[實用新型]一種核磁共振測井儀探頭

有效

• 申請號: 201420254904.2
• 申請日: 2014-05-19
• 公開（公告）號: CN203867568U
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 張艷麗;耿昕;張殿海;任自艷;閆秀恪
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;H01F1/057;H01F7/02
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周楠

技術領域

?本實用新型屬于石油測井裝置領域，主要涉及測井儀探頭，特別是涉及一種核磁共振測井儀探頭。

背景技術

核磁共振測井利用地層孔隙中富含氫原子的液體（石油、水）和氣體（天然氣）中氫核受到激發后產生的核磁共振信號，通過測井解釋，可用于定量確定有效孔隙度、自由流體孔隙度、束縛水孔隙度、孔徑分布、滲透率以及原油的粘度和濕潤度等參數。

目前核磁共振測井的探頭設計主要是基于“Inside-out”思想，Schlumberger公司的CMR貼壁式方案，?Numar公司的MAIL系列探頭的材料改進以及探頭的結構優化，以及MRX和MREx系列的偏心探頭。其區別在于：“Inside-out”至少采用兩部分永磁體，分別對兩塊永磁體進行軸向反向充磁，通過對軸向放置的永磁體間距的調整得到最佳的環形探測區域，永磁體用于產生核磁共振的靜磁場B₀，在兩柱形永磁體之間放置用于產生射頻磁場B₁的天線，天線包括線圈和磁芯，線圈一般為螺線管結構的改進，磁芯為軟磁材料其選用較多的為軟磁鐵氧體或磁鋼，這樣就在井眼周圍形成一個靜磁場B₀與射頻磁場B₁嚴格正交，且B₀大小均勻近環形探測區域。在不同深度的地層，B₀的大小不同，即形成梯度磁場，可以通過改變射頻信號得到不同深度地層的環形探測區域。由于儀器的長度有限，該方案的探測區域較小，測井速度也較慢。CMR貼壁式探頭采用三塊長方永磁體徑向充磁，三塊永磁體平行同極放置，僅在永磁體磁極的一側安放天線，所以僅在地層中臨天線側產生射頻磁場，形成近圓柱體的探測區域。CMR探頭僅在一個方向的一個小區域內產生均勻的靜磁場，探測區域小，只能進行單頻測量。MAIL系列探頭采用圓柱體結構永磁體徑向充磁在圓柱外表面處安放天線，在徑向切面實現B₀與B₁嚴格正交。MRIL探頭的天線中沒有加放磁芯，射頻磁場的穩定性不好，射頻功率高。

發明內容

發明目的：

本實用新型涉及一種核磁共振測井儀探頭，其目的在于通過對探頭磁體的結構設計和射頻線圈的位置安放，能在井下產生梯度場，得到遠近不同的探測區域。

技術方案：

一種核磁共振測井儀探頭，固定在核磁共振測井儀上，其特征在于：包括永磁體和天線；永磁體為弦切柱狀結構，天線對稱設置在永磁體的非圓弧部分的兩側，在永磁體的圓弧邊固定有用于延長磁極的磁片。

永磁體由10-20塊弦切柱狀結構的磁柱粘結而成，粘結后的總長度為200cm，磁柱的橫截面為圓的兩個對稱弦的中間部分，截面形成對稱的弧；在磁柱圓弧的外部安放有與其同高的圓柱殼形磁片單體，緊貼永磁體磁柱圓弧邊放置，磁片單體厚度為10mm，磁片整體由10-20塊磁片單體粘結而成，數量與磁柱的數量保持一致。

磁柱的橫截面為一個半徑為60-70mm圓形，兩個對稱弦的弦間距離為90-100mm。

天線緊貼永磁體的弦切邊設置，包括磁芯和射頻線圈，磁芯緊貼永磁體，射頻線圈繞置在磁芯上；磁芯采用軟磁鐵氧體材料，并逐片疊置而成。

磁芯緊貼永磁體的兩側平面居中放置，磁芯由截面尺寸為60mm×20mm的40-50塊磁芯疊片疊置而成，其總長與永磁體相同。

優點及效果：

本實用新型這種核磁共振測井儀探頭，具有以下優點和有益效果：

（1）采用居中方式測井，采用磁能積較高的燒結釹鐵硼或釤鈷材料作為永磁體的材料，在永磁體的圓弧邊固定有用于延長磁極作用的磁片；

（2）天線充分利用磁體的剩余空間產生射頻磁場，天線磁芯的疊片結構用于減小射頻磁場產生的渦流損耗；

（3）探頭在井眼周圍的地層中產生梯度磁場，實現對井眼周圍地層不同深度的多維測井，增大磁體圓弧邊所對應地層的探測深度。

附圖說明：

圖1是本實用新型居中型核磁共振測井儀探頭主視圖，為半剖視圖；

圖2是本實用新型居中型核磁共振測井儀探頭結構俯視圖；

圖3是本實用新型居中型核磁共振測井儀天線磁芯部分視圖；

圖4是改進天線結構后探頭的徑向截面半剖視圖。

附圖標記說明：

1、磁柱；2、磁芯；3、射頻線圈；4、磁片單體；5、磁芯疊片；2-1、第一磁芯；2-2、第二磁芯；2-3、第三磁芯。

具體實施方式：