[發(fā)明專利]一種三維感應(yīng)XY線圈系

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910092029.6
• 申請日: 2009-09-04
• 公開（公告）號(hào): CN102013299A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王水航;陳濤;湯天知;王正;吳金云
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團(tuán)公司;中國石油集團(tuán)測井有限公司
• 主分類號(hào): H01F5/02
• 分類號(hào): H01F5/02;H01F41/04
• 代理公司: 北京市中實(shí)友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11013
• 代理人: 謝小延

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于三維感應(yīng)測井儀的感應(yīng)線圈。本線圈可在井下175℃，140MPa的高溫高壓下使用，線圈系的體積小，性能可靠，絕緣性能好。

背景技術(shù)

感應(yīng)電阻率測井是獲取地層電阻率的標(biāo)準(zhǔn)測量技術(shù)，由于常規(guī)感應(yīng)測井儀僅使用Z軸線圈系(與儀器軸線同向)，其產(chǎn)生的電流與地層層面平行，因此測量的是地層的水平電阻率。三維感應(yīng)測井儀則使用三維正交線圈系，其產(chǎn)生的電流既有與地層層面平行部分，又有與地層層面正交部分，因此該儀器既能測量地層的水平電阻率，也能測量地層的垂直電阻率。當(dāng)井眼與地層面不垂直時(shí)，三維感應(yīng)測井儀的測量數(shù)據(jù)可通過轉(zhuǎn)換然后推算出與地層層面平行的電阻率和與地層層面垂直的電阻率。三維感應(yīng)測井儀可有效識(shí)別薄層狀的砂巖產(chǎn)層，更可精確量化其含油飽和度，而且克服了常規(guī)感應(yīng)測井技術(shù)中儀器的響應(yīng)精度在高阻地層和斜井中或傾斜的儲(chǔ)層中可能會(huì)受到影響的缺點(diǎn)。三維感應(yīng)測井儀在石油測井中廣泛應(yīng)用于各相異性地層電阻率的測量，其可對薄油層進(jìn)行高分辨率識(shí)別和評(píng)價(jià)，對地層層內(nèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和解釋，以得到地層含油飽和度，是識(shí)別復(fù)雜環(huán)境下油層最有效的測井儀器之一。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，三維感應(yīng)測井儀可測量得到地層水平方向(X方向、Y方向)與垂直方向(Z方)的電阻率，同時(shí)還可提供地層傾角和方位角。三維感應(yīng)線圈系作為儀器信號(hào)發(fā)射與接受的傳感器，其性能直接決定儀器的測量結(jié)果和儀器的靈敏度，由于測井儀器的特殊性，在保證線圈系有效面積的前提下，線圈系體積越小，可靠性越高，可實(shí)現(xiàn)性越大，儀器使用范圍越廣泛。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為三維感應(yīng)測井儀提供一種簡單、實(shí)用、體積較小的三維線圈系結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)可使X、Y方向線圈處于同一個(gè)線圈骨架體上，測井時(shí)，結(jié)合獨(dú)立的Z-線圈體，可測試同一深度地層水平與垂直方向地層電阻率響應(yīng)信號(hào)，X、Y線圈骨架體采用整體結(jié)構(gòu)形式，保證儀器在高溫、高壓下穩(wěn)定使用，并使線圈系的屏蔽性更好。

本發(fā)明所述的三維感應(yīng)儀器中的XY線圈系由骨架體、接線柱、固定塊、連接線、屏蔽板和導(dǎo)線構(gòu)成；骨架體是用陶瓷材料整體燒結(jié)而成的圓柱體，在陶瓷骨架體外部對稱開有四個(gè)繞線槽，分別繞制兩組X線圈與兩組Y線圈，在對稱的繞線槽之間有五個(gè)過線孔，兩邊繞線通過過線孔聯(lián)通，在繞線槽與內(nèi)孔之間開有兩個(gè)長圓槽，繞線通過長圓槽與儀器控制部分連接，使線圈上的信號(hào)通過線圈系內(nèi)孔傳向儀器采集控制部分，骨架體外部有十個(gè)用于容納聯(lián)通繞線與內(nèi)部線路之間的連接線的圓形槽，使連接線不高出骨架體的外圓面，連接線與連接柱焊接固定，連接柱與骨架體燒結(jié)成一體結(jié)構(gòu)，在線圈體外圓面和軸向兩端分別包袱用于線圈信號(hào)屏蔽的屏蔽層，兩端屏蔽層與骨架體上固定塊焊接，固定塊與骨架體燒結(jié)成一體。

在XY線圈結(jié)構(gòu)中，多方位繞制線圈的結(jié)構(gòu)是該發(fā)明的主要關(guān)鍵之處，在國內(nèi)外三維感應(yīng)測井儀器中，一般都采用分體線圈系結(jié)構(gòu)，即X線圈，Y線圈，Z線圈分布于軸向不同位置，這樣使線圈系結(jié)構(gòu)加長，儀器加重，儀器體積更大，由于各線圈系在軸向有位置差，在測井時(shí)，不能同時(shí)聚焦到同一深度地層，儀器所測地層電阻率存在一定深度差，同時(shí)，分體式線圈在徑向處于儀器軸線的一側(cè)，這樣使X、Y線圈所測試地層分布不均勻，一邊深一邊淺，而本結(jié)構(gòu)是將X、Y線圈分別拆分成兩部分，使之對稱的分布于儀器軸線的兩側(cè)，X、Y線圈所測試地層深度更均勻，數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。

關(guān)鍵技術(shù)：

1.XY線圈骨架體采用陶瓷材料燒結(jié)而成，既可以承受較高的溫度和壓力、熱膨脹系數(shù)小、耐酸堿腐蝕，而且無磁性、絕緣性能好。

2.線圈系中各接線柱，連接塊都直接燒結(jié)在線圈骨架體中，與線圈骨架體融為一體，可使總體結(jié)構(gòu)承壓性更好，又節(jié)約安裝空間。

3.線圈系采用分體屏蔽與整體屏蔽相結(jié)合的結(jié)構(gòu)形式，在整體屏蔽形式中，由軸向兩端各一個(gè)屏蔽層進(jìn)行整體屏蔽，而在分體屏蔽中，在各繞線組的刻槽中另覆一個(gè)屏蔽層，使屏蔽結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，屏蔽層同時(shí)又對線圈系進(jìn)行有效保護(hù)，這種結(jié)構(gòu)既可對不同線圈系組之間進(jìn)行屏蔽，同時(shí)又可對同一線圈系中的各線圈進(jìn)行有效屏蔽，防止線圈系內(nèi)部之間的干擾。

本線圈可在井下175℃，140MPa的高溫高壓下使用，線圈系的體積小，性能可靠，絕緣性能好。

附圖說明

圖1三維感應(yīng)XY線圈骨架體圓周方向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2三維感應(yīng)XY線圈骨架體圓柱方向結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3三維感應(yīng)XY線圈系結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1骨架體、2接線柱、3固定塊、4固定塊、5屏蔽板

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明所述的三維感應(yīng)儀器中的XY線圈系結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明的所述的三維感應(yīng)儀器中的XY線圈系由骨架體1、接線柱2、固定塊3、連接線4、屏蔽板5和導(dǎo)線構(gòu)成；骨架體是用陶瓷材料整體燒結(jié)而成的圓柱體，在陶瓷骨架體外部對稱開有四個(gè)繞線槽，分別繞制兩組X線圈與兩組Y線圈，在對稱的繞線槽之間有五個(gè)過線孔，兩邊繞線通過過線孔聯(lián)通，在繞線槽與內(nèi)孔之間開有兩個(gè)長圓槽，繞線通過長圓槽與儀器控制部分連接，使線圈上的信號(hào)通過線圈系內(nèi)孔傳向儀器采集控制部分，骨架體外部有十個(gè)用于容納聯(lián)通繞線與內(nèi)部線路之間的連接線的圓形槽，使連接線不高出骨架體的外圓面，連接線與連接柱焊接固定，連接柱與骨架體燒結(jié)成一體結(jié)構(gòu)，在線圈體外圓面和軸向兩端分別包袱用于線圈信號(hào)屏蔽的屏蔽層，兩端屏蔽層與骨架體上固定塊焊接，固定塊與骨架體燒結(jié)成一體。