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电阻率范文1
关键词：LWD；电阻率（MPR）；衰减；相位；SONDE；PADDLE
1前言
由于油田区块的开发己经到了中后期，为了开发薄油层以及残余油，地质导向仪器己经变得相当重要。另外这些区块的地质构成及地层描述都已相当清楚，再利用邻井的测井资料，就可以定性和定量描述开发地层的地质构成、各层位的孔隙度、地层骨架的岩性及密度。在这种情况下，只要使用MWD+自然伽玛+电阻率组成的LWD，就可以满足定向轨迹测量和地质导向的要求。
图1贝壳休斯LWD井下仪器示意图
2NAVIMPR仪器简介
贝克休斯公司（Baker-Hughes）的随钻测井系统NAVIMPR的井下仪器主要由脉冲发生器（UPU）、探管（PROBE）、M30短节、MPR电阻率和井斜伽玛（SRIG）几大模块组成，探管由整流模块（SNT）、驱动模块（SDM）、存储器（MEM）、定向模块（DAS）和伸展电子连接头（EEJ）等组成，仪器总长13.02m。井下仪器示意图如图1所示。仪器中有一个涡轮发电机，钻井液冲击涡轮产生交流电，经SNT整流后，供给各个电路模块。MPR(MultiplePropagationResistivity)有4个发射极、2个接收极，可以发射和接收频率为2MHz和400kHz的两种脉冲，考虑到相位延迟和衰减，共可接收32种脉冲信号。由4个发射极向地层分别发射2MHz和400kHz的电磁波，不同岩性的地层对电磁波的相位延迟或衰减不同的，从而通过泥浆脉冲经过地而传感器传到地面设备中，进行解码。
MPR技术的引进提高了电阻率测量的精度，增强了薄层及其流体界面划分的能力，使储层综合解释及详细的油气水分析技术得到改进及完善。
3随钻电阻率测井原理
根据物理学，凡能在电场中极化的物质叫电介质。物质的介电性质也就是它的极化能力，用介电常数来表示。通常，泥饼的介电常数大于地层的介电常数。因此，在泥饼和地层之间会产生全反射，一部分波经泥饼传播；另一部分波进入地层，并沿泥饼和地层的界面传播，即所谓的侧面波。测量侧面波的幅度衰减和相位变化，就可求得地层的介电常数和电阻率。电磁波传播测井仪器采用双发双收补偿式测量（如图2）。
图2MPR双发双收补偿式天线
3.1衰减的测量与补偿
电磁波在介质中传输能量衰减。衰变或衰减速度与介质（地层）的导电率成正比。衰减（有时称为振幅比）是根据两个接收天线所检测到信号的振幅计算得来的，和发射天线的距离有关。量化衰减水平最常用的单位是分贝（dB）。“振幅比”定义为：
振幅比＝20Xlog()（1）
其中，A代表振幅，单位是伏特。
T1天线发射，近接收天线（R1）和远接收天线（R2）分别测得电压信号，根据公式1得到的振幅比分别为A11和A12。T2天线发射，近接收天线（R1）和远接收天线（R2）分别测得电压信号，根据公式1得到的振幅比分别为A22和A21。在T1和T2交替发射一次后，得出补偿后的衰减值：
在高导电率地层，由于远接收器信号振幅比近接收器信号振幅弱，远接收器的衰减较大。电阻率高时，发送器信号衰减较少，远接收器振幅将只比近接收器振幅小一点。
3.2相移的测量与补偿
电磁波在介质中传输除了有能量衰减，还有相位的移动。如图3所示。T1天线发射，远接收天线测得的相位差为P12，近接收天线测得的相位差为P11；T2天线发射，远接收天线测得的相位差为P21，近接收天线测得的相位差为P22。在T1和T2交替发射一次后，得出补偿后的相位差值为：
虽然电磁波的传播速度一般被认为是一个常数（300,000千米/秒，通常被认为是光速），但这是实际上仅适用于在真空里传播的电磁波（EM）。在电导体中，传导电磁波的速度依照材料导电性的比例放慢。扩散波的波长、频率和速度都通过以下方程式联系在一起：
V=ω*λ或V=2πf*λ
电磁波在高阻地层中的传播速度比在低阻地层快。因此，仪器传送的信号在较高电阻率地层将有更长的波长，在较低的电阻率地层有较短的波长。
图3相位信号示意图
4随钻电阻率工作原理
MPR短节由探管（SONDE）和天线壳体组成。SONDE安置在天线壳体的内部，在壳体的内侧通过PADDLE与壳体固定在一起。SONDE包括三个主要部分，它们都同PADDLE相连接：①发送器的上半部分，放置T2和T4的发射电路板；②发送器的下半部分，放置T1和T3的发射电路板；③接收器部分，放置主控板，接收板，电源板和调制解调器；PADDLE主要有以下四个功能：
同两个发射骨架和一个接收骨架相连接；
提供各模块之间的电气连接；
提供发射和接收天线间的电气连接；
给记忆存储提供通信的通道。
在MPR钻铤中，PADDLE的一个插针与M30滑环相连接，通过此线与上面的探管（MASTER）进行串行通讯。68332芯片安装在主控的电路板上，它控制每一个在发送和接收电路板上的68HC11芯片。每一个68HC11芯片都控制着一个数控振荡器（NCO），68332通过总线直接和68HC11通信；68HC11会解码一系列指令，并承载一些数据进入NCO寄存器，以产生特定的频率：2MHz或400KHz。获取的数据必须保证同发送信号是完全的同步，这是由在处理器主板上的一个晶体振荡器来完成的。时钟频率是12.288MHz，这个频率允许数控振荡器以最小的失真产生2MH和400KHz的输出信号。
4.1电源板和调制解调板
图4供电与信号框图
1）电源板和调制解调板的组成及工作原理
电源板主要由变压器和开关电路组成。调制解调板主要由ACTEL芯片和运放电路组成。
MPR电阻率上有1个电源板和1个调制解调板。LWD的主处理器（MASTER）与MPR通过一根线进行串口通讯，这根线上同时走30V直流电和通讯信号，M30即为这根线。M30通过低通滤波器滤掉信号，剩下30V直流电进入电源板，通过变压器和开关电路产生5V、+5V、-5V、+12V和-12V直流电，为主控板、接收板和调制解调板供电。M30通过高通滤波器滤掉30V直流电，剩下信号进入MODEM，转换为MPR主控可识别的1039信号。MPR测得的数据通过MODEM将信号转换成M30送给LWD的主处理器。
图5电源电路板
图6井下数据及信号通讯传输电路板
2）调试过程中遇到的问题
①电源板变压器的缠制：变压器缠不好就得不到规定的输出电压，同时变压器会发热，影响变压器的工作寿命和工作的可靠性，还会造成功耗大的问题，此变压器还会影响信号的处理。为此，我们缠了100多个变压器进行试验，解决了此问题。
②ACTEL芯片的解密：在世界范围内，还没有人能对ACTEL芯片进行解密，我们在掌握其工作原理和通信原理后，历时3个多月完成了解密。
4.2发射板
图7发射板框图
1）发射板的组成及工作原理
发送板主要由下面元件和电路组成：68HC711微控制器、12.288MHz的时钟电路、数控振荡器（NCO）、滤波器、输出放大器、直流电源转换器和分频器。
MPR电阻率上有4个发射电路板，位于SONDE的2端，每一端有2块。它们的外观和功能都是一样的，产生2MHz或400KHz的振荡频率，它们之间唯一的区别是68HC711芯片内的程序不同。主控电路板通过总线和晶振控制发射板工作，并保持工作同步。发射板的供电方式为M30线直接供电，而不用电源板供电；M30线通过滤波电路滤掉信号，只保留30V直流电，通过变压器进行直流转换产生+12V，-12V和+5V直流电给每块芯片提供电源。68HC711接到68332的指令开始工作，向NCO传送数字命令使其振荡，通过滤波器后，产生2MHz和400KHz的振荡信号；然后进行电压和电流放大，以增大其发射的功率，然后通过天线向外发射。
图8发射电路板
2）调试过程中遇到的问题
①变压器的缠制：变压器缠制达不到要求会得不到规定的输出电压，同时变压器会发热，进而影响变压器的工作寿命和工作的可靠性，还会造成功耗大的问题。为此，我们缠制了100多个变压器进行试验，解决了此问题。
②滤波电路的调试：滤波电路中电感和电容的选择直接影响发射的相位和衰减，经过几天的摸索找到了调试的规律，达到了规定的相位值和衰减值。
4.3接收板
图9接收板框图
1）接收板的组成及工作原理
接收板主要由下面元件和电路组成：68HC711微控制器、12.288MHz的时钟电路、数控振荡器（NCO）、滤波器、混频电路、放大器、带通滤波器和分频器。
MPR电阻率上有1个接收电路板，上面有2个接收通道（R1和R2）。它们的外观和功能都是一样的，接收发射天线产生2MHz和400KHz的振荡信号，并处理成6KHz的信号去主控。接收板的供电方式为电源板供电，需要+12V，-12V和+5V的直流电。主控电路板通过总线和晶振控制接收电路板工作，并保持工作同步。68HC711接到68332的指令开始工作，向NCO传送数字命令使其振荡，通过滤波器后，产生1.994MHz和394KHz的本振信号。接收天线接收到信号，放大后与本振产生的1.994MHz和394KHz信号进行混频，经过放大和带通滤波器后，产生6KHz的信号，然后进入主控板的A/D转换器。混频后降低信号频率有助于更加简单的处理信号。
图10接收电路板
2）调试过程中遇到的问题
混频电路的调试：在调试过程中，得不到要求的衰减值和相位值，存在一定的数值差；我们检查了电路中所有的滤波电容、电感和电阻，没有发现问题。我们将接收板分割成3块进行调试，排除了本振部分和带通滤波器部分，最后把问题定位在混频器部分。对混频器电路的电容和电阻进行调试，最后达到要求，完成调试。
4.4主控板
图11主控板框图
1）主控板的组成及工作原理
主控板主要由下面元件和电路组成：68332主处理器、数字信号处理器DSP、12.288MHz的晶体时钟电路、32.768KHz的晶体时钟电路、存储器、A/D转换器和LT1039芯片。
MPR电阻率上有1个主控电路板，它是MPR的大脑，控制发射板和接收板，并处理采集的数据，使用电源板供电。68332是主控板的核心，它是M30同LWD主处理器（MASTER）通信的结点。68332的主要功能是控制安装在发射板和接收板上的微控制器68HC711的活动，68332与68HC711的通信通过总线来完成。6KHz的信号通过运放进入A/D转换器，将6KHz的模拟信号转换为数字信号，再将数据传送给。DSP以每秒钟24000次的速度接收A/D通道上采集的数据，DSP采用快于6KHz四倍的采样速度，这就决定了它能以0度，90度，180度和270度的角度进行采样，四个位置（0度，90度，180度和270度）的平均值的测量方法可以降低噪声对系统的影响，DSP能对数据进行采样并取平均值，除了原始的相位和振幅值外，还可算出相位差和振幅衰减值。68332把计算好的数据通过LT1039传给MODEM，然后到LWD的主处理器。
图12主控电路板
2）调试过程中遇到的问题
整体调试：在焊完68332、DSP及相应的电容电阻后，开始调试，68332总在复位，我们对电路板进行详细的走线检查，未发现问题；又仔细的检查了电容和电阻，发现了错误，排除了问题。持续低电平；更换68332后，正常，持续高电位。焊上剩下的元器件后调试，又出现了复位现象，卸下备用存储器后，主控板工作正常。用电脑进行测试，数据有错误，更换运算放大器后，一切正常。
5地面试验和现场试验
1）老化试验：在实验室进行了72小时的老化试验，验证其长期工作的可靠性。72小时后，测得数据正常，老化试验成功。
图13老化试验
2）抗温试验：在水平井维修车间进行了抗温试验（85℃），验证电子元器件的抗高温性能。试验得到数据如图14和图15。
图14室温情况下airhang数据
图1585℃后airhang数据
上面2图中红色椭圆内相应位置的数据差值在±0.1之间，符合标准，高温试验成功。
3）现场试验：使用自主研发的电阻率仪器2009年6月12日17：30到6月17日7：00在钻井二公司30629队杏13-55-平44井进行了下井试验。从1074米开始工作，到1676.8米完钻，仪器井下循环81小时，进尺602.8米，工作正常，现场试验成功。
6结论
随钻测井是当今国际钻井界的一项高新技术，对于提高勘探开发和钻井总体效益具有重要意义和作用。本文深入的分析了补偿式天线和电阻率电子部分的工作原理。得出了MPR的优点如下：
1）MPR天线采用对称式结构，可补偿温度和震动对电子元器件的影响，得到准确的测量数据；
2）SONDE在MPR天线壳体的内部，靠PADDLE与壳体连接，很好的与泥浆隔离，避免了泥浆的渗漏；
3）MPR电路板采用了大规模的集成电路，运用了DSP和FPGA等技术，受元器件的影响较小，工作稳定可靠。
参考文献
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[4]石油测井情报组.测井新技术及应用[M].北京:石油工业出版社,1998:18-21.
电阻率范文2
摘要:
为研究冻土电阻率与温度的关系，采用自制电阻测量装置，对不同温度的砂土和黏土试样进行了电阻测试。结果表明，当温度大于0℃时，土的电阻率变化不大;当温度小于0℃时，土的电阻率随温度的下降而明显上升。出现这种现象的原因在于，当温度降低至0℃以下时，土中水分随温度的降低将逐渐部分或全部冻结为冰，而冰的电阻率大于液态水的电阻率。此外，冻土的电阻率还与土的类型有关，在干密度、含水量、温度均相同的条件下，砂土的电阻率大于黏土的电阻率。
关键词:
土的电阻率;温度;砂土;黏土
电阻率是表征土的结构组成和力学性质的重要参数之一，是土体导电性能的基本物理量。长期以来，国内外学者主要应用土的电阻率反映土的含水率、孔隙率、饱和度、土质类型、矿物成分等特性。如查甫生等研究了土的电阻率理论在环境岩土、击实土的特性评价和地基处理效果评价方面的应用［1］;Samouelian阐述了电阻率在土壤科学中的应用，指出土壤电阻率是土壤理化因子的函数关系［2－3］。总体来看，电阻率在普通土体工程中的研究已经比较深入，而对特殊土，如冻土电阻率特性研究较少且不够深入。受土的形成机理及其应力历史等因素的影响，土的类型繁多，不同土的电阻率特性不尽相同。因而探究不同土体的电阻率与热力学性质的关系，加强对土体电阻率的认识，才能更好的应用土体电阻率特性去解决工程实际问题。在分析前人的研究成果基础上，本文主要讨论了在±20℃范围内，土的电阻率与温度的关系。通过测量土体在不同温度下的电阻，得出了砂土和黏土的电阻率与温度之间的关系，并分析了冻土与常温土之间电阻率存在差别的原因。研究冻土电阻率与温度的关系，有助于电阻率理论在环境岩土工程方面更好的应用，为使用电测法测量土工参数提供了理论依据。
1温度对冻土电阻率的影响
机理冻土与常温土的电阻率特性不同主要是由于冻结过程中孔隙水含量不同，而温度的变化是未冻水含量变化的主要原因。温度对土壤电阻率的影响分为两种途径:一种是温度对土壤骨架以及孔隙水的电阻率的影响;另一种是温度低于0℃时，土壤中水冻结之后对土壤电阻率的影响［4］。孔隙水的导电性随着温度的降低会逐渐降低，当水温处于0℃以下时，部分孔隙水凝结成冰，由于水在冰冻状态下具有弱导电性，故发生相变的孔隙水电阻率将会大大增加，原来呈现导电特性的孔隙水电阻值将会发生突变［5］。依据冻土物理学的基本原理，土壤中的孔隙水含量将随着温度的下降而下降［6－7］。相应的，土壤骨架的电阻率随温度下降而下降。当温度变化在±20℃范围之内时，土壤骨架电阻率随温度变化很小，故温度对冻土电阻率的影响主要是通过改变冻土中的孔隙水含量来改变冻土的电阻率。Keller和Frischknecht［8］将温度T时土的电阻率(ρT)随温度的变化按照18℃条件土的电阻率(ρ18)整理为ρT=ρ181+α•(T－18)，(1)式中，ρT为温度T时的电阻率(Ω•m－3);ρ18为18℃时土体电阻率(Ω•m－3);T为温度(℃);α为试验常数，约为0．025℃－1。
2冻土电阻率试验方法
2．1室内试验方法
按照电极数量划分，现有的土体电阻率试验方法可分为四相电极法和二相电极法［9－10］，两者均是基于伏安法测电阻，依据试样的横截面面积和长度换算出土的电阻率。二相电极法通过直接测土样两端的电阻来计算土的电阻率，操作简单，但电极与土样之间的接触条件会很大程度地影响测试结果的准确性。四相电极法可有效避免电极极化效应对电阻的影响，测试结果准确，但四相电极法需将电极插入土样内，对土样的扰动较大，电极插入的深浅也会影响测量结果的准确性［11］。通过对试验方法优缺点的比较，本文选用二相电极法。外模选用直径为46mm，高度为100mm的PVC塑料管;电极选用圆形铜板电极，使用数字万用表测量电阻;冷冻设备选用高精度低温试验箱，如图1。
2．2试样的制备
试验土样采用黏土、砂土，利用PVC塑料管作为外模，制备干密度为1．6g•cm－3，含水量为10%的试样，如图2。将土样放入高精度低温试验箱内冷冻24h后取出，在其上下两个表面均匀涂抹一层石墨，将铜片固定在其上下表面，万用表调制欧姆档，选择合适的量程测量冻土试样的电阻。利用式(2)计算出冻土试样在各温度下的电阻率，即ρ=R•SL，(2)式中，ρ为土体的电阻率(Ω•m－3);R为欧姆表的读数(Ω);S为被测物体的电流垂直通过的截面的面积(m2);L为电流垂直流过截面的距离(m)。
2．3二相电极法接触电阻的修正
采用二相电极法测定冻土的电阻率，直接测试土样两端的电阻，显然操作方法简便，但测试结果受电极与土样之间的接触条件影响较大。因而试验前需要使用石墨等导电优良的材料进行耦合，并进行接触电阻的修正［12］。取测试土样制成不同高度的试样，其干密度为1．6g•cm－3，含水率为10%。测试这些不同高度试样的电阻，利用式(2)计算不同高度试样的电阻率。用线性方程y=ax+b拟合曲线，当试样长度为0时，拟合曲线与纵轴的截距即为试样的接触电阻率。拟合曲线的系数a和b见表1，可知砂土的接触电阻率为17．1Ω•m，黏土的为5．8Ω•m。用所测冻土试样的电阻，根据式(2)计算出电阻率，减去其对应的接触电阻率，即可得到土的真实电阻率ρ。
3冻土电阻率与温度的关系
土壤温度为0℃以上时，砂土和黏土试样的电阻率见表2;土壤温度为0℃以下时，砂土和黏土试样的电阻率见表3;冻土试样电阻率与温度关系曲线如图3;土壤试样电阻率与温度关系曲线如图4。由表2、表3并结合图3、图4可知:(1)冻土的电阻率随着温度的下降而上升。其过程可分为:当温度从20℃下降到1℃时，砂土的电阻率为176～665Ω•m－3，黏土的电阻率为69～145Ω•m－3。在此阶段中土的电阻率变化不大。当温度从1℃下降到－1℃时，砂土的电阻率为610～9296Ω•m－3，黏土的电阻率为142～2507Ω•m－3。在此阶段中试样中的孔隙水发生相变成冰，由于孔隙水在冰冻状态下具有弱导电性，故土壤电阻率在0℃发生了跳变。当温度从－1℃下降到－20℃时，砂土的电阻率为9296～91964Ω•m－3，黏土的电阻率为2059～35152Ω•m－3。在此阶段中试样中的孔隙水含量随着温度的下降而逐渐下降，故冻土的电阻率随温度的下降而明显上升。(2)当温度为1℃～20℃时，砂土的最大电阻率为665Ω•m－3，黏土的最大电阻率为145Ω•m－3;当温度为－1℃～－20℃时，砂土的最小电阻率为9296Ω•m－3，黏土的最小电阻率为2059Ω•m－3。冻土的电阻率明显大于常温土的电阻率。主要原因是孔隙水在冻土中以冰晶的状态存在，冰的电阻率远大于水的电阻率，所以冻土的电阻率大于常温土的电阻率。(3)在整个试验过程中，砂土的电阻率最大值为91964Ω•m－3，黏土的电阻率最大值为37184Ω•m－3。砂土的电阻率大于黏土的电阻率。由此可见，土的类型不同也会影响电阻率的大小。纯净砂土的电阻率几乎完全由孔隙水的电阻率大小决定;黏土颗粒表面存在双电层，双电层中的阴、阳离子在电场的作用下具有导电能力，故黏土导电性大小由土颗粒和孔隙水共同决定。所以砂土的电阻率大于黏土的电阻率。
4结论
从渗流物理学的多孔介质模型可知，土壤是一种典型的多孔介质。多孔介质导电主要通过固体骨架与孔隙内的流体导电。温度是影响土壤电阻率的一个关键因素，由于土壤固体骨架导电性能非常差，温度主要通过改变土壤的孔隙水的电阻影响土壤电阻率，分析整理以上试验数据可得以下几点:(1)随着温度的下降，冻土中孔隙水含量不断降低，冻土的电阻率随着孔隙水含量的降低而呈上升的趋势。当温度大于0℃时，土的电阻率变化不大;当温度小于0℃时，土的电阻率随温度的下降而明显上升。(2)冻土的电阻率大于对应常温土的电阻率。(3)在相同干密度、相同含水量、相同温度条件下，砂土的电阻率始终大于黏土的电阻率。
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电阻率范文3
关键词：电阻率；接地电阻
Abstract: in the high resistivity soil environment, according to different environment by different method to reduce the grounding resistance.
Keywords: resistivity; Grounding resistance
中图分类号：P631.3+22文献标识码：A文章编号：
引言：随着经济的发展，各种用电设备或设施安全运行的接地保障措施，要求越来越严格，不论是强电还是弱电，为了不同的目的，而采取不同的接地方式，接地效果的优劣，土壤电阻率取决定作用，因此土壤的改良在接地设施的处理中有着重要的现实意义。
对于电阻率较高的土壤，要达到所要求的接地电阻，如不采取措施，将非常困难，如采取行之有效的方法，才能使接地电阻达到最初设计的要求，从以下几种方法可对降低接地电阻达到一定的效果。
1、深埋法
在不良土壤的地方，其地下深处的土壤或水电阻率较低，在这类土壤的地方深埋接地体，对降低接地电阻的作用非常显著，特别是这样无须考虑土壤的冻结和干燥等其它影响土壤电阻率的不稳定因素，其做法如图1所示。
2、深井接地
在深埋接地体不能达到要求时，可采取该法。其做法是：用钻机钻孔，把钢管打入井内，再向钢管内和井内灌满泥浆，如图2所示。
图1 深埋接地体（mm）
3、换土
用电阻率较低的土壤（如粘土，黑土等），替换电阻率较高的土壤。替换的范围在接地体周围半米以内及接地体长度的1/3处，如果条件允许埋没接地体的土壤最好全部置换，其效果更佳，替换土壤应采用随取随埋的作法，不破环土壤原有的特性，以保持此法的有效性。
4、外引接地法
在需要接地装置的附近有导电良好的土壤，不冻的水源地时，可采用此法，对降低接地电阻也有效，不过，避雷接地中由于雷电流的电感效应，外引接地有一个长度极限问题L= ρt ，L为接地体的极限长度（m），ρ为大地电阻率（Ω.m）。t为雷电流的波头时间（μs），外引接地一般采用排状或环状。在水中采用40х4扁钢焊成网格沉于水底，为了防止屏蔽效应，网格间隔为10х15m。水底安装接地体最好装在有河沙堆积的地方，因为河沙电阻率小于水，如果水中含有腐蚀性物质，必须对接地体进行防腐处理（如：热镀锌）。
5、污水引入法
如采用上述几种方法不便，可将无腐蚀性的污水引到埋没接地体的土壤中，以此降低土壤电阻率。如接地体采用钢管，在钢管上每隔20cm钻一个5mm的小孔，使水渗入土壤中，如图3所示。
图3 污水引入接地体处（mm）
6、人工处理法
在接地体周围土壤中加入煤渣、木炭、炉渣、炭粒以及盐类等可降低土壤电阻率，选择材料应当是电阻率低、不易流失、性能稳定易于吸收和保持水分等并且无强烈腐蚀性作用，人工处理普遍采用盐类来对土壤电阻率进行降阻，常用的有氯化钠、硫酸铜、硫酸镁等。经过盐类处理的土壤虽然能达到降低土壤电阻率的效果，但盐类容易流失，持久性差，并有腐蚀性，一般不轻易采用。
7、降阻剂法
此法是在接地体上浇注降阻剂，效果很明显。
①降阻剂自身电阻很低，一般只有零点几到几欧姆.米，它裹在接地体周围（厚度为2~5cm）并且紧贴导体，这就相当于加大了接地体的几何尺寸，扩大了接地体与土壤的接触面积，从而有利于降低接地电阻。
②降阻剂是由多种无机盐或有机物所组成的，因而有较好的吸水保湿性能，保持了土壤的湿润度，加强了盐类溶液的离子化，增强了它的导电性。
降阻剂在接地装置应用中，必须注意面积效应，当电网较小时采用降阻剂，由于地网的等效面积增加，接地电阻相应下降，但随着地网面积的增大，网中降阻剂的效果会急剧下降，因为此时应用降阻剂处理的面积和渗透增大的面积远远小于地网的等效半径，故既不会使原地网面积有显著增加，也不会使电网变成三维空间的立体地网。
实践证明，上述几种方法完全可以使高电阻率土壤环境下的接地装置达到原设计接地电阻的理想效果，真正取到事半功倍的效果，但是任何一种方法都不是绝对的，需要根据具体的情况综合考虑，灵活运用。
参考文献：
[1]《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000版）.
[2]《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-92.
[3]《雷电与避雷工程》苏帮礼等编著中山大学出版社.
[4]《接地技术与接地装置》陈家斌主编中国电力出版社.
[5]《建筑防雷教程》梅卫群、江燕如编南京气象学院.
电阻率范文4
【关键词】泥页岩 电阻率 相位 极化率 电磁勘探
泥页岩是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩，属非常规油气资源，被列为21 世纪全球非常重要的接替能源，页岩气同时也是一种重要的战略资源，随着世界发展，对页岩气的需求越来越大。国内目前对于泥页岩电阻率的研究甚少，本文对川南某井23块泥页岩样品进行电阻率实验分析研究，目的在于为页岩气勘探提供技术支持。
1 研究背景
该井构造位置属于四川盆地南部低陡褶带向斜，所取样品主要位于古生界志留系的龙马溪组以及奥陶系的五峰组，且都属于灰黑色泥页岩，岩样埋深大致从1687米――2060米，且本次实验研究所取实验样品只有“RES23V”样品是唯一位于该井页岩气勘探目的层段的岩样。
2 电阻率实验
笔者通过利用AutoScanⅡ岩芯扫描仪对川南某井23块泥页岩样品进行阻抗和相位参数测量，对测量数据进行分析，以及反演得到每块岩样极化率。通过对AutoScanⅡ岩芯扫描仪测量的数据（如图1，2）分析发现：“RES23V”样品的电阻率较小，在低频段内相位曲线相对于其他样品相位曲线表现出明显异常。
3 岩样极化率分析
原理：cole-cole模型参数广泛地应于解释地球物理电法中，这些参数可以由频谱激电的反演.在整个测试频段范围内，阻抗、相位服从cole-cole模型，cole-cole模型微观的模拟了岩石的导电情况，cole-cole模型可以计算出岩石标本在整个测试频段上的振幅以及相位.W.H.Pelton等基于对岩、矿石标本和露头的大量测量结果认为，对岩、矿石由激电效应引起的复电阻率随频率的变化可以用cole- cole 模型表示：
c――频率相关系数。
本文通过cole-cole模型进行反演得到每块岩样极化率，其中以“RES23V”样品极化率为最高。
4 矿物分析
为弄清楚上述测量过程中的异常现象，笔者还专门针对该样品进行矿物分析研究。页岩储存的矿物组成除常见的粘土矿物（伊利石、蒙皂石、高岭石）外，还混杂有石英、长石、云母、方解石、白云石、黄铁矿、磷灰石等矿物。
从分析中可以发现：该样品矿物组成中黄铁矿含量达3%左右，这可能与在电阻率实验中表现出较强的的激发极化效应相关。
我们可以看出根据上述测量，该井目的层段“RES23V”页岩其电阻率表现出较其他岩样低的特征，并且复电阻率之间差异较大，因此可考虑使用音频大地电磁勘探方法（AMT）进行初探。
“RES23V”岩芯在低频阶段其相位曲线表现出明显异常，这是激发极化效应的一种表现，当然这种表现结果与页岩所含的矿物成分如黄铁矿等有着密切关系，如果页岩中所含黄铁矿越多，则这种激发极化效应越强，因此在勘探寻找页岩气时，还可以可考虑使用电磁勘探中的频谱激电法（CR）寻找页岩储集层，该方法是电磁勘探中唯一可以直接指示油气藏的方法，可反演出地下极化体的极化率异常大小以及埋深等参数，从而为找页岩气提供技术支持。
综上所述，如果在条件允许的情况下，可考虑使用AMT方法和CR方法相结合进行页岩气初探。
5 结论与认识
通过此次页岩电阻率实验，可以得出以下结论：
该井中目的层段页岩较其他层段岩样表现出低电阻率特征，“RES23V”页岩相位曲线在低频阶段表现出较强的激发极化效应，根据其存在的电阻率差异以及页岩的极化率特性可考虑使用电磁勘探方法进行初探。
岩石矿物鉴定分析实验表明：“RES23V”岩样表现出的强激发极化效应推断可能与本身含有黄铁矿有关，如果黄铁矿含量越多这种现象将更加强烈。
由于实验条件有限，文中还有很多不足，比如产气井中页岩岩芯采样数量太少，还缺少高温高压环境下电阻率实验数据，笔者希望以后有条件会继续完善。
参考文献
[1] 欧阳健.加强岩石物理研究，提高油气勘探效益.石油勘探与开发，2001，28（2）：1-7
[2] 赵发展，王，何亿成.砾岩在不同矿化度下的岩电参数变化规律[J].物探与化探.2004，28（2）：116-118
[3] 张明禄，石玉江.复杂孔隙结构砂岩储层岩电参数研究[J].石油物探.2005，44（1）：21-28
电阻率范文5
【关键词】过套管测井;刻度系统;漏电流;地层电阻率;采集系统
引言
过套管电阻率测井技术是我国正在研究的高新技术之一。其中俄罗斯的CHFR与斯伦贝谢过套管电阻率测井系统是国内外开发比较成熟的技术，是通过测量套管上的电压降从而达到测量地层电阻率。但是测量的有用采集信号在纳伏级容易受到各种干扰，因此建立了刻度系统间接测量漏电流，从而减少误差。过套管电阻率测井刻度系统提供仪器标定与检测的试验平台，在分析过套管电阻率测井方法的基础上，提供仪器性能测试、测量精度标准;实现仪器准确度的检验;优化性能指标参数。关键技为漏电流的精确测量，极微弱信号的采集和处理和刻度池实现不同地层介质的模拟
1.过套管电阻率测井技术的测井原理
简单的来说，过套管电阻率测井原理就是在套管内通过测量套管上的电压降从而达到测量地层电阻率目的。如图1所示，如果有电流被注入套管，大部分电流会沿套管向上或向下流动，只有一小部分的电流泄露到周围地层.如果能测量出在Z长度范围内泄露电流的大小以及中点出的电压V，这样就可以计算出可视电阻率，公式如下：
2.过套管电阻率测井刻度系统
应用TMS320F2812DSP作为主控芯片设计出刻度系统如图1所示，该系统应实现对套管微弱电压信号的采集与处理，并将处理后的数据传输到数据传输总控制模块，数据传输控制模块再将数据传输到上位机。
图1 刻度系统的总体设计
构建过套管电阻率测井刻度系统仿真过套管电阻率测井仪的测井过程，就是在模拟真实套管的环境中，模拟不同地层介质漏电流的条件，模拟不同介质的测试环境，模拟过套管测井仪的数据采集与数据处理的能力。
过套管电阻率测井刻度系统主要由信号调理、信号采集、信号处理、地面控制、信号传输、地层介质模拟器以及精密电阻阵列或刻度池等构成。
3.地层漏电流I用精密电阻阵列来计算
考虑到地层视电阻的测量准确度主要取决于地层漏电流I的测量准确度，因此对漏电流和由漏电流计算得到的电阻率进行双重标定，以确定最终的刻度系数。这是与一般测井仪不同之处。
图2 测量地层漏电流的模型
且：
从而得到：
式中Rw为围岩电阻，Rt为地层视电阻，R为套管电阻，I为地面激励电流，I为地层漏电流;
实际工程操作中我们应用集中参数代替分布参数，将各电极之间的套管的电阻作为一个整体进行计算，从而建立上图漏电流刻度模型，上图式为理论标定标准，利用节点法推算出漏电流与大电流激励源提供的电流的对应方程;因为I为纳伏级别，容易受到干扰所以在选定标准电阻Rt上加一个精确电压表从而间接实现漏电流的测量，再与理论值进行标定，得到刻度系数K1=Rw/（Rw+Rt）。此方法的优点在于去掉了上围岩电阻，从而减少了电流的消耗，从而降低了功率。
4.采集
研究微弱信号（套管测井过程中位微弱信号）采集技术，以及信号特性和采集要求，选取合适的器件，构建图6流程图完成模拟和数字电路设计和调试工作，包括24位的-∑ADC模数转换，DSP控制.
微弱信号经过前置放大、单端转差分调理后，首先要对其进行模数转换，且要求高精度.传统模数转换有并行、逐次逼近型、积分型也有近年发展起来的-∑和流水线型.24位的-∑ADC1274采用了极低位的量化器，从而避免了制造高位转换器和高精度电阻网络的困难;另一方面，因为采用了-∑调制技术和数字抽取滤波，可以获得极高的分辨率，并且不会对抽样值幅度变化敏感.内部具有自校准、系统校准等其它校准来减少误差;因此我们选用了TI推出的多通道24位工业模数转换器.
5.验证试验
采用TMS320F2812DSP为核心芯片开发制造的过套管电阻率测井刻度系统，实现了对仪器的精确刻度，完成了对微弱信号的采集处理;根据所测的电压值得到的漏电流来计算地层电阻率的值，最后进行了系统试验，实验结果表明，地层电阻率测量可达到100Ω，整个系统测量精度满足设计要求且工作稳定.
6.结论
为了保证石油测井仪器测量参数的准确性与维护量值体系的统一，就必须对测井仪器进行刻度，未经刻度标定的测井装置是不可信的。刻度装置是指用于刻度测井仪的、具有已知准确性而稳定的量值的标准物质、装置或物理模型，不同类型的测井仪器具有各自的刻度装置。井下仪器可以通过刻度检测出工作是否正常。对于每种井下仪器的刻度高值和低值，都要求有一定的精度范围.超出这个范围内，则认为出现故障。
参考文献
[1]Realization of foreign fiber detecting algorithm based on ADSP-BF533 [J].IEEE Computer Society，2009，16（8）.
电阻率范文6
[关键词]高密度电阻率法 二维成像技术 正反演技术
[中图分类号] P631.3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-90-2
0引言
高密度电阻率法基本工作原理与传统的电法勘探是相同的，主要是根据岩石、矿石以及不同地层、不同地质体等导电性的差异，通过地面的测定，研究人工或天然电场的分布特点和变化规律来推断地下电阻率分布，从而准确的推断出不同地质体的分布状况。高密度电阻率法凭借其测试简便、效果好、成本低、效率高等优点在勘探工程中具有较高的使用价值。高密度电阻率法是一种快捷的地质勘探方法，其工作的范畴属于直流电阻率，其采用高密度的布点进行二维电断面测量，采集的数据量大、全面、准确、观测的精度高，在我国的工程地质与水文勘探中运用非常的广泛。但是也存在许多的不足之处，例如在进行野外勘探时数据处理不够精准、正反演成像技术在进行图像分析时存在误差、二维成像技术的反演问题等等，这些问题都需要勘测人员在理论与实际工程相结合的基础上进行研究，找出相应的解决办法，将高密度电阻率法应用更加的广泛。
1高密度电阻率法的工作原理
高密度电阻率法的工作范畴包括数据的采集与数据的处理，与常规的电阻率法工作原理相同，主要是以地下介质之间的导电性的差异为基础，通过A、B两个电极向地下传递电流，然后在M、N电极之间测得电位差V，从而求得该记录点的视电阻率值Qs=KV/I。在进行现场的勘测时，只需要将全部的电极合理的安放在一定距离的测点上，然后将多芯电缆连接到由单片机控制多路电极自动转换开关，这样机器就能够根据自身的需求进行电极与测点之间的自动转换。测量的数据通过电极转换开关传输到微机工程电测仪，根据实测的电阻率剖面数据，通过专业的计算机软件进行反演数据处理，就可以获得地层电阻率的分布状况，从而推断出地层结构的分布状况[1]。
2高密度电阻率法的工作方法与数据处理
2.1高密度电阻率法的工作方法
针对不同的使用环境，我们要采取不同的观测方法，高密度电阻率法的工作方法主要有以下几种：
第一：二极法是采集剖面数据的主要方法，主要是通过将一个供电电极与测量装置放在假定无穷远处，然后对其中的某一电极供电与其它电极之间形成电位差，从而形成二维电阻率断面图。
第二：三电位电极系主要是将温纳四极、偶极、及微分按照一定的工作顺序将其连接在一起对于测量远电极的电位差时非常的方便。
第三：三极装置对于测量异常体的分辨能力与剖面拼接点特性具有较强的使用价值[2]。
2.2数据的采集与处理
高密度电阻率法的数据采集系统由主机、多路电极转换器及电极系三部分组成，主机主要通过通讯电缆和供电电缆向电极供电、接收和存储信息，然后再通过数据处理软件进行数据的处理。
高密度电阻率法的数据处理包括修饰性数据处理与实质性数据处理，修饰性数据处理是实质性数据处理的前提。由于受到地质条件、电阻率、地质噪音等因素的影响，数据的采集经常会出现较大的误差，为了得到更加真实的数据，往往要对这些数据进行初级的处理。在进行初级数据处理时主要包括无穷远电极校正、去除突变点、数据拼接与转换、数据滑动平均等处理。实质性数据处理主要包括地形改正、比值处理、畸变值处理、二维反演等。最后在计算机平面上形成二维图像呈现出来[1]。
3二维成像技术的应用
在二维成像技术中，正演是反演的基础，反演技术是实现高密渡电阻率法层析成像的前提。采用高密度法进行地质勘探，实质上就是将正、反演技术进行进一步的推广，特别是反演问题，在实际勘探工程中经常会出现许多问题。
3.1正、反演技术应用探讨
我们将地球给定的模型和初始边界作为求解地球物理场的问题成为正演问题，反演问题是地球物理中最核心、最普遍的问题。其工作的原理是根据地面上的观测信号推测地球内部与信号有关部位的物理状态。因此，求解方法和对所求解的评价成为地球物理反演的主要研究对象。由于正演是反演的基础，加上地球物理场的复杂性，我们在进行计算时只有少部分规则的模型才有具体的解析表达式，才能够求出准确的数据，但是，我们勘测的实际工程其模型都是不规则的，很难求出准确的数据。目前，对于反演问题的求解主要有有限差分法、有限单元法、积分方程法和边界单元法。随着科学技术的发展，我国的勘测技术人员在反演求解中求出了电阻率层析成像的新方法，解决了在没有线性模型条件下进行反演的技术问题，使得我们的反演技术更加的全面化、智能化。此外三维电阻率反演技术也有了很大的发展[2]。
3.2层析成像技术
层析成像技术主要是针对勘察对象从各个方向进行内部投影数据的采集，用其反映目标体内部的物性值分布，作为断面再构成图像的一种技术，这一技术首先在医学界有了有了较为广泛的应用。但是，随着P.博伊斯发表了地球物理层析成像开拓性工作方面的文章。他们利用地震波的传播时间来探测钻孔之间的主要构造界面，为这一技术在勘探界的发展奠定了基础。
层析成像技术主要是利用勘测设备在勘探区域的各个方向通过直流电场来研究地下介质电阻率分布，然后通过电阻率的分布来判断地质结构。由于地质构造的不同，一次电流在介质中的分布会发生变化，从而产生电位差。计算机处理系统将测到的电位差转换为电阻率，由于我们采用的是多方位的数据采集，因此，我们能从多方位观测到投影图像，最终形成一个完整的电阻率图像[3]。
4高密度电阻率法野外勘测研究
利用高密度电阻率法在进行野外的勘测时，数据的采集与处理是十分重要的，但由于外界环境的影响以及我们在进行勘测时受到各种客观因素的制约，我们得到的数据经常会出现较大的误差，因此，我们在进行野外的勘测时，要做好充足的准备工作并且采用正确的测量方法。
4.1准备工作
由于环境的不同，我们所勘测的对象也是不同的，在勘测之前，我们要针对勘测对象的分布形态和物理性质收集相关的资料，然后确定观测装置与电极间距，由于地质结构的不同，我们要选用与之相适应的勘测仪器来进行数据采集，这样能够使我们的勘测数据更加的准确、有效。
4.2测量阶段
在进行测量时，要先检查接地电阻，在接地电阻检测过程中，如发现接地电阻全部为零，表明电极短路；如发现电阻值固定不变，原因是电极转换开关上的 MN 与主机上的 MN 接线柱接反，在确保电阻准确无误之后再进行勘测。
4.3数据的采集
在进行数据的采集，通过会有十～几百毫安的电流从地层中流过，这些电流是非常危险的，因此，在进行勘测时要远离勘测地点，必要时要有专人进行看护或者设置一些警示标志。数据采集过程应尽量避免和一些爆破作业、电力作业等同时进行[4]。
5结语
高密度电阻率法作为一种方便、实用的层析成像技术已经应用于我国的各个行业，例如矿区的勘探、地下管道的探查、物探找水等工程。但是，我们的技术人员还要不断的创新，通过在各种工程环境中的应用，不断的总结经验，改进这一技术的不足之处，使其能够在更加复杂的地质环境中进行勘测，数据更加的准确。
参考文献
[1]王兴泰等.二维电阻率图像重建的一种新方法[J].物探与化探.1995.
[2]杨文采.地球物理反演的理论与方法[M].北京：地质出版社，1996.