一種雙側向測井儀功率發射控制方法

2023-10-09 05:13:39

專利名稱：一種雙側向測井儀功率發射控制方法
技術領域：
本發明涉及一種雙側向測井儀功率發射控制方法。
背景技術：
雙側向測井儀通過對主發射功率的調整使其適用於不同的地層電阻率測量，是提高儀器測量效果、擴大儀器測量動態範圍的關鍵。現有的儀器發射功率控制方法為單獨調 整儀器發射功率，雖然發射功率滿足測井需求，但是由於沒有比例協調發射功率中的電壓 與電流，從而無法保證電壓與電流平穩變化，使得信號變化波動很大，不利於信號分析。另 夕卜，還由於在發射功率調整過程中沒有協調電壓與電流的變化，使得電壓與電流不能充分 利用，客觀擴大了電壓與電流的變化範圍，不但造成能源損失，而且造成採集的信號能力變 小，還需要採取放大信號的措施才能進行信號分析，從而又增加了信號處理環節，不但提高 成本，而且提高了故障率。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種可以平穩調整電壓與電流變化，並減少電壓 與電流變化範圍、提高輸出功率的雙側向測井儀功率發射控制方法。為了解決上述問題，本發明提供了一種雙側向測井儀功率發射控制方法，包括以 下步驟(1)按照預設採樣間隔時間At進行數據採集，得到測量電壓值Utl與測量電流值 Ιο；(2)根據測量電壓值U0與測量電流值Itl計算得到測量功率值Ptl與測量電阻率值 R0 P0 = U0 · I0(1. 1)R0 = KUq/I。(1. 2)其中，K為電阻率設定距離常數；(3)根據測量電阻率值Rtl計算得出目標功率值P formula see original document page 3
其中，A、B為設計常數；(4)計算測量功率值Ptl與目標功率值P的差值Δ P Δ P = P0-P(1. 4)確定差值Δ P的正負；(5)根據步驟⑷中得到的差值ΔΡ對輸出功率控制電平V在原輸出功率控制電 平Vtl基礎上進行調整後再輸出，完畢後返回所述步驟(1)，其中當差值ΔΡ> O 時，V = Vtl-AV;當差值ΔΡ = O 時，V = V0 ；
當差值formula see original document page 4AV為預設輸出功率調整步長。進一步，所述步驟(3)中，測量電阻率值Rc/變化範圍設定為Rcimin-Rtlmax，並且在測量
電阻率值Rtl分別為最大值與最小值時，目標功率值P均設定為最小值，即
formula see original document page 4 進一步，所述步驟(3)中，測量電阻率值Rtl的對數值為中位值時，目標功率值P設 定為最大值，即
formula see original document page 4本發明具有如下優點1、本發明以電阻率Rtl與目標功率值P之間的變化函數關係，限定電壓U與電流I 的變化函數關係，從而使得電壓U與電流I在功率發射調整過程中連續變化，保證信號採集 的平穩，提高信號質量。2、本發明中以電阻率Rtl變化的最大值與最小值處為目標功率值P最小值，從而在 電阻率Rtl同等變化範圍下大大縮小了電壓U與電流I的變化範圍，從而減少了能量消耗。3、本發明還在信號採集過程中，在符合電壓U與電流I變化範圍中儘量提高目標 功率值P，從而提高信號強度，有利於信號的採集與分析。


下面結合附圖對發明的實施方式作進一步說明圖1示出了雙側向測井儀工作原理示意圖；圖2示出了本發明一種雙側向測井儀功率發射控制方法流程圖；圖3示出了本發明具體實施例中功率控制函數關係圖。
具體實施例方式如圖1所示，雙側向測井儀通過向地層發射兩種頻率的電流信號來實現對地層電 阻率的測量。深側向發射的電流是由屏蔽電極Al (ΑΓ)和A2(A2l及主電極AO流出返回 遠處B電極。淺側向發射的電流是由Al (ΑΓ)及主電極AO流出返回到A2電極。深、淺側向地層發射的屏流通過各自的功控電流源來實現，主監控模塊通過調節 從主電極上輸出的主電流IO，迫使監督電極之間殘餘電位趨向於零，從而使得IO垂直於電 極軸向進入地層。深、淺側向都是測量監督電極Ml與相應參考電極之間的電位差ED、ES, 以及主電流IO (可通過頻率分離與檢波得到ID、IS)來計算地層的電阻率。本發明流程如圖2所示，包括以下步驟(1)按照預設採樣間隔時間At進行數據採集，得到測量電壓值Utl與測量電流值 Ιο；(2)根據測量電壓值U0與測量電流值Itl計算得到測量功率值Ptl與測量電阻率值 R0 formula see original document page 4
formula see original document page 5(1· 2)其中，K為電阻率設定距離常數；(3)根據測量電阻率值Rtl計算得出目標功率值P lgP = ^(lgl-2)- (L3)其中，A、B為設計常數；(4)計算測量功率值P。與目標功率值P的差值Δ P Δ P = P0-P(1. 4)確定差值Δ P的正負；(5)根據步驟(4)中得到的差值ΔΡ對輸出功率控制電平V在原輸出功率控制電 平Vtl基礎上進行調整後再輸出，完畢後返回步驟(1)，其中當差值ΔΡ>0 時，V = Vtl-AV;當差值ΔΡ = 0 時，V = V0 ；當差值ΔΡ<0 時，V = VQ+AV;AV為預設輸出功率調整步長。本發明中，步驟(3)中，測量電阻率值Rc/變化範圍設定為Rtlmin-Rtlmax,並且在測量電 阻率值Rtl分別為最大值與最小值時，目標功率值P均設定為最小值，即1Spmin =T^V--^ °(2·1)
B + (lg ^Omin - 2) B + (!g ^)max — 2)測量電阻率值Rtl的對數值為中位值時，目標功率值P設定為最大值，即Ig^max = /om ρ-0、」η ρ-^fTT。(3.1)
5 + {1 / 2[(lg R0maii-I) + (lg R0mia - 2)]}本發明具體實施例如圖3所示。在本實施例中，設定電壓U變化範圍為5mv-5v， 電流 I 變化範圍為 5mA-5A，K 為 100m，則電阻率 Rtlmin = IOOmX5mA/5v = 0. ΙΩπι, R0max = 100mX5A/5mv = IOOOOOQm0也就是說電壓U與電流I在變化1000倍時，可實現電阻率R。 變化100000倍，在滿足電阻率Rtl變化範圍的情況下，大大縮小了電壓U與電流I的變化，
減小信號波動。在電阻率Rtl最小值與最大值時，目標功率值P為最小值Pmin = 25mff,隨著電阻率
R0對數向中位移動過程中，目標功率值P連續平滑增大，直到在電阻率R0對數中位值時取
得目標功率值P最大值Pmax，設定Pmax = 250mff,即目標功率值P變化範圍為10倍，此時可根
據公式(2. 1)與(3. 1)解出設計常數A與B。A = 30. 172，B = 12. 582，此時目標功率值P
與電阻率Rtl函數關係表達如下 ,D30.172lgP= 12.582 + (lg^0-2)2°在本實施例中，設定預設採樣間隔時間At為1ms，預設輸出功率調整步長AV為 0. lmv，則輸出功率電平以目標功率值P為目標值步進趨近，由於預設採樣間隔時間At與 預設輸出功率調整步長△ V均足夠小，實際輸出功率離散點擬合結果無限逼近目標功率值 Po本發明以電阻率Rtl與目標功率值P之間的變化函數關係，限定電壓U與電流I的變化函數關係，從而使得電壓U與電流I在功率發射調整過程中連續變化，保證信號採集的 平穩，提高信號質量。本發明中以電阻率Rtl變化的最大值與最小值處為目標功率值P最小值，從而在電 阻率Rtl同等變化範圍下大大縮小了電壓U與電流I的變化範圍，從而減少了能量消耗。本發明還在信號採集過程中，在符合電壓U與電流I變化範圍中儘量提高目標功 率值P，從而提高信號強度，有利於信號的採集與分析。綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍， 因此，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發 明的保護範圍之內。
權利要求
一種雙側向測井儀功率發射控制方法，其特徵在於，包括以下步驟(1)按照預設採樣間隔時間Δt進行數據採集，得到測量電壓值U0與測量電流值I0；(2)根據測量電壓值U0與測量電流值I0計算得到測量功率值P0與測量電阻率值R0P0＝U0·I0 (1.1)R0＝KU0/I0 (1.2)其中，K為電阻率設定距離常數；(3)根據測量電阻率值R0計算得出目標功率值P其中，A、B為設計常數；(4)計算測量功率值P0與目標功率值P的差值ΔPΔP＝P0-P(1.4)確定差值ΔP的正負；(5)根據步驟(4)中得到的差值ΔP對輸出功率控制電平V在原輸出功率控制電平V0基礎上進行調整後再輸出，完畢後返回所述步驟(1)，其中當差值ΔP＞0時，V＝V0-ΔV；當差值ΔP＝0時，V＝V0；當差值ΔP＜0時，V＝V0+ΔV；ΔV為預設輸出功率調整步長。FSA00000078280400011.tif
2.如權利要求1所述的雙側向測井儀功率發射控制方法，其特徵在於所述步驟(3) 中，測量電阻率值禮變化範圍設定為R。min-R。_，並且在測量電阻率值禮分別為最大值與最 小值時，目標功率值P均設定為最小值，即formula see original document page 2
3.如權利要求2所述的雙側向測井儀功率發射控制方法，其特徵在於所述步驟(3) 中，測量電阻率值禮的對數值為中位值時，目標功率值P設定為最大值，即
全文摘要
本發明提供了一種雙側向測井儀功率發射控制方法，包括以下步驟(1)按照預設採樣間隔時間進行數據採集，得到測量電壓值與測量電流值；(2)根據測量電壓值與測量電流值計算得到測量功率值與測量電阻率值；(3)根據測量電阻率值計算得出目標功率值；(4)計算測量功率值與目標功率值的差值，確定差值的正負；(5)根據步驟(4)中得到的差值對輸出功率控制電平在原輸出功率控制電平基礎上進行調整後再輸出，完畢後返回所述步驟(1)。本發明以電阻率與目標功率值之間的變化函數關係，限定電壓與電流的變化函數關係，從而使得電壓與電流在功率發射調整過程中連續變化，保證信號採集的平穩，提高信號質量。
文檔編號G01R21/06GK101832124SQ20101014865
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月14日 優先權日2010年4月14日
發明者於增輝 申請人:中國海洋石油總公司;中海油田服務股份有限公司