CN112305622B - 电阻率成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电阻率成像装置，包括：筒状主体；发射机构，所述发射机构安装在所述筒状主体的外侧，所述发射机构构造为能向地层中发射电流信号；以及接收机构，所述接收机构安装在所述筒状主体的外侧并与所述发射机构在所述筒状主体的轴向方向上彼此间隔开，所述接收机构包括在所述筒状主体的周向方向上彼此间隔开的多个接收器，所述接收器构造为能接收来自于所述地层中的电流信号。作业人员能够通过该装置而更加准确地掌握地层中的情况。

Description

电阻率成像装置

技术领域

本发明涉及石油天然气钻井技术领域，特别是涉及一种电阻率成像装置。

背景技术

井内的电阻率测量是现有技术中通常用来分辨地层中状况的主要手段之一。目前已经有电阻率成像仪器用来对地层中的电阻率进行测量，并相应地对地层环境进行成像。

目前的电阻率成像仪器通常包含信号发射器和信号接收器。信号发射器用于向地层中发射信号，信号最终又返回到信号接收器。根据所接收到的信号来确定地层中的电阻率。然而，现有仪器难以实现较高的精度和较高的成像分辨率。这使得作业人员难以准确地掌握地层中的情况。

因此，需要一种能方便作业人员更加准确地掌握地层中情况的电阻率成像装置。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种电阻率成像装置，作业人员能够通过该装置而更加准确地掌握地层中的情况。

根据本发明提出了一种电阻率成像装置，包括：筒状主体；发射机构，所述发射机构安装在所述筒状主体的外侧，所述发射机构构造为能向地层中发射电流信号；以及接收机构，所述接收机构安装在所述筒状主体的外侧并与所述发射机构在所述筒状主体的轴向方向上彼此间隔开，所述接收机构包括在所述筒状主体的周向方向上彼此间隔开的多个接收器，所述接收器构造为能接收来自于所述地层中的电流信号。

上述电阻率成像装置能通过发射机构而向地层中发射电流信号，而该电流信号又会传到接收机构。通过对接收到的电流信号进行处理，可确定地层中的电阻率，并由此形成相应的图像。通过在筒状主体的周向上设置多个彼此独立的接收装置，可在不同的方向上分别接收电流信号。由此，可分别确定不同的周向方向上的电阻率。这有利于作业人员更加准确地掌握地层中的情况。

在一个实施例中，所述发射机构包括在所述筒状主体的周向方向上包围所述筒状主体的发射组件，所述发射组件包括：容纳套筒，所述容纳套筒包括套设在所述筒状主体外，在所述容纳套筒的一端处构造有容纳槽；螺绕环，所述螺绕环容纳于所述容纳槽内；以及端部件，所述端部件设置在所述容纳套筒的至少一端处，其中，设置在所述容纳套筒的设置有所述容纳槽的一端处的端部件构造为能封闭所述容纳槽。

在一个实施例中，所述容纳套筒包括外径较大的中部段以及与所述中部段相连的外径较小的端部段，所述端部件包括设置在所述容纳套筒的一端处的主体部，以及相对于所述主体部延伸出去并扣合在所述端部段外的扣合部。

在一个实施例中，所述容纳套筒包括：外壳体，所述外壳体包括设置在所述端部段处的金属部分，以及设置在所述中部段处的耐磨部分，螺绕环绝缘套，所述绝缘套设置在所述外壳体与所述筒状主体之间，在所述绝缘套上形成所述容纳槽，以及弹性填充体，所述弹性填充体充满所述外壳体、所述绝缘套和所述筒状主体之间所包围的空间。

在一个实施例中，在所述容纳槽内填充有封闭胶，以将所述螺绕环封闭在所述容纳槽内。

在一个实施例中，所述接收器包括：接收电极，所述接收电极沿所述筒状主体的径向方向在所述筒状主体的外侧凹槽内延伸，所述接收电极的外端暴露于环境中，感应线圈，所述感应线圈设置在所述外侧凹槽内，所述接收电极的内端***到所述感应线圈内，以及线圈绝缘套，所述线圈绝缘套包围所述感应线圈并将所述接收电极的内端与所述感应线圈间隔开。

在一个实施例中，在所述外侧凹槽的底壁处构造有沿所述筒状主体的径向方向向内延伸的定位孔，所述线圈绝缘套构造有能沿所述筒状主体的径向方向向内延伸至***到所述定位孔内的定位凸起，以防止所述线圈和所述线圈绝缘套相对于所述接收电极发生转动。

在一个实施例中，所述接收电极的中间构造有沿所述接收电极的径向方向向外延伸的卡接凸起，所述接收电极的内端和外端分别处于所述卡接凸起的两侧，所述接收器还包括盖板，所述盖板构造为能覆盖在所述接收电极的外侧，其中，所述卡接凸起的外侧面与所述盖板相配合，所述卡接凸起的内侧面与所述线圈绝缘套相配合。

在一个实施例中，所述电阻率成像装置包括在所述筒状主体的轴向方向上彼此间隔开的多个接收机构，不同的接收机构中的接收器在所述筒状主体的周向方向上彼此交错开。

在一个实施例中，所述电阻率成像装置包括在所述筒状主体的轴向方向上彼此间隔开的多个发射机构，所述多个发射机构中的至少两个与相对应的接收机构之间的距离不同。

与现有技术相比，本发明的优点在于：上述电阻率成像装置能通过发射机构而向地层中发射电流信号，而该电流信号又会传到接收机构。通过对接收到的电流信号进行处理，可确定地层中的电阻率，并由此形成相应的图像。通过在筒状主体的周向上设置多个彼此独立的接收装置，可在不同的方向上分别接收电流信号。由此，可分别确定不同的周向方向上的电阻率。这有利于作业人员更加准确地掌握地层中的情况。

附图说明

在下文中参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1显示了根据本发明的一个实施方案的电阻率成像装置的示意性结构图；

图2显示了图1中的电阻率成像装置沿B向的投影；

图3显示了图1中的电阻率成像装置沿A-A线的剖视图；

图4显示了图1中的电阻率成像装置中的第一接收机构的轴向剖视图；

图5显示了图2中的电阻率成像装置沿C-C线的剖视图；

图6显示了图1中的电阻率成像装置沿D-D线的剖视图；

图7显示了图1中的电阻率成像装置沿E-E线的剖视图；

图8显示了图1中的电阻率成像装置沿F-F线的剖视图；

图9显示了图1中的电阻率成像装置沿G-G线的剖视图；

图10显示了图1中的电阻率成像装置沿H-H线的剖视图；

图11a显示了图1中的电阻率成像装置中的第一发射机构的轴向剖视图；

图11b至图11d显示了其他发射机构与筒状主体配合的局部放大图；

图12显示了图11a中的第一发射机构中的容纳套筒的一个实施例的结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

图1示意性地显示了根据本发明的一个实施方案的电阻率成像装置(以下简称为“装置”)100。装置100包括筒状主体101，可作为短节而安装在钻井管串中。筒状主体101构造有上连接扣104和下连接扣103(参见图3)，以用于与钻井管串中的其他短节或装置相连。由此，装置100可作为随钻电阻率成像装置而使用。筒状主体101大体构造为圆筒状的，沿其轴向中部构造有泥浆通道102。筒状主体101可由无磁不锈钢材料(例如，P550、P530等)制成。上连接扣104和下连接扣103例如可以是API标准的NC50扣型。

如图1所示，在筒状主体101上设置有至少一个发射机构200、300和400，以及至少一个接收机构500和600。装置100还可包括用于处理电流信号的处理机构700。在装置100下入到井内时，至少一个发射机构200、300和400可用于向地层中发射电流信号。所发射的电流信号又从地层返回到装置100的至少一个接收机构500和600处，被它们接收。所接收的电流信号随后被传输至处理机构700。处理机构700对所接收到的电流信号进行处理，以得到相应的电阻率的数据。

在图1所示的实施例中，设置有3个发射机构和2个接收机构。为了便于理解和区分，发射机构200、300和400在下文中分别被称为第一发射机构200、第二发射机构300和第三发射机构400；类似地，接收机构500和600分别被称为第一接收机构500和第二接收机构600。应当理解的是，根据需要，也可设置其它数量的发射机构和接收机构。

如图3、5和11a所示，第一发射机构200包括第一发射组件。该第一发射组件包括套设在筒状主体101之外的容纳套筒202，在该容纳套筒202内构造有容纳槽，以用于在其中设置螺绕环206。如图11a所示，容纳槽开在容纳套筒的下端(即，朝向井底的一端)处。然而，根据需要，容纳槽也可开在容纳套筒的上端(即，朝向井口的一端)处。在容纳套筒202的上、下两端处分别设置有端部件203和201。容纳套筒202例如可构造为如图11a所示的“凸”字形结构，其构造有外径较大的中部段和外径较小的端部段，端部段与中部段相邻并相连。相应地，端部件201、203包括处于容纳套筒202的一端处的主体部，以及从该主体部延伸到容纳套筒202的端部段外侧的扣合部，该扣合部与端部段扣合，优选地通过密封件208而密封式扣合，由此避免流体由此流过。另外，端部件201、203的主体部也通过密封件208而与筒状主体101密封式相连。在这种情况下，端部件201、203可有效地封堵住容纳槽的开口，一方面避免螺绕环206非预期地脱出，另一方面还避免井内的流体非预期地流入到容纳槽内而接触螺绕环。这能有效地确保螺绕环206可以有效工作而发射出电流信号。这里的端部件201、203可以由无磁金属制成，例如无磁不锈钢、钛合金等。

在一个实施例中，可在容纳槽内填充封闭胶207，以封堵容纳槽的开口。这种设置可作为上述端部件的替代，优选地与端部件结合设置。在一个优选的实施例中，封闭胶207可充满容纳槽与螺绕环之间的全部空间，由此能额外地起到固定和减震的作用。这里的封闭胶207应当是绝缘的，例如可以是耐高温的RTV硅胶、耐高温的环氧树脂等。

如图11a所示，端部件201、203的背向容纳套筒的一端可设置有斜面210，该斜面210在筒状主体101与端部件201、203的最大外径部分之间形成平滑过渡。斜面210的倾斜角211优选地在30°至60°之间。另外，端部件201、203的最大外径部分与容纳套筒的中部段的外侧相齐平。如图1所示，在端部件201、203的最大外径部分的外侧嵌设有耐磨条204，以用于增强端部件201、203的耐磨性。例如，可在端部件201、203的最大外径部分处在筒状主体101的周向方向上布置多个彼此间隔开的耐磨条204，各个耐磨条204构造有沿着筒状主体101的轴向方向延伸的条形轮廓。应当理解的是，根据需要，耐磨条204可具有矩形、圆形或三角形的轮廓。耐磨条204的外端与端部件201、203的最大外径部分的外侧相齐平。耐磨条204可由无磁、耐高温、耐磨的材料制成，例如为氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等。

在端部件201、203上还构造有沿其径向方向延伸的安装孔212。在筒状主体101上开设有与安装孔212相对应的阶梯孔213。螺纹固定销810可***到安装孔212和阶梯孔213中，以将端部件201、203固定到筒状主体101上，并由此将容纳套筒202固定到筒状主体101上。螺纹固定销810包括直径较大部分8101和直径较小部分8102，其中直径较大部分为光滑的圆柱，直径较小部分8102与阶梯孔213的螺纹相配合。螺纹固定销810的顶部优选地构造有内六角孔8103，便于在安装时用内六角扳手将螺纹固定销810拧紧。优选地，在安装螺纹固定销810之前，可以先在直径较小部分8102的螺纹处涂设螺纹紧固胶，以用于防止螺纹配合松动。例如，可在筒状主体101的周向方向上均匀分布8个螺纹固定销810。根据需要，也可设置其他数量(优选在2-30个的范围内)的螺纹固定销810。

另外，在一个优选的实施例中，如图11a所示，在螺纹固定销811的顶部设置有挡圈811，该挡圈811用于防止井下仪器的振动而造成螺纹固定销810脱落。优选地，挡圈811可由无磁金属(例如，316不锈钢或黄铜)制成，例如可以为孔用弹性挡圈。可在安装孔212内的相应位置处构造卡槽。挡圈811可卡设在该卡槽中。

如图11a所示，筒状主体110包括从下向上依次连接的第一直径段111、第二直径段112和第三直径段113，其中第一直径段111的外径小于第二直径段112的外径，在它们之间形成台阶，第二直径段112的外径小于第三直径段113的外径，在它们之间形成台阶。端部件201和203以及容纳套筒202一起安装在第二直径段112上，并且大致上覆盖整个第二直径段112。相对位于上方的端部段203与第二直径段112和第三直径段113之间的台阶相抵，以实现定位。

第二直径段112的外径与端部件201和203以及容纳套筒202的内径相匹配，实现间隙配合。端部件201和203以及容纳套筒202可由第一直径段111套到第二直径段112上。由于第一直径段111的外径较小，因此端部件201和203以及容纳套筒202与第一直径段111之间的间隙较大，可以尽可能避免端部件201和203以及容纳套筒202与第一直径段111之间的摩擦。

图12显示了容纳套筒202的一个优选的实施例。如图12所示，容纳套筒202包括螺绕环绝缘套2021。该螺绕环绝缘套2021可由非金属材料制成，例如PEEK、玻璃钢等。上述用于容纳螺绕环206的容纳槽形成于该螺绕环绝缘套2021上。另外，容纳套筒202还包括外壳体，该外壳体包括设置在端部段处的金属部分(例如图12中的金属垫2022和2024)以及设置在中部段处的耐磨部分(例如图12中的耐磨层2023)。上述金属垫2022和2024用于与端部件201和203的扣合部相配合，利用金属优良的刚度和韧性而形成密封面，以利于提高密封效果。金属垫2022和2024可由无磁金属制成，例如无磁不锈钢、铜、钛合金等。耐磨层2023由耐高温、耐磨的非金属材料制成，例如玻璃钢、PEEK、陶瓷等。如图12所示，螺绕环绝缘套2021、耐磨层2023和金属垫2022和2024包围式限定了容纳套筒202的外部轮廓。它们之间可通过弹性的连接层2025来实现彼此连接。连接层2025例如可由橡胶制成。这种连接层2025允许整个容纳套筒202具备一定的弹性，进一步允许容纳套筒202与端部件201、203之间实现紧密、密封的接合。

另外，如图5所示，第一发射机构200还包括第一电路251。第一电路251可与缠绕在螺绕环206上的天线相连，以用于将电流信号输送给螺绕环206。如图5所示，在筒状主体101内构造有沿着筒状主体101的轴向方向延伸的过线孔150，以及沿着筒状主体101的径向方向延伸的过线孔152。用于连接第一电路251和螺绕环206上的天线的电连接件可在该过线孔150和152内延伸。

如图5所示，第一电路251嵌设在第一发射组件下方的筒状主体101内。通过第一电路盖板205将第一电路251封闭在筒状主体101内。第一电路盖板205例如可由高强度的无磁不锈钢(例如，P550)制成。第一电路盖板205通过密封件253而与筒状主体101密封式接合，以将第一电路251密封在它们之间，避免外部的泥浆接触到第一电路251。优选地，第一电路251被第一电路绝缘层252所包围。第一电路绝缘层252可避免第一电路251与第一电路盖板205和筒状主体101之间发生电连接，同时还能起到减振的作用。

另外，如图1所示，在第一发射机构200之上还设置有第二发射机构300。第二发射机构300的结构与第一发射机构200的结构类似，其相应地构造有螺线圈306、封闭胶307、容纳套筒302、端部件301、303、密封件308、第二电路351、第二电路绝缘层352、密封件353和第二电路盖板305。在筒状主体101上构造有沿径向方向延伸的过线孔153，用于连接螺线圈306上的天线与第二电路351的电连接件穿过过线孔153和150。优选地，在端部件301、303上也设置有耐磨条304。

如图11b所示，筒状主体101还构造有第四直径段114，该第四直径段114与第三直径段113相连并处于其上方。第四直径段114的外径大于第三直径段113的外径而在它们之间形成台阶。第二发射机构300中的第二发射组件套设在第三直径段113上，其端部件303卡在第三直径段113与第四直径段114之间的台阶处以实现定位。

如图1、3和5所示，在第二发射机构300之上还设置有第一接收机构500。如图4和8所示，第一接收机构500包括在筒状主体的周向方向上彼此间隔开布置的多个接收器。例如，在该实施例中具有4个接收器，即，第一接收器、第二接收器、第三接收器和第四接收器。各个接收器均嵌入在筒状主体101内。下面针对其中一个接收器的结构来进行详细描述。

如图4所示，在筒状主体101的外侧壁上构造有凹槽，在此称为外侧凹槽。第一接收器包括接收电极511，其大体上构造为圆柱形的，沿着筒状主体101的径向方向***到外侧凹槽内。优选地，在外侧凹槽的底壁处构造有沿着筒状主体101的径向方向向内延伸的安装孔5112，接收电极511的内端(即，朝向筒状主体的中心轴线的一端)***到该安装孔5112内，以实现接收电极511的定位。接收电极511的内端与筒状主体101直接接触并形成电连接，以便于形成回路。第一接收器还包括感应线圈512，接收电极511的内端***到感应线圈512内。在接收电极511的外侧套设有线圈绝缘套514，其将感应线圈512与接收电极511的内端间隔开。优选地，如图4所示，在外侧凹槽的底壁处还构造有沿着筒状主体101的径向方向向内延伸的定位孔5142；相应地，线圈绝缘套514构造有沿着筒状主体101的径向方向向内延伸的定位凸起5141。定位凸起5141可***到该定位孔5142内，从而实现线圈绝缘套514及其所包围的感应线圈512的固定，避免它们相对于接收电极511发生转动。优选地，可在定位孔5142内填充RTV硅胶，以利于固定定位凸起5141。

另外，接收电极511的中部构造有沿着接收电极511的径向方向向外延伸的卡接凸起5111(见图8)。盖板501覆盖在筒状主体101的外侧凹槽上，以将接收电极511和感应线圈512封在外侧凹槽内。在盖板501的中部形成开口，允许接收电极511的外端(即，背向筒状主体101的中心轴线的一端)延伸穿过该开口而暴露于地层。上述卡接凸起5111能卡在盖板501和线圈绝缘套514之间，以固定住接收电极511。同时，盖板501还能够对接收电极511和感应线圈512进行保护。盖板501例如如图1所示可构造为矩形的，通过螺栓而紧固连接在筒状主体101上。盖板501例如可由耐高温的无磁不锈钢(例如，P550)制成。优选地，在盖板501和接收电极511之间还设置有电极绝缘套513，以用于使盖板501与接收电极511间隔开。该电极绝缘套513例如可如图4所示而形成“凸”字形结构。

在一个优选的实施例中，如图1所示，在盖板501的外侧嵌有耐磨柱507。耐磨柱507的外端与盖板501的外端优选地齐平。耐磨柱507可用于提高盖板501的耐磨性。耐磨柱507例如可以是圆柱形的，由无磁的耐磨材料(例如，陶瓷)制成。

在盖板501与筒状主体101之间以及盖板501与电极绝缘套513之间均设置有密封件515，由此来形成密封，以避免外部的水泥浆接触到感应线圈512而造成短路。

如图8所示，第一接收机构中的第二接收器、第三接收器和第四接收器与第一接收器类似地构造。四个接收器以90°的间隔而在周向上均匀布置。第二接收器包括接收电极521和感应线圈522；第三接收器包括接收电极531和感应线圈532；第四接收器包括接收电极541和感应线圈542。

如图4所示，第一接收机构还包括设置在各个接收器之下的电极电路551、561。接收器所接受到的电流可传递至电极电路551、561处而得到处理。电极电路551设置在第一接收器之下，其嵌设在筒状主体101内，并被盖板505所覆盖。盖板505通过密封件553而与筒状主体101形成密封，以避免水泥浆接触到电极电路551。优选地，在电极电路551的外侧包围有电极电路绝缘层552。在筒状主体101内构造有在轴向平面内延伸的过线孔554(图4)和在径向平面内延伸的过线孔573(图8)。用于连接电极电路551与第一感应线圈512的天线以及用于连接电极电路551与第二感应线圈522的天线的电连接件可穿过过线孔554、573。

类似地，电极电路561设置在第三接收器之下，其与电极电路551在周向上相距180°。针对电极电路561相应地设置有盖板506、电极电路绝缘层562和密封件563。在筒状主体101内构造有在轴向平面内延伸的过线孔564(图4)和在径向平面内延伸的过线孔574。用于连接电极电路561与第三感应线圈532的天线以及用于连接电极电路561与第四感应线圈542的天线的电连接件可穿过过线孔564、574。

如图3和6所示，处理机构700包括控制电路711和数据处理电路721。控制电路711和数据处理电路721嵌入在筒状主体101内，它们彼此在周向上相距120°。控制电路711被盖板710所覆盖。盖板710通过密封件713而与筒状主体101形成密封，以将控制电路711密封在它们之间。在控制电路711外包围有控制电路绝缘层712。类似地，数据处理电路721被盖板720所覆盖。在盖板720和筒状主体101之间通过密封件723而形成密封。在数据处理电路721的外侧包围有数据处理电路绝缘层722。

如图6所示，在筒状主体101内构造有在径向平面内延伸的过线孔714和724。过线孔714连通在控制电路711与过线孔150之间；过线孔724连通在数据处理电路721与过线孔150之间。电连接件可穿过过线孔714和过线孔150而在控制电路711与第一电路251或第二电路351之间形成电连接，以允许控制电路711能向第一电路251或第二电路351发出信号，从而控制他们生成并输出相应的电流信号。还可有另外的电连接件穿过过线孔724、150、571和572而实现电极电路551、561与数据处理电路721之间的电连接，以允许数据处理电路721接收来自于电极电路551、561的电流信号，经过相应的处理而得到地层的电阻率。

应当理解的是，根据需要，过线孔571和572中的一个可以省去。

在处理机构700之上还设置有第二接收机构600。如图10所示，第二接收机构600包括4个接收器，即，第五接收器、第六接收器、第七接收器和第八接收器。如图10所示，第五接收器包括接收电极611和感应线圈612；第六接收器包括接收电极621和感应线圈622；第七接收器包括接收电极631和感应线圈632；第八接收器包括接收电极641和感应线圈642。这些接收器在周向上彼此相距90°地均匀分布。应当注意的是，第二接收机构600中的4个接收器与第一接收机构500中的4个接收机构在周向上彼此错开。如果将第一接收器所设置的周向位置定义为0°位置，那么第二接收器、第三接收器和第四接收器分别设置在-90°、180°和+90°的位置；第五接收器、第六接收器、第七接收器和第八接收器分别设置在-45°、-135°、+135°和+45°的位置。这样的设置能使得装置100对更多方向的地层电阻率进行测量，以便于提高装置100的测量精度和成像分辨率。应当理解的是，根据需要，也可设置更多或更少的接收器。然而，分两组设置8个接收器是一个优选的设置。这种设置兼顾了测量精度和装置的结构稳定性。

另外，如图9所示，第二接收机构600还包括电极电路651、661。电极电路651通过穿过过线孔150、673的电连接件而与第五感应线圈612的天线和第六感应线圈622的天线电连接。电极电路661通过穿过过线孔150、674的电连接件而与第七感应线圈632的线圈和第八感应线圈642的天线电连接。电极电路651、661又通过穿过过线孔671、672、150和724的电连接件而实现与数据处理电路721的电连接。

第二接收机构600的结构与第一接收机构500的结构相类似，在此不再赘述。

如图1所示，在第二接收机构600之上还设置有第三发射机构400。第三发射机构400的结构与第一发射机构200的结构类似。第三发射机构400包括第三发射组件，其包括螺绕环406、封闭胶407、容纳套筒402、端部件401、403和密封件408。优选地，在端部件401、403上也设置有相应的耐磨条404。

如图11c和11d所示，筒状主体101还包括与第四直径段114相连的第五直径段115和与第五直径段115相连的第六直径段116。第四直径段114的外径大于第五直径段115的外径，在它们之间形成台阶。第五直径段115的外径大于第六直径段116的外径，在它们之间形成台阶。第三发射组件套设在第五直径段处，其端部件401抵在第四直径段114与第五直径段115之间的台阶处，以实现定位。第三发射组件基本上覆盖整个第五直径段115，其端部件403大致定位在第五直径段115与第六直径段116之间的台阶处。

第三发射机构400还包括设置在第三发射组件之上的第三电路451、第三电路绝缘层452、密封件453和盖板405。第三电路451通过穿过过线孔150和154的电连接件而与螺绕环406的天线电连接。第三电路451还通过穿过过线孔150、714的电连接件而与控制电路711电连接。

另外，如图3所示，在第三发射机构400之上的筒状主体101内还设置有调试孔730。在调试孔703内设置有调试接口，其连通着设置在筒状主体101内部的需要调试的电路(例如可以是上文中的控制电路711，也可以是其它电路)。调试孔730被盖板732所覆盖和保护。在盖板732和筒状主体101之间设置有密封件733，以在它们之间形成密封，避免外部的水泥浆接触到调试孔730。

另外，如图5所示，在过线孔150的上端内设置有过线孔堵头159。过线孔150通过斜穿线孔151而连通到上方的其他短节中的过线孔。

通过上述布置和构造，可实现装置100的如下工作过程。

控制电路711向第一电路251、第二电路351和第三电路451中的至少一个发送电信号，以控制其生成相应的电流信号。第一电路251、第二电路351和第三电路451可安装有带通滤波器和功率放大器。带通滤波器能够对控制电路711发送来的信号进行带通滤波。经滤波后的信号能被功率放大器放大。

所生成的电流信号会输送至相应的螺绕环206、306、406。

螺绕环206、306、406会将电流信号输送至地层，而输送至地层的电流信号又会回传至相应的接收器，被接收电极511、521、531、541、611、621、631、641所接收。

接收电极所接收到的电流信号会激发相应的感应线圈512、522、532、542、612、622、632、642而产生相应的感应电流信号。

感应电流信号会传输至相应的电极电路551、561、651、661。这些电极电路551、561、651、661对电流信号进行处理，并将处理后的电流信号传递至数据处理电路721。电极电路551、561、651、661可安装有放大滤波器、模拟信号转换器和波形采集器。放大滤波器可对输送过来的感应电流信号进行功率放大、滤除噪声。模拟信号转换器的一端连接放大滤波器，以接收放大滤波后的电流信号；另一端连接波形采集器，以将模拟信号传输给波形采集器。波形采集器能对模拟信号转换器所传输来的模拟信号进行数据采集，并将所采集的数据传输给数据处理电路721。

数据处理电路721根据上述处理后的电流数据信号来确定相应的地层电阻率。

在上述实施例中，第一接收机构500用于接收第一发射机构200和第二发射机构300所发射出的电流信号；第二接收机构600用于接收第三发射机构400所发射出的电流信号。然而，根据需要，也可令第一接收机构500接收第三发射机构400所发出的电流信号，或者第二接收机构600接收第一发射机构200和第二发射机构300所发射出的电流信号。

另外，根据需要，还可令第一发射机构200、第二发射机构300或第三发射机构400中的一个接收另外的发射机构所发射的电流信号，以测量侧向地层电阻率。

接收机构与发射机构之间的距离可根据需要而确定。第一发射机构200与第一接收机构500之间的距离较短，而第二发射机构300与第一接收机构500之间的距离较长。由此，第一发射机构200和第一接收机构500配合可测量距离装置100较近的地层的电阻率，而第二发射机构300与第一接收机构500配合可测量距离装置100较远的地层的电阻率。

另外，装置100在用作为随钻测量装置时，可跟随钻井管串一同旋转。由此，各个接收器可测量不同角度取向的数据。通过对不同电极在相同角度测量的数据进行叠加处理，可获得更加准确的测量结果，提高信噪比。同时，通过旋转增加了接收器可测量的角度取向，从而可增加周向的成像分辨率。

上述装置100能够以较高的精度来测量地层中的电阻率，从而有利于作业人员更加准确地掌握地层中的情况。同时，装置100还具备结构简单、装配容易、便于维护的优势。由此，装置100能够在非常规油气藏钻井时实现安全可靠的电阻率测量，为地质导向和后期开发提供高清的井眼图像。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (4)

1.一种电阻率成像装置，包括：

筒状主体；

发射机构，所述发射机构安装在所述筒状主体的外侧，所述发射机构构造为能向地层中发射电流信号；以及

接收机构，所述接收机构安装在所述筒状主体的外侧并与所述发射机构在所述筒状主体的轴向方向上彼此间隔开，所述接收机构包括在所述筒状主体的周向方向上彼此间隔开的多个接收器，所述接收器构造为能接收来自于所述地层中的电流信号，其中，所述接收器包括接收电极，所述接收电极沿所述筒状主体的径向方向在所述筒状主体的外侧凹槽内延伸，所述接收电极的外端暴露于环境中，感应线圈，所述感应线圈设置在所述外侧凹槽内，所述接收电极的内端延伸穿过所述感应线圈，以及线圈绝缘套，所述线圈绝缘套包围所述感应线圈并将所述接收电极的内端与所述感应线圈间隔开，

在所述外侧凹槽的底壁处构造有沿所述筒状主体的径向方向向内延伸的定位孔，所述线圈绝缘套构造有能沿所述筒状主体的径向方向向内延伸至***到所述定位孔内的定位凸起，以防止所述线圈和所述线圈绝缘套相对于所述接收电极发生转动,

所述发射机构包括在所述筒状主体的周向方向上包围所述筒状主体的发射组件，所述发射组件包括：

容纳套筒，所述容纳套筒套设在所述筒状主体外，在所述容纳套筒的一端处构造有容纳槽；

螺绕环，所述螺绕环容纳于所述容纳槽内；以及

端部件，所述端部件设置在所述容纳套筒的至少一端处，其中，设置在所述容纳套筒的设置有所述容纳槽的一端处的端部件构造为能封闭所述容纳槽,

所述容纳套筒包括外径较大的中部段以及与所述中部段相连的外径较小的端部段，所述端部件包括设置在所述容纳套筒的一端处的主体部，以及相对于所述主体部延伸出去并扣合在所述端部段外的扣合部，所述容纳套筒包括：

外壳体，所述外壳体包括设置在所述端部段处的金属部分，以及设置在所述中部段处的耐磨部分，

螺绕环绝缘套，所述螺绕环绝缘套设置在所述外壳体与所述筒状主体之间，在所述螺绕环绝缘套上形成所述容纳槽，以及

弹性填充体，所述弹性填充体充满所述外壳体、所述螺绕环绝缘套和所述筒状主体之间所包围的空间，在所述容纳槽内填充有封闭胶，以将所述螺绕环封闭在所述容纳槽内。

2.根据权利要求1所述的电阻率成像装置，其特征在于，所述接收电极的中间构造有沿所述接收电极的径向方向向外延伸的卡接凸起，所述接收电极的内端和外端分别处于所述卡接凸起的两侧，

所述接收器还包括盖板，所述盖板构造为能覆盖在所述接收电极的外侧，

其中，所述卡接凸起的外侧面与所述盖板相配合，所述卡接凸起的内侧面与所述线圈绝缘套相配合。

3.根据权利要求2所述的电阻率成像装置，其特征在于，所述电阻率成像装置包括在所述筒状主体的轴向方向上彼此间隔开的多个接收机构，不同的接收机构中的接收器在所述筒状主体的周向方向上彼此交错开。

4.根据权利要求3所述的电阻率成像装置，其特征在于，所述电阻率成像装置包括在所述筒状主体的轴向方向上彼此间隔开的多个发射机构，所述多个发射机构中的至少两个与相对应的接收机构之间的距离不同。