保证 了输出电压的恒定。电路中采用交流直流交流的目的是为了消除级间振荡，消除干扰。,36,八侧向V0电路图,37,V0板,38

12、,39,Va跟随放大器 1 作用：把一个与1#电极相同的辅助电压加到4#电极上，迫使电流从1#电极垂直、侧向的进入地层。 2 组成：4个电压放大器A21A24，功率放大器PA2，变压器T103、T105、T21、 T22，两个相敏检波器。 3 分析：如果1#和4#电极电位不等，必然在2#和3#电极之间有电位差，这个电位差被送入A21A23进行8000倍的放大，经检波器后成直流负压，再经斩波成交流方波，最后经A24和PA2的放大，T104的降压，得到30mv方波，供到4#电极。 Va跟随放大器具有高增益，电路中使用了交直转换，目的是保持了很高的放大倍数，又避免了产生振荡。 4 流程：如果1#电极

13、提供30mv恒压，4#电极不到30mv时，即U1#U4#，则U2#3#也增加，A21A23的输出都增加，直流负压的幅度也升高，A24和PA2放大后的输出也增加，促使4#电极的电压也升高到30mv.,40,Va电路图,41,信号放大器 作用：对取样电阻上得到的测井信号进行放大，并且输出直流信号。 组成：放大器A1、A2、A3，功放PA-1，电感L1和L2，相敏检波器，继电器 分析：测井信号从取样电阻R101取出后，经过继电器开关电路，送入A1A3的三级电压放大和PA-1的功率放大，得到1.8V的方波，最后经相敏检波器和电感的滤波，成为直流电压，并输出。,42,八侧向信号放大器电路图,43,第六章

14、 常规保养,1，小队使用完，做好交接记录，并了解使用情况。 2，清洗仪器，检查密封圈，保养丝扣。 3，检查插头上的各插针和固定螺丝是否松动。 4，检查自然电位电极环和八侧向电极环的牢固性和连线的焊接。 5，观察线圈系的磨损和线圈系内的油量。 6，拆开仪器外壳，紧固电子线路框架、螺丝和电路元件。 7，仪器的绝缘检查： 1）10#芯与外壳有充电现象，其余与外壳为无穷大； 2）1#与2、3、5芯有充电现象； 3）2与5、3与5之间的阻值分别为3.4K； 4）2与3之间的阻值6.8K ； 5）4与6之间阻值为95 ； 6）八侧向同名电极之间阻值为零，异名电极之间阻值为无穷大； 8，对仪器进行通电检查，

15、并做好记录。,44,第七章 仪器刻度,一 双感应刻度 1，刻度场地应干燥，周围10m没有导磁物体，连接电子线路与线圈系后，放置在木质刻度架上，将刻度盘套在仪器上，放于刻度标志线上。 2， 给仪器供交流电180 V，电流值为100 mA125mA。 3， 将仪器置于“内零”状态，深、中感应输出直流电压为02mV。 4， 将仪器置于“测井”状态，刻度盘置开路，分别调节深、中感应的“测井零”电位器，输出直流电压值为05mV。 5， 将刻度盘置在“电容”档，分别调节深、中感应相位电位器，深感应输出直流电压值为121.2mV，中感应输出直流电压值为333.5mV。 6， 将刻度盘置在“测井”档，深、中感

16、应输出直流电压为50050mV。 7， 将刻度盘置在“内刻度”档，分别调节深、中感应内刻度电位器，深、中感应输出直流电压值均等于测井外刻度电压值，允许误差5mV。,45,46,二 八侧向刻度 1 连接八侧向刻度盒、电极夹、测试线与八侧向电极。 2 给仪器供交流电180 V，电流100mA125mA。 3 将仪器置于“测井”状态，刻度盒置在“刻度”位置，输出直流电压值为50050mV。 4 将仪器置于“内刻度”状态，输出直流电压值均等于测井外刻度电压值，允许误差5mV。 5 将仪器置于“测井”状态，将地层负载插头置开路，输出直流电压为08mV。 6 将仪器置于“内零”状态，调节信号放大器板上的内零电位器。输出电压值比“测井零”高01mV。 7 将仪器置于“测井”状态，地层负载插头分别插入刻度盒的（1、10、100、1000）插孔，各地层负载电阻对应的电压值与开路电压值应以11000倍的变化，其误差在2%以内。 8 钻井液