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電阻率范文1
關鍵詞：LWD；電阻率（MPR）；衰減；相位；SONDE；PADDLE
1前言
由于油田區塊的開發己經到了中后期，為了開發薄油層以及殘余油，地質導向儀器己經變得相當重要。另外這些區塊的地質構成及地層描述都已相當清楚，再利用鄰井的測井資料，就可以定性和定量描述開發地層的地質構成、各層位的孔隙度、地層骨架的巖性及密度。在這種情況下，只要使用MWD+自然伽瑪+電阻率組成的LWD，就可以滿足定向軌跡測量和地質導向的要求。
圖1貝殼休斯LWD井下儀器示意圖
2NAVIMPR儀器簡介
貝克休斯公司（Baker-Hughes）的隨鉆測井系統NAVIMPR的井下儀器主要由脈沖發生器（UPU）、探管（PROBE）、M30短節、MPR電阻率和井斜伽瑪（SRIG）幾大模塊組成，探管由整流模塊（SNT）、驅動模塊（SDM）、存儲器（MEM）、定向模塊（DAS）和伸展電子連接頭（EEJ）等組成，儀器總長13.02m。井下儀器示意圖如圖1所示。儀器中有一個渦輪發電機，鉆井液沖擊渦輪產生交流電，經SNT整流后，供給各個電路模塊。MPR(MultiplePropagationResistivity)有4個發射極、2個接收極，可以發射和接收頻率為2MHz和400kHz的兩種脈沖，考慮到相位延遲和衰減，共可接收32種脈沖信號。由4個發射極向地層分別發射2MHz和400kHz的電磁波，不同巖性的地層對電磁波的相位延遲或衰減不同的，從而通過泥漿脈沖經過地而傳感器傳到地面設備中，進行解碼。
MPR技術的引進提高了電阻率測量的精度，增強了薄層及其流體界面劃分的能力，使儲層綜合解釋及詳細的油氣水分析技術得到改進及完善。
3隨鉆電阻率測井原理
根據物理學，凡能在電場中極化的物質叫電介質。物質的介電性質也就是它的極化能力，用介電常數來表示。通常，泥餅的介電常數大于地層的介電常數。因此，在泥餅和地層之間會產生全反射，一部分波經泥餅傳播；另一部分波進入地層，并沿泥餅和地層的界面傳播，即所謂的側面波。測量側面波的幅度衰減和相位變化，就可求得地層的介電常數和電阻率。電磁波傳播測井儀器采用雙發雙收補償式測量（如圖2）。
圖2MPR雙發雙收補償式天線
3.1衰減的測量與補償
電磁波在介質中傳輸能量衰減。衰變或衰減速度與介質（地層）的導電率成正比。衰減（有時稱為振幅比）是根據兩個接收天線所檢測到信號的振幅計算得來的，和發射天線的距離有關。量化衰減水平最常用的單位是分貝（dB）?！罢穹取倍x為：
振幅比＝20Xlog()（1）
其中，A代表振幅，單位是伏特。
T1天線發射，近接收天線（R1）和遠接收天線（R2）分別測得電壓信號，根據公式1得到的振幅比分別為A11和A12。T2天線發射，近接收天線（R1）和遠接收天線（R2）分別測得電壓信號，根據公式1得到的振幅比分別為A22和A21。在T1和T2交替發射一次后，得出補償后的衰減值：
在高導電率地層，由于遠接收器信號振幅比近接收器信號振幅弱，遠接收器的衰減較大。電阻率高時，發送器信號衰減較少，遠接收器振幅將只比近接收器振幅小一點。
3.2相移的測量與補償
電磁波在介質中傳輸除了有能量衰減，還有相位的移動。如圖3所示。T1天線發射，遠接收天線測得的相位差為P12，近接收天線測得的相位差為P11；T2天線發射，遠接收天線測得的相位差為P21，近接收天線測得的相位差為P22。在T1和T2交替發射一次后，得出補償后的相位差值為：
雖然電磁波的傳播速度一般被認為是一個常數（300,000千米/秒，通常被認為是光速），但這是實際上僅適用于在真空里傳播的電磁波（EM）。在電導體中，傳導電磁波的速度依照材料導電性的比例放慢。擴散波的波長、頻率和速度都通過以下方程式聯系在一起：
V=ω*λ或V=2πf*λ
電磁波在高阻地層中的傳播速度比在低阻地層快。因此，儀器傳送的信號在較高電阻率地層將有更長的波長，在較低的電阻率地層有較短的波長。
圖3相位信號示意圖
4隨鉆電阻率工作原理
MPR短節由探管（SONDE）和天線殼體組成。SONDE安置在天線殼體的內部，在殼體的內側通過PADDLE與殼體固定在一起。SONDE包括三個主要部分，它們都同PADDLE相連接：①發送器的上半部分，放置T2和T4的發射電路板；②發送器的下半部分，放置T1和T3的發射電路板；③接收器部分，放置主控板，接收板，電源板和調制解調器；PADDLE主要有以下四個功能：
同兩個發射骨架和一個接收骨架相連接；
提供各模塊之間的電氣連接；
提供發射和接收天線間的電氣連接；
給記憶存儲提供通信的通道。
在MPR鉆鋌中，PADDLE的一個插針與M30滑環相連接，通過此線與上面的探管（MASTER）進行串行通訊。68332芯片安裝在主控的電路板上，它控制每一個在發送和接收電路板上的68HC11芯片。每一個68HC11芯片都控制著一個數控振蕩器（NCO），68332通過總線直接和68HC11通信；68HC11會解碼一系列指令，并承載一些數據進入NCO寄存器，以產生特定的頻率：2MHz或400KHz。獲取的數據必須保證同發送信號是完全的同步，這是由在處理器主板上的一個晶體振蕩器來完成的。時鐘頻率是12.288MHz，這個頻率允許數控振蕩器以最小的失真產生2MH和400KHz的輸出信號。
4.1電源板和調制解調板
圖4供電與信號框圖
1）電源板和調制解調板的組成及工作原理
電源板主要由變壓器和開關電路組成。調制解調板主要由ACTEL芯片和運放電路組成。
MPR電阻率上有1個電源板和1個調制解調板。LWD的主處理器（MASTER）與MPR通過一根線進行串口通訊，這根線上同時走30V直流電和通訊信號，M30即為這根線。M30通過低通濾波器濾掉信號，剩下30V直流電進入電源板，通過變壓器和開關電路產生5V、+5V、-5V、+12V和-12V直流電，為主控板、接收板和調制解調板供電。M30通過高通濾波器濾掉30V直流電，剩下信號進入MODEM，轉換為MPR主控可識別的1039信號。MPR測得的數據通過MODEM將信號轉換成M30送給LWD的主處理器。
圖5電源電路板
圖6井下數據及信號通訊傳輸電路板
2）調試過程中遇到的問題
①電源板變壓器的纏制：變壓器纏不好就得不到規定的輸出電壓，同時變壓器會發熱，影響變壓器的工作壽命和工作的可靠性，還會造成功耗大的問題，此變壓器還會影響信號的處理。為此，我們纏了100多個變壓器進行試驗，解決了此問題。
②ACTEL芯片的解密：在世界范圍內，還沒有人能對ACTEL芯片進行解密，我們在掌握其工作原理和通信原理后，歷時3個多月完成了解密。
4.2發射板
圖7發射板框圖
1）發射板的組成及工作原理
發送板主要由下面元件和電路組成：68HC711微控制器、12.288MHz的時鐘電路、數控振蕩器（NCO）、濾波器、輸出放大器、直流電源轉換器和分頻器。
MPR電阻率上有4個發射電路板，位于SONDE的2端，每一端有2塊。它們的外觀和功能都是一樣的，產生2MHz或400KHz的振蕩頻率，它們之間唯一的區別是68HC711芯片內的程序不同。主控電路板通過總線和晶振控制發射板工作，并保持工作同步。發射板的供電方式為M30線直接供電，而不用電源板供電；M30線通過濾波電路濾掉信號，只保留30V直流電，通過變壓器進行直流轉換產生+12V，-12V和+5V直流電給每塊芯片提供電源。68HC711接到68332的指令開始工作，向NCO傳送數字命令使其振蕩，通過濾波器后，產生2MHz和400KHz的振蕩信號；然后進行電壓和電流放大，以增大其發射的功率，然后通過天線向外發射。
圖8發射電路板
2）調試過程中遇到的問題
①變壓器的纏制：變壓器纏制達不到要求會得不到規定的輸出電壓，同時變壓器會發熱，進而影響變壓器的工作壽命和工作的可靠性，還會造成功耗大的問題。為此，我們纏制了100多個變壓器進行試驗，解決了此問題。
②濾波電路的調試：濾波電路中電感和電容的選擇直接影響發射的相位和衰減，經過幾天的摸索找到了調試的規律，達到了規定的相位值和衰減值。
4.3接收板
圖9接收板框圖
1）接收板的組成及工作原理
接收板主要由下面元件和電路組成：68HC711微控制器、12.288MHz的時鐘電路、數控振蕩器（NCO）、濾波器、混頻電路、放大器、帶通濾波器和分頻器。
MPR電阻率上有1個接收電路板，上面有2個接收通道（R1和R2）。它們的外觀和功能都是一樣的，接收發射天線產生2MHz和400KHz的振蕩信號，并處理成6KHz的信號去主控。接收板的供電方式為電源板供電，需要+12V，-12V和+5V的直流電。主控電路板通過總線和晶振控制接收電路板工作，并保持工作同步。68HC711接到68332的指令開始工作，向NCO傳送數字命令使其振蕩，通過濾波器后，產生1.994MHz和394KHz的本振信號。接收天線接收到信號，放大后與本振產生的1.994MHz和394KHz信號進行混頻，經過放大和帶通濾波器后，產生6KHz的信號，然后進入主控板的A/D轉換器?；祛l后降低信號頻率有助于更加簡單的處理信號。
圖10接收電路板
2）調試過程中遇到的問題
混頻電路的調試：在調試過程中，得不到要求的衰減值和相位值，存在一定的數值差；我們檢查了電路中所有的濾波電容、電感和電阻，沒有發現問題。我們將接收板分割成3塊進行調試，排除了本振部分和帶通濾波器部分，最后把問題定位在混頻器部分。對混頻器電路的電容和電阻進行調試，最后達到要求，完成調試。
4.4主控板
圖11主控板框圖
1）主控板的組成及工作原理
主控板主要由下面元件和電路組成：68332主處理器、數字信號處理器DSP、12.288MHz的晶體時鐘電路、32.768KHz的晶體時鐘電路、存儲器、A/D轉換器和LT1039芯片。
MPR電阻率上有1個主控電路板，它是MPR的大腦，控制發射板和接收板，并處理采集的數據，使用電源板供電。68332是主控板的核心，它是M30同LWD主處理器（MASTER）通信的結點。68332的主要功能是控制安裝在發射板和接收板上的微控制器68HC711的活動，68332與68HC711的通信通過總線來完成。6KHz的信號通過運放進入A/D轉換器，將6KHz的模擬信號轉換為數字信號，再將數據傳送給。DSP以每秒鐘24000次的速度接收A/D通道上采集的數據，DSP采用快于6KHz四倍的采樣速度，這就決定了它能以0度，90度，180度和270度的角度進行采樣，四個位置（0度，90度，180度和270度）的平均值的測量方法可以降低噪聲對系統的影響，DSP能對數據進行采樣并取平均值，除了原始的相位和振幅值外，還可算出相位差和振幅衰減值。68332把計算好的數據通過LT1039傳給MODEM，然后到LWD的主處理器。
圖12主控電路板
2）調試過程中遇到的問題
整體調試：在焊完68332、DSP及相應的電容電阻后，開始調試，68332總在復位，我們對電路板進行詳細的走線檢查，未發現問題；又仔細的檢查了電容和電阻，發現了錯誤，排除了問題。持續低電平；更換68332后，正常，持續高電位。焊上剩下的元器件后調試，又出現了復位現象，卸下備用存儲器后，主控板工作正常。用電腦進行測試，數據有錯誤，更換運算放大器后，一切正常。
5地面試驗和現場試驗
1）老化試驗：在實驗室進行了72小時的老化試驗，驗證其長期工作的可靠性。72小時后，測得數據正常，老化試驗成功。
圖13老化試驗
2）抗溫試驗：在水平井維修車間進行了抗溫試驗（85℃），驗證電子元器件的抗高溫性能。試驗得到數據如圖14和圖15。
圖14室溫情況下airhang數據
圖1585℃后airhang數據
上面2圖中紅色橢圓內相應位置的數據差值在±0.1之間，符合標準，高溫試驗成功。
3）現場試驗：使用自主研發的電阻率儀器2009年6月12日17：30到6月17日7：00在鉆井二公司30629隊杏13-55-平44井進行了下井試驗。從1074米開始工作，到1676.8米完鉆，儀器井下循環81小時，進尺602.8米，工作正常，現場試驗成功。
6結論
隨鉆測井是當今國際鉆井界的一項高新技術，對于提高勘探開發和鉆井總體效益具有重要意義和作用。本文深入的分析了補償式天線和電阻率電子部分的工作原理。得出了MPR的優點如下：
1）MPR天線采用對稱式結構，可補償溫度和震動對電子元器件的影響，得到準確的測量數據；
2）SONDE在MPR天線殼體的內部，靠PADDLE與殼體連接，很好的與泥漿隔離，避免了泥漿的滲漏；
3）MPR電路板采用了大規模的集成電路，運用了DSP和FPGA等技術，受元器件的影響較小，工作穩定可靠。
參考文獻
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電阻率范文2
摘要:
為研究凍土電阻率與溫度的關系，采用自制電阻測量裝置，對不同溫度的砂土和黏土試樣進行了電阻測試。結果表明，當溫度大于0℃時，土的電阻率變化不大;當溫度小于0℃時，土的電阻率隨溫度的下降而明顯上升。出現這種現象的原因在于，當溫度降低至0℃以下時，土中水分隨溫度的降低將逐漸部分或全部凍結為冰，而冰的電阻率大于液態水的電阻率。此外，凍土的電阻率還與土的類型有關，在干密度、含水量、溫度均相同的條件下，砂土的電阻率大于黏土的電阻率。
關鍵詞:
土的電阻率;溫度;砂土;黏土
電阻率是表征土的結構組成和力學性質的重要參數之一，是土體導電性能的基本物理量。長期以來，國內外學者主要應用土的電阻率反映土的含水率、孔隙率、飽和度、土質類型、礦物成分等特性。如查甫生等研究了土的電阻率理論在環境巖土、擊實土的特性評價和地基處理效果評價方面的應用［1］;Samouelian闡述了電阻率在土壤科學中的應用，指出土壤電阻率是土壤理化因子的函數關系［2－3］?？傮w來看，電阻率在普通土體工程中的研究已經比較深入，而對特殊土，如凍土電阻率特性研究較少且不夠深入。受土的形成機理及其應力歷史等因素的影響，土的類型繁多，不同土的電阻率特性不盡相同。因而探究不同土體的電阻率與熱力學性質的關系，加強對土體電阻率的認識，才能更好的應用土體電阻率特性去解決工程實際問題。在分析前人的研究成果基礎上，本文主要討論了在±20℃范圍內，土的電阻率與溫度的關系。通過測量土體在不同溫度下的電阻，得出了砂土和黏土的電阻率與溫度之間的關系，并分析了凍土與常溫土之間電阻率存在差別的原因。研究凍土電阻率與溫度的關系，有助于電阻率理論在環境巖土工程方面更好的應用，為使用電測法測量土工參數提供了理論依據。
1溫度對凍土電阻率的影響
機理凍土與常溫土的電阻率特性不同主要是由于凍結過程中孔隙水含量不同，而溫度的變化是未凍水含量變化的主要原因。溫度對土壤電阻率的影響分為兩種途徑:一種是溫度對土壤骨架以及孔隙水的電阻率的影響;另一種是溫度低于0℃時，土壤中水凍結之后對土壤電阻率的影響［4］?？紫端膶щ娦噪S著溫度的降低會逐漸降低，當水溫處于0℃以下時，部分孔隙水凝結成冰，由于水在冰凍狀態下具有弱導電性，故發生相變的孔隙水電阻率將會大大增加，原來呈現導電特性的孔隙水電阻值將會發生突變［5］。依據凍土物理學的基本原理，土壤中的孔隙水含量將隨著溫度的下降而下降［6－7］。相應的，土壤骨架的電阻率隨溫度下降而下降。當溫度變化在±20℃范圍之內時，土壤骨架電阻率隨溫度變化很小，故溫度對凍土電阻率的影響主要是通過改變凍土中的孔隙水含量來改變凍土的電阻率。Keller和Frischknecht［8］將溫度T時土的電阻率(ρT)隨溫度的變化按照18℃條件土的電阻率(ρ18)整理為ρT=ρ181+α•(T－18)，(1)式中，ρT為溫度T時的電阻率(Ω•m－3);ρ18為18℃時土體電阻率(Ω•m－3);T為溫度(℃);α為試驗常數，約為0．025℃－1。
2凍土電阻率試驗方法
2．1室內試驗方法
按照電極數量劃分，現有的土體電阻率試驗方法可分為四相電極法和二相電極法［9－10］，兩者均是基于伏安法測電阻，依據試樣的橫截面面積和長度換算出土的電阻率。二相電極法通過直接測土樣兩端的電阻來計算土的電阻率，操作簡單，但電極與土樣之間的接觸條件會很大程度地影響測試結果的準確性。四相電極法可有效避免電極極化效應對電阻的影響，測試結果準確，但四相電極法需將電極插入土樣內，對土樣的擾動較大，電極插入的深淺也會影響測量結果的準確性［11］。通過對試驗方法優缺點的比較，本文選用二相電極法。外模選用直徑為46mm，高度為100mm的PVC塑料管;電極選用圓形銅板電極，使用數字萬用表測量電阻;冷凍設備選用高精度低溫試驗箱，如圖1。
2．2試樣的制備
試驗土樣采用黏土、砂土，利用PVC塑料管作為外模，制備干密度為1．6g•cm－3，含水量為10%的試樣，如圖2。將土樣放入高精度低溫試驗箱內冷凍24h后取出，在其上下兩個表面均勻涂抹一層石墨，將銅片固定在其上下表面，萬用表調制歐姆檔，選擇合適的量程測量凍土試樣的電阻。利用式(2)計算出凍土試樣在各溫度下的電阻率，即ρ=R•SL，(2)式中，ρ為土體的電阻率(Ω•m－3);R為歐姆表的讀數(Ω);S為被測物體的電流垂直通過的截面的面積(m2);L為電流垂直流過截面的距離(m)。
2．3二相電極法接觸電阻的修正
采用二相電極法測定凍土的電阻率，直接測試土樣兩端的電阻，顯然操作方法簡便，但測試結果受電極與土樣之間的接觸條件影響較大。因而試驗前需要使用石墨等導電優良的材料進行耦合，并進行接觸電阻的修正［12］。取測試土樣制成不同高度的試樣，其干密度為1．6g•cm－3，含水率為10%。測試這些不同高度試樣的電阻，利用式(2)計算不同高度試樣的電阻率。用線性方程y=ax+b擬合曲線，當試樣長度為0時，擬合曲線與縱軸的截距即為試樣的接觸電阻率。擬合曲線的系數a和b見表1，可知砂土的接觸電阻率為17．1Ω•m，黏土的為5．8Ω•m。用所測凍土試樣的電阻，根據式(2)計算出電阻率，減去其對應的接觸電阻率，即可得到土的真實電阻率ρ。
3凍土電阻率與溫度的關系
土壤溫度為0℃以上時，砂土和黏土試樣的電阻率見表2;土壤溫度為0℃以下時，砂土和黏土試樣的電阻率見表3;凍土試樣電阻率與溫度關系曲線如圖3;土壤試樣電阻率與溫度關系曲線如圖4。由表2、表3并結合圖3、圖4可知:(1)凍土的電阻率隨著溫度的下降而上升。其過程可分為:當溫度從20℃下降到1℃時，砂土的電阻率為176～665Ω•m－3，黏土的電阻率為69～145Ω•m－3。在此階段中土的電阻率變化不大。當溫度從1℃下降到－1℃時，砂土的電阻率為610～9296Ω•m－3，黏土的電阻率為142～2507Ω•m－3。在此階段中試樣中的孔隙水發生相變成冰，由于孔隙水在冰凍狀態下具有弱導電性，故土壤電阻率在0℃發生了跳變。當溫度從－1℃下降到－20℃時，砂土的電阻率為9296～91964Ω•m－3，黏土的電阻率為2059～35152Ω•m－3。在此階段中試樣中的孔隙水含量隨著溫度的下降而逐漸下降，故凍土的電阻率隨溫度的下降而明顯上升。(2)當溫度為1℃～20℃時，砂土的最大電阻率為665Ω•m－3，黏土的最大電阻率為145Ω•m－3;當溫度為－1℃～－20℃時，砂土的最小電阻率為9296Ω•m－3，黏土的最小電阻率為2059Ω•m－3。凍土的電阻率明顯大于常溫土的電阻率。主要原因是孔隙水在凍土中以冰晶的狀態存在，冰的電阻率遠大于水的電阻率，所以凍土的電阻率大于常溫土的電阻率。(3)在整個試驗過程中，砂土的電阻率最大值為91964Ω•m－3，黏土的電阻率最大值為37184Ω•m－3。砂土的電阻率大于黏土的電阻率。由此可見，土的類型不同也會影響電阻率的大小。純凈砂土的電阻率幾乎完全由孔隙水的電阻率大小決定;黏土顆粒表面存在雙電層，雙電層中的陰、陽離子在電場的作用下具有導電能力，故黏土導電性大小由土顆粒和孔隙水共同決定。所以砂土的電阻率大于黏土的電阻率。
4結論
從滲流物理學的多孔介質模型可知，土壤是一種典型的多孔介質。多孔介質導電主要通過固體骨架與孔隙內的流體導電。溫度是影響土壤電阻率的一個關鍵因素，由于土壤固體骨架導電性能非常差，溫度主要通過改變土壤的孔隙水的電阻影響土壤電阻率，分析整理以上試驗數據可得以下幾點:(1)隨著溫度的下降，凍土中孔隙水含量不斷降低，凍土的電阻率隨著孔隙水含量的降低而呈上升的趨勢。當溫度大于0℃時，土的電阻率變化不大;當溫度小于0℃時，土的電阻率隨溫度的下降而明顯上升。(2)凍土的電阻率大于對應常溫土的電阻率。(3)在相同干密度、相同含水量、相同溫度條件下，砂土的電阻率始終大于黏土的電阻率。
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電阻率范文3
關鍵詞：電阻率；接地電阻
Abstract: in the high resistivity soil environment, according to different environment by different method to reduce the grounding resistance.
Keywords: resistivity; Grounding resistance
中圖分類號：P631.3+22文獻標識碼：A文章編號：
引言：隨著經濟的發展，各種用電設備或設施安全運行的接地保障措施，要求越來越嚴格，不論是強電還是弱電，為了不同的目的，而采取不同的接地方式，接地效果的優劣，土壤電阻率取決定作用，因此土壤的改良在接地設施的處理中有著重要的現實意義。
對于電阻率較高的土壤，要達到所要求的接地電阻，如不采取措施，將非常困難，如采取行之有效的方法，才能使接地電阻達到最初設計的要求，從以下幾種方法可對降低接地電阻達到一定的效果。
1、深埋法
在不良土壤的地方，其地下深處的土壤或水電阻率較低，在這類土壤的地方深埋接地體，對降低接地電阻的作用非常顯著，特別是這樣無須考慮土壤的凍結和干燥等其它影響土壤電阻率的不穩定因素，其做法如圖1所示。
2、深井接地
在深埋接地體不能達到要求時，可采取該法。其做法是：用鉆機鉆孔，把鋼管打入井內，再向鋼管內和井內灌滿泥漿，如圖2所示。
圖1 深埋接地體（mm）
3、換土
用電阻率較低的土壤（如粘土，黑土等），替換電阻率較高的土壤。替換的范圍在接地體周圍半米以內及接地體長度的1/3處，如果條件允許埋沒接地體的土壤最好全部置換，其效果更佳，替換土壤應采用隨取隨埋的作法，不破環土壤原有的特性，以保持此法的有效性。
4、外引接地法
在需要接地裝置的附近有導電良好的土壤，不凍的水源地時，可采用此法，對降低接地電阻也有效，不過，避雷接地中由于雷電流的電感效應，外引接地有一個長度極限問題L= ρt ，L為接地體的極限長度（m），ρ為大地電阻率（Ω.m）。t為雷電流的波頭時間（μs），外引接地一般采用排狀或環狀。在水中采用40х4扁鋼焊成網格沉于水底，為了防止屏蔽效應，網格間隔為10х15m。水底安裝接地體最好裝在有河沙堆積的地方，因為河沙電阻率小于水，如果水中含有腐蝕性物質，必須對接地體進行防腐處理（如：熱鍍鋅）。
5、污水引入法
如采用上述幾種方法不便，可將無腐蝕性的污水引到埋沒接地體的土壤中，以此降低土壤電阻率。如接地體采用鋼管，在鋼管上每隔20cm鉆一個5mm的小孔，使水滲入土壤中，如圖3所示。
圖3 污水引入接地體處（mm）
6、人工處理法
在接地體周圍土壤中加入煤渣、木炭、爐渣、炭粒以及鹽類等可降低土壤電阻率，選擇材料應當是電阻率低、不易流失、性能穩定易于吸收和保持水分等并且無強烈腐蝕性作用，人工處理普遍采用鹽類來對土壤電阻率進行降阻，常用的有氯化鈉、硫酸銅、硫酸鎂等。經過鹽類處理的土壤雖然能達到降低土壤電阻率的效果，但鹽類容易流失，持久性差，并有腐蝕性，一般不輕易采用。
7、降阻劑法
此法是在接地體上澆注降阻劑，效果很明顯。
①降阻劑自身電阻很低，一般只有零點幾到幾歐姆.米，它裹在接地體周圍（厚度為2~5cm）并且緊貼導體，這就相當于加大了接地體的幾何尺寸，擴大了接地體與土壤的接觸面積，從而有利于降低接地電阻。
②降阻劑是由多種無機鹽或有機物所組成的，因而有較好的吸水保濕性能，保持了土壤的濕潤度，加強了鹽類溶液的離子化，增強了它的導電性。
降阻劑在接地裝置應用中，必須注意面積效應，當電網較小時采用降阻劑，由于地網的等效面積增加，接地電阻相應下降，但隨著地網面積的增大，網中降阻劑的效果會急劇下降，因為此時應用降阻劑處理的面積和滲透增大的面積遠遠小于地網的等效半徑，故既不會使原地網面積有顯著增加，也不會使電網變成三維空間的立體地網。
實踐證明，上述幾種方法完全可以使高電阻率土壤環境下的接地裝置達到原設計接地電阻的理想效果，真正取到事半功倍的效果，但是任何一種方法都不是絕對的，需要根據具體的情況綜合考慮，靈活運用。
參考文獻：
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[5]《建筑防雷教程》梅衛群、江燕如編南京氣象學院.
電阻率范文4
【關鍵詞】泥頁巖 電阻率 相位 極化率 電磁勘探
泥頁巖是一種高灰分的含可燃有機質的沉積巖，屬非常規油氣資源，被列為21 世紀全球非常重要的接替能源，頁巖氣同時也是一種重要的戰略資源，隨著世界發展，對頁巖氣的需求越來越大。國內目前對于泥頁巖電阻率的研究甚少，本文對川南某井23塊泥頁巖樣品進行電阻率實驗分析研究，目的在于為頁巖氣勘探提供技術支持。
1 研究背景
該井構造位置屬于四川盆地南部低陡褶帶向斜，所取樣品主要位于古生界志留系的龍馬溪組以及奧陶系的五峰組，且都屬于灰黑色泥頁巖，巖樣埋深大致從1687米――2060米，且本次實驗研究所取實驗樣品只有“RES23V”樣品是唯一位于該井頁巖氣勘探目的層段的巖樣。
2 電阻率實驗
筆者通過利用AutoScanⅡ巖芯掃描儀對川南某井23塊泥頁巖樣品進行阻抗和相位參數測量，對測量數據進行分析，以及反演得到每塊巖樣極化率。通過對AutoScanⅡ巖芯掃描儀測量的數據（如圖1，2）分析發現：“RES23V”樣品的電阻率較小，在低頻段內相位曲線相對于其他樣品相位曲線表現出明顯異常。
3 巖樣極化率分析
原理：cole-cole模型參數廣泛地應于解釋地球物理電法中，這些參數可以由頻譜激電的反演.在整個測試頻段范圍內，阻抗、相位服從cole-cole模型，cole-cole模型微觀的模擬了巖石的導電情況，cole-cole模型可以計算出巖石標本在整個測試頻段上的振幅以及相位.W.H.Pelton等基于對巖、礦石標本和露頭的大量測量結果認為，對巖、礦石由激電效應引起的復電阻率隨頻率的變化可以用cole- cole 模型表示：
c――頻率相關系數。
本文通過cole-cole模型進行反演得到每塊巖樣極化率，其中以“RES23V”樣品極化率為最高。
4 礦物分析
為弄清楚上述測量過程中的異?，F象，筆者還專門針對該樣品進行礦物分析研究。頁巖儲存的礦物組成除常見的粘土礦物（伊利石、蒙皂石、高嶺石）外，還混雜有石英、長石、云母、方解石、白云石、黃鐵礦、磷灰石等礦物。
從分析中可以發現：該樣品礦物組成中黃鐵礦含量達3%左右，這可能與在電阻率實驗中表現出較強的的激發極化效應相關。
我們可以看出根據上述測量，該井目的層段“RES23V”頁巖其電阻率表現出較其他巖樣低的特征，并且復電阻率之間差異較大，因此可考慮使用音頻大地電磁勘探方法（AMT）進行初探。
“RES23V”巖芯在低頻階段其相位曲線表現出明顯異常，這是激發極化效應的一種表現，當然這種表現結果與頁巖所含的礦物成分如黃鐵礦等有著密切關系，如果頁巖中所含黃鐵礦越多，則這種激發極化效應越強，因此在勘探尋找頁巖氣時，還可以可考慮使用電磁勘探中的頻譜激電法（CR）尋找頁巖儲集層，該方法是電磁勘探中唯一可以直接指示油氣藏的方法，可反演出地下極化體的極化率異常大小以及埋深等參數，從而為找頁巖氣提供技術支持。
綜上所述，如果在條件允許的情況下，可考慮使用AMT方法和CR方法相結合進行頁巖氣初探。
5 結論與認識
通過此次頁巖電阻率實驗，可以得出以下結論：
該井中目的層段頁巖較其他層段巖樣表現出低電阻率特征，“RES23V”頁巖相位曲線在低頻階段表現出較強的激發極化效應，根據其存在的電阻率差異以及頁巖的極化率特性可考慮使用電磁勘探方法進行初探。
巖石礦物鑒定分析實驗表明：“RES23V”巖樣表現出的強激發極化效應推斷可能與本身含有黃鐵礦有關，如果黃鐵礦含量越多這種現象將更加強烈。
由于實驗條件有限，文中還有很多不足，比如產氣井中頁巖巖芯采樣數量太少，還缺少高溫高壓環境下電阻率實驗數據，筆者希望以后有條件會繼續完善。
參考文獻
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[3] 張明祿，石玉江.復雜孔隙結構砂巖儲層巖電參數研究[J].石油物探.2005，44（1）：21-28
電阻率范文5
【關鍵詞】過套管測井;刻度系統;漏電流;地層電阻率;采集系統
引言
過套管電阻率測井技術是我國正在研究的高新技術之一。其中俄羅斯的CHFR與斯倫貝謝過套管電阻率測井系統是國內外開發比較成熟的技術，是通過測量套管上的電壓降從而達到測量地層電阻率。但是測量的有用采集信號在納伏級容易受到各種干擾，因此建立了刻度系統間接測量漏電流，從而減少誤差。過套管電阻率測井刻度系統提供儀器標定與檢測的試驗平臺，在分析過套管電阻率測井方法的基礎上，提供儀器性能測試、測量精度標準;實現儀器準確度的檢驗;優化性能指標參數。關鍵技為漏電流的精確測量，極微弱信號的采集和處理和刻度池實現不同地層介質的模擬
1.過套管電阻率測井技術的測井原理
簡單的來說，過套管電阻率測井原理就是在套管內通過測量套管上的電壓降從而達到測量地層電阻率目的。如圖1所示，如果有電流被注入套管，大部分電流會沿套管向上或向下流動，只有一小部分的電流泄露到周圍地層.如果能測量出在Z長度范圍內泄露電流的大小以及中點出的電壓V，這樣就可以計算出可視電阻率，公式如下：
2.過套管電阻率測井刻度系統
應用TMS320F2812DSP作為主控芯片設計出刻度系統如圖1所示，該系統應實現對套管微弱電壓信號的采集與處理，并將處理后的數據傳輸到數據傳輸總控制模塊，數據傳輸控制模塊再將數據傳輸到上位機。
圖1 刻度系統的總體設計
構建過套管電阻率測井刻度系統仿真過套管電阻率測井儀的測井過程，就是在模擬真實套管的環境中，模擬不同地層介質漏電流的條件，模擬不同介質的測試環境，模擬過套管測井儀的數據采集與數據處理的能力。
過套管電阻率測井刻度系統主要由信號調理、信號采集、信號處理、地面控制、信號傳輸、地層介質模擬器以及精密電阻陣列或刻度池等構成。
3.地層漏電流I用精密電阻陣列來計算
考慮到地層視電阻的測量準確度主要取決于地層漏電流I的測量準確度，因此對漏電流和由漏電流計算得到的電阻率進行雙重標定，以確定最終的刻度系數。這是與一般測井儀不同之處。
圖2 測量地層漏電流的模型
且：
從而得到：
式中Rw為圍巖電阻，Rt為地層視電阻，R為套管電阻，I為地面激勵電流，I為地層漏電流;
實際工程操作中我們應用集中參數代替分布參數，將各電極之間的套管的電阻作為一個整體進行計算，從而建立上圖漏電流刻度模型，上圖式為理論標定標準，利用節點法推算出漏電流與大電流激勵源提供的電流的對應方程;因為I為納伏級別，容易受到干擾所以在選定標準電阻Rt上加一個精確電壓表從而間接實現漏電流的測量，再與理論值進行標定，得到刻度系數K1=Rw/（Rw+Rt）。此方法的優點在于去掉了上圍巖電阻，從而減少了電流的消耗，從而降低了功率。
4.采集
研究微弱信號（套管測井過程中位微弱信號）采集技術，以及信號特性和采集要求，選取合適的器件，構建圖6流程圖完成模擬和數字電路設計和調試工作，包括24位的-∑ADC模數轉換，DSP控制.
微弱信號經過前置放大、單端轉差分調理后，首先要對其進行模數轉換，且要求高精度.傳統模數轉換有并行、逐次逼近型、積分型也有近年發展起來的-∑和流水線型.24位的-∑ADC1274采用了極低位的量化器，從而避免了制造高位轉換器和高精度電阻網絡的困難;另一方面，因為采用了-∑調制技術和數字抽取濾波，可以獲得極高的分辨率，并且不會對抽樣值幅度變化敏感.內部具有自校準、系統校準等其它校準來減少誤差;因此我們選用了TI推出的多通道24位工業模數轉換器.
5.驗證試驗
采用TMS320F2812DSP為核心芯片開發制造的過套管電阻率測井刻度系統，實現了對儀器的精確刻度，完成了對微弱信號的采集處理;根據所測的電壓值得到的漏電流來計算地層電阻率的值，最后進行了系統試驗，實驗結果表明，地層電阻率測量可達到100Ω，整個系統測量精度滿足設計要求且工作穩定.
6.結論
為了保證石油測井儀器測量參數的準確性與維護量值體系的統一，就必須對測井儀器進行刻度，未經刻度標定的測井裝置是不可信的?？潭妊b置是指用于刻度測井儀的、具有已知準確性而穩定的量值的標準物質、裝置或物理模型，不同類型的測井儀器具有各自的刻度裝置。井下儀器可以通過刻度檢測出工作是否正常。對于每種井下儀器的刻度高值和低值，都要求有一定的精度范圍.超出這個范圍內，則認為出現故障。
參考文獻
[1]Realization of foreign fiber detecting algorithm based on ADSP-BF533 [J].IEEE Computer Society，2009，16（8）.
電阻率范文6
[關鍵詞]高密度電阻率法 二維成像技術 正反演技術
[中圖分類號] P631.3 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-1-90-2
0引言
高密度電阻率法基本工作原理與傳統的電法勘探是相同的，主要是根據巖石、礦石以及不同地層、不同地質體等導電性的差異，通過地面的測定，研究人工或天然電場的分布特點和變化規律來推斷地下電阻率分布，從而準確的推斷出不同地質體的分布狀況。高密度電阻率法憑借其測試簡便、效果好、成本低、效率高等優點在勘探工程中具有較高的使用價值。高密度電阻率法是一種快捷的地質勘探方法，其工作的范疇屬于直流電阻率，其采用高密度的布點進行二維電斷面測量，采集的數據量大、全面、準確、觀測的精度高，在我國的工程地質與水文勘探中運用非常的廣泛。但是也存在許多的不足之處，例如在進行野外勘探時數據處理不夠精準、正反演成像技術在進行圖像分析時存在誤差、二維成像技術的反演問題等等，這些問題都需要勘測人員在理論與實際工程相結合的基礎上進行研究，找出相應的解決辦法，將高密度電阻率法應用更加的廣泛。
1高密度電阻率法的工作原理
高密度電阻率法的工作范疇包括數據的采集與數據的處理，與常規的電阻率法工作原理相同，主要是以地下介質之間的導電性的差異為基礎，通過A、B兩個電極向地下傳遞電流，然后在M、N電極之間測得電位差V，從而求得該記錄點的視電阻率值Qs=KV/I。在進行現場的勘測時，只需要將全部的電極合理的安放在一定距離的測點上，然后將多芯電纜連接到由單片機控制多路電極自動轉換開關，這樣機器就能夠根據自身的需求進行電極與測點之間的自動轉換。測量的數據通過電極轉換開關傳輸到微機工程電測儀，根據實測的電阻率剖面數據，通過專業的計算機軟件進行反演數據處理，就可以獲得地層電阻率的分布狀況，從而推斷出地層結構的分布狀況[1]。
2高密度電阻率法的工作方法與數據處理
2.1高密度電阻率法的工作方法
針對不同的使用環境，我們要采取不同的觀測方法，高密度電阻率法的工作方法主要有以下幾種：
第一：二極法是采集剖面數據的主要方法，主要是通過將一個供電電極與測量裝置放在假定無窮遠處，然后對其中的某一電極供電與其它電極之間形成電位差，從而形成二維電阻率斷面圖。
第二：三電位電極系主要是將溫納四極、偶極、及微分按照一定的工作順序將其連接在一起對于測量遠電極的電位差時非常的方便。
第三：三極裝置對于測量異常體的分辨能力與剖面拼接點特性具有較強的使用價值[2]。
2.2數據的采集與處理
高密度電阻率法的數據采集系統由主機、多路電極轉換器及電極系三部分組成，主機主要通過通訊電纜和供電電纜向電極供電、接收和存儲信息，然后再通過數據處理軟件進行數據的處理。
高密度電阻率法的數據處理包括修飾性數據處理與實質性數據處理，修飾性數據處理是實質性數據處理的前提。由于受到地質條件、電阻率、地質噪音等因素的影響，數據的采集經常會出現較大的誤差，為了得到更加真實的數據，往往要對這些數據進行初級的處理。在進行初級數據處理時主要包括無窮遠電極校正、去除突變點、數據拼接與轉換、數據滑動平均等處理。實質性數據處理主要包括地形改正、比值處理、畸變值處理、二維反演等。最后在計算機平面上形成二維圖像呈現出來[1]。
3二維成像技術的應用
在二維成像技術中，正演是反演的基礎，反演技術是實現高密渡電阻率法層析成像的前提。采用高密度法進行地質勘探，實質上就是將正、反演技術進行進一步的推廣，特別是反演問題，在實際勘探工程中經常會出現許多問題。
3.1正、反演技術應用探討
我們將地球給定的模型和初始邊界作為求解地球物理場的問題成為正演問題，反演問題是地球物理中最核心、最普遍的問題。其工作的原理是根據地面上的觀測信號推測地球內部與信號有關部位的物理狀態。因此，求解方法和對所求解的評價成為地球物理反演的主要研究對象。由于正演是反演的基礎，加上地球物理場的復雜性，我們在進行計算時只有少部分規則的模型才有具體的解析表達式，才能夠求出準確的數據，但是，我們勘測的實際工程其模型都是不規則的，很難求出準確的數據。目前，對于反演問題的求解主要有有限差分法、有限單元法、積分方程法和邊界單元法。隨著科學技術的發展，我國的勘測技術人員在反演求解中求出了電阻率層析成像的新方法，解決了在沒有線性模型條件下進行反演的技術問題，使得我們的反演技術更加的全面化、智能化。此外三維電阻率反演技術也有了很大的發展[2]。
3.2層析成像技術
層析成像技術主要是針對勘察對象從各個方向進行內部投影數據的采集，用其反映目標體內部的物性值分布，作為斷面再構成圖像的一種技術，這一技術首先在醫學界有了有了較為廣泛的應用。但是，隨著P.博伊斯發表了地球物理層析成像開拓性工作方面的文章。他們利用地震波的傳播時間來探測鉆孔之間的主要構造界面，為這一技術在勘探界的發展奠定了基礎。
層析成像技術主要是利用勘測設備在勘探區域的各個方向通過直流電場來研究地下介質電阻率分布，然后通過電阻率的分布來判斷地質結構。由于地質構造的不同，一次電流在介質中的分布會發生變化，從而產生電位差。計算機處理系統將測到的電位差轉換為電阻率，由于我們采用的是多方位的數據采集，因此，我們能從多方位觀測到投影圖像，最終形成一個完整的電阻率圖像[3]。
4高密度電阻率法野外勘測研究
利用高密度電阻率法在進行野外的勘測時，數據的采集與處理是十分重要的，但由于外界環境的影響以及我們在進行勘測時受到各種客觀因素的制約，我們得到的數據經常會出現較大的誤差，因此，我們在進行野外的勘測時，要做好充足的準備工作并且采用正確的測量方法。
4.1準備工作
由于環境的不同，我們所勘測的對象也是不同的，在勘測之前，我們要針對勘測對象的分布形態和物理性質收集相關的資料，然后確定觀測裝置與電極間距，由于地質結構的不同，我們要選用與之相適應的勘測儀器來進行數據采集，這樣能夠使我們的勘測數據更加的準確、有效。
4.2測量階段
在進行測量時，要先檢查接地電阻，在接地電阻檢測過程中，如發現接地電阻全部為零，表明電極短路；如發現電阻值固定不變，原因是電極轉換開關上的 MN 與主機上的 MN 接線柱接反，在確保電阻準確無誤之后再進行勘測。
4.3數據的采集
在進行數據的采集，通過會有十～幾百毫安的電流從地層中流過，這些電流是非常危險的，因此，在進行勘測時要遠離勘測地點，必要時要有專人進行看護或者設置一些警示標志。數據采集過程應盡量避免和一些爆破作業、電力作業等同時進行[4]。
5結語
高密度電阻率法作為一種方便、實用的層析成像技術已經應用于我國的各個行業，例如礦區的勘探、地下管道的探查、物探找水等工程。但是，我們的技術人員還要不斷的創新，通過在各種工程環境中的應用，不斷的總結經驗，改進這一技術的不足之處，使其能夠在更加復雜的地質環境中進行勘測，數據更加的準確。
參考文獻
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