[發(fā)明專利]一種三維感應(yīng)測井儀器線圈系的設(shè)計方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010274477.0
• 申請日: 2010-09-07
• 公開（公告）號: CN102400670A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳濤;湯天知;白顏;王麗蓉;宋青山;王水航;陳章龍;賀秋莉;儲妮晟
• 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: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B47/13;E21B49/00;G01V3/28
• 代理公司: 北京市中實友知識產(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)明涉及一種三維感應(yīng)測井儀器PCB的平板型(Rogowski)線圈系的設(shè)計方法。

背景技術(shù)

在感應(yīng)測井領(lǐng)域，三維感應(yīng)測井儀器的關(guān)鍵部分是儀器的探頭，對于陣列感應(yīng)測井就是發(fā)射和接收線圈系的結(jié)構(gòu)。線圈系結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)劣表征儀器測量采集到地層信息的多少和質(zhì)量。三維感應(yīng)測井儀通過對接收線圈測得的3個互相垂直的磁場分量信息進(jìn)行處理，可獲得地層水平電阻率R_h和垂直電阻率R_v，還可得到各向異性地層模型的兩種含水(油)飽和度，以及地層傾角和儀器方位角等信息。三分量感應(yīng)測井系統(tǒng)的線圈系結(jié)構(gòu)包括3個發(fā)射線圈(T_x、T_y、T_z)和3個接收線圈(R_x、R_y、R_z)。這3個發(fā)射線圈彼此垂直，并發(fā)射一定頻率的交流電，3個接收線圈也相互垂直，并接收各個方向的地層信息，尤其是三維感應(yīng)測井儀器線圈系結(jié)構(gòu)設(shè)計，為了得到均勻的三維九個磁場分量，已經(jīng)進(jìn)行了大量的工作。主要有兩種設(shè)計方法。一種是基于三個線圈沿軸向方向相互正交，但三線圈不在同一位置的設(shè)計方法，比如阿特拉斯公司發(fā)明的線圈系結(jié)構(gòu)專利(US6900640B2)，另一種是基于三線圈設(shè)計在同一位置上組成的三正交線圈系結(jié)構(gòu)，比如斯倫貝謝三分量感應(yīng)測井儀器線圈系結(jié)構(gòu)(US0184304A1)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種柔性版線圈結(jié)構(gòu)設(shè)計的三維感應(yīng)儀器探頭參數(shù)，儀器探頭用現(xiàn)在的印刷電路板設(shè)計三維感應(yīng)測井儀器線圈系，實現(xiàn)三維感應(yīng)儀器三個方向線圈的正交性，從感應(yīng)特性響應(yīng)機(jī)理出發(fā)，在保證三維感應(yīng)傳感器的接收線圈兩端取的較大響應(yīng)信號，以及影響響應(yīng)信號參數(shù)，相互的關(guān)聯(lián)程度，進(jìn)行合理優(yōu)化參數(shù)來設(shè)計三維感應(yīng)線圈系得到響應(yīng)信號最大，屏蔽抵消直耦信號到最小可實現(xiàn)方法。

本發(fā)明所述的一種三維感應(yīng)測井儀器線圈系的設(shè)計方法，該方法的設(shè)計步驟如下：

根據(jù)接收羅氏線圈是均勻密繞在一個聚酰胺塑料板上，線圈匝數(shù)為NR接收線圈的磁鏈為：

Φ(t)＝μ₀I₁(t)N_RS????(1)

式中，μ₀＝4π×10^-7(H/m)，

當(dāng)電流變化時，接收線圈的感應(yīng)電動勢：

V(t)=-dΦdt=-μ0NSdI1(t)dt---(2)]]>

式中令M＝μ₀NS，可見M取決于線圈結(jié)構(gòu)參數(shù)。

感應(yīng)電流I₁(t)由發(fā)射線圈通以交變電流產(chǎn)生磁場，空間感應(yīng)出渦流I₁(t)，在發(fā)射端，通以交變電流產(chǎn)生電磁場關(guān)系如下：

1.X軸方向上：

電場E_xx＝0