本发明实施例涉及勘探,具体涉及一种流体电导率测量电路、方法以及地层测试器。
背景技术:
1、地层测试器是油藏勘探中的一种重要测井仪器,地层测试器可以对地层进行压力测试和地层原状流体取样与分析。地层测试器在进行地层原状流体取样与分析过程中,具体是在井下抽吸某井段的地层流体,通过地层测试器中电导率测量电路对该地层流体进行测量以获得相应的流体电导率。
2、然而,发明人在实施过程中发现,现有技术中至少存在如下缺陷:现有技术中地层测试器中的电导率测量电路结构复杂,电导率测量范围不足,使用环境受限。
技术实现思路
1、鉴于上述问题,提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的流体电导率测量电路、方法以及地层测试器。
2、根据本技术第一方面,提供了一种流体电导率测量电路,包括:第一电极、第二电极、第三电极、第四电极、第五电极、第六电极、第七电极、处理芯片、预处理电路、第一差分放大器、第二差分放大器、第三差分放大器、第一后处理电路、第二后处理电路、加法器以及采样电阻;所述第二电极、第三电极、第五电极、第六电极的几何因子相同;
3、其中,第一电极以及第七电极接地,第二电极连接第二差分放大器第一输入端,第三电极连接第二差分放大器第二输出端,第五电极连接第三差分放大器第一输入端,第六电极连接第三差分放大器第二输入端,第二差分放大器输出端连接加法器第一输入端,第三差分放大器输出端连接加法器第二输入端,加法器输出端连接第二后处理电路输入端,第二后处理电路输出端连接处理芯片输入端;处理芯片输出端连接预处理电路输入端,预处理电路输出端连接第一差分放大器第一输入端以及采样电阻第一端,采样电阻第二端连接第四电极以及第一差分放大器第二输入端;第一差分放大器输出端连接第一后处理电路输入端,第一后处理电路输出端连接处理芯片输入端;
4、处理芯片用于输出激励信号,预处理电路用于对激励信号进行预处理;
5、第一差分放大器用于采集采样电阻两端的第三电压,并对第三电压进行放大处理得到第三电压信号;
6、第二差分放大器用于采集第二电极和第三电极两端的第一电压,并对第一电压放大处理得到第一电压信号,将第一电压信号输入加法器;
7、第三差分放大器用于采集第五电极和第六电极两端的第二电压,并对第二电压放大处理得到第二电压信号,将第二电压信号输入加法器;
8、加法器用于对第一电压信号和第二电压信号进行加法运算得到电压和信号;
9、第一后处理电路用于对第三电压信号进行后处理得到后处理第三电压信号;
10、第二后处理电路用于对电压和信号进行后处理得到后处理电压和信号;
11、处理芯片还用于根据后处理电压和信号、后处理第三电压信号、采样电阻阻值以及电极几何因子,计算待测流体的流体电导率。
12、在一种可选的实施方式中,处理芯片具体用于:根据后处理第三电压信号以及采样电阻阻值计算采样电流;
13、根据后处理电压和信号、采样电流以及电极几何因子,计算待测流体的流体电导率。
14、在一种可选的实施方式中,采样电阻阻值根据电极几何因子、电导率测量下限、以及电导率量程比确定。
15、在一种可选的实施方式中,预处理电路包括:第一带通滤波器以及第一比例放大电路;
16、其中,第一带通滤波器输入端连接处理芯片输出端,第一带通滤波器输出端连接第一比例放大电路输入端,第一比例放大电路输出端连接采样电阻第一端;
17、第一带通滤波器用于对激励信号进行滤波处理,第一比例放大电路用于对激励信号进行放大处理。
18、在一种可选的实施方式中,第一后处理电路包括:第二带通滤波器、第二比例放大电路、第一交流直流转换电路、第一缓冲器、第三比例放大电路、第二交流直流转换电路以及第二缓冲器;
19、第二带通滤波器输入端连接第一差分放大器输出端,第二带通滤波器输出端分别连接第二比例放大电路输入端和第三比例放大电路输入端,第二比例放大电路输出端连接第一交流直流转换电路输入端,第一交流直流转换电路输出端连接第一缓冲器输入端,第一缓冲器输出端连接处理芯片第一输入端口,第三比例放大电路输出端连接第二交流直流转换电路输入端,第二交流直流转换电路输出端连接第二缓冲器输入端,第二缓冲器输出端连接处理芯片第二输入端口;
20、处理芯片对第一输入端口和第二输入端口循环采样。
21、在一种可选的实施方式中,第二后处理电路包括:第三带通滤波器、第四比例放大电路、第三交流直流转换电路、第三缓冲器、第五比例放大电路、第四交流直流转换电路以及第四缓冲器;
22、第三带通滤波器输入端连接加法器输出端,第三带通滤波器输出端分别连接第四比例放大电路输入端和第五比例放大电路输入端,第四比例放大电路输出端连接第三交流直流转换电路输入端,第三交流直流转换电路输出端连接第三缓冲器输入端,第三缓冲器输出端连接处理芯片第三输入端口,第五比例放大电路输出端连接第四交流直流转换电路输入端,第四交流直流转换电路输出端连接第四缓冲器输入端,第四缓冲器输出端连接处理芯片第四输入端口;
23、处理芯片对第三输入端口和第四输入端口循环采样。
24、在一种可选的实施方式中,加法器还用于:将电压和信号放大处理,以使得加法器输出的电压和信号的电势差与第一差分放大器输出的第三电压信号的电势差相匹配;
25、以及,第二比例放大电路、第三比例放大电路、第四比例放大电路、和/或第五比例放大电路采用相同电路结构;
26、第一交流直流转换电路、第二交流直流转换电路、第三交流直流转换电路、和/或第四交流直流转换电路采用相同电路结构;
27、第一缓冲器、第二缓冲器、第三缓冲器、和/或第四缓冲器采用相同电路结构。
28、在一种可选的实施方式中,所述流体电导率测量电路为厚膜电路。
29、根据本技术第二方面,提供了一种流体电导率检测方法,所述方法基于上述流体电导率测量电路执行,所述方法包括:
30、处理芯片输出激励信号,预处理电路对激励信号进行预处理;
31、第一差分放大器采集采样电阻两端的第三电压,并对第三电压进行放大处理得到第三电压信号;第一后处理电路对第三电压信号进行后处理得到后处理第三电压信号;
32、第二差分放大器采集第二电极和第三电极两端的第一电压,并对第一电压放大处理得到第一电压信号;第三差分放大器采集第五电极和第六电极两端的第二电压,并对第二电压放大处理得到第二电压信号;
33、加法器对第一电压信号和第二电压信号进行加法运算得到电压和信号;第二后处理电路对电压和信号进行后处理得到后处理电压和信号;
34、处理芯片根据后处理电压和信号、后处理第三电压信号、采样电阻阻值以及电极几何因子,计算待测流体的流体电导率。
35、根据本技术第三方面,提供了一种地层测试器,包括上述流体电导率测量电路。
36、本技术提供的流体电导率测量电路、方法以及地层测试器中,第一差分放大器采集采样电阻两端第三电压得到第三电压信号;第二差分放大器采集第二电极和第三电极两端第一电压得到第一电压信号;第三差分放大器采集第五电极和第六电极两端第二电压得到第二电压信号;加法器对第一电压信号和第二电压信号加法运算得到电压和信号;第一后处理电路和第二后处理电路分别得到后处理第三电压信号和后处理电压和信号,处理芯片根据后处理电压和信号、后处理第三电压信号、采样电阻阻值和电极几何因子计算流体电导率。本方案能够准确测量流体电导率,具有较大电导率测量量程,且结构精简,成本低廉,适用于大规模应用与实施。
37、上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明实施例的具体实施方式。
1.一种流体电导率测量电路,其特征在于,包括:第一电极、第二电极、第三电极、第四电极、第五电极、第六电极、第七电极、处理芯片、预处理电路、第一差分放大器、第二差分放大器、第三差分放大器、第一后处理电路、第二后处理电路、加法器以及采样电阻;所述第二电极、第三电极、第五电极、第六电极的几何因子相同;
2.根据权利要求1所述的流体电导率测量电路,其特征在于,处理芯片具体用于:
3.根据权利要求2所述的流体电导率测量电路,其特征在于,采样电阻阻值根据电极几何因子、电导率测量下限、以及电导率量程比确定。
4.根据权利要求1-3中所述的流体电导率测量电路,其特征在于,预处理电路包括:第一带通滤波器以及第一比例放大电路;
5.根据权利要求4所述的流体电导率测量电路,其特征在于,第一后处理电路包括:第二带通滤波器、第二比例放大电路、第一交流直流转换电路、第一缓冲器、第三比例放大电路、第二交流直流转换电路以及第二缓冲器;
6.根据权利要求5所述的流体电导率测量电路,其特征在于,第二后处理电路包括:第三带通滤波器、第四比例放大电路、第三交流直流转换电路、第三缓冲器、第五比例放大电路、第四交流直流转换电路以及第四缓冲器;
7.根据权利要求6所述的流体电导率测量电路,其特征在于,加法器还用于:将电压和信号放大处理,以使得加法器输出的电压和信号的电势差与第一差分放大器输出的第三电压信号的电势差相匹配;
8.根据权利要求1-3中任一项所述的流体电导率测量电路,其特征在于,所述流体电导率测量电路为厚膜电路。
9.一种流体电导率检测方法,其特征在于,所述方法基于上述权利要求1-8中任一项所述的流体电导率测量电路执行,所述方法包括:
10.一种地层测试器,其特征在于,包括如权利要求1-8中任一项所述的流体电导率测量电路。