[發明專利]一種石油核磁共振測井儀探頭磁體裝置

在審

• 申請號: 201911425987.0
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111810134A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 北京默凱斯威能源技術有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;E21B47/017;E21B47/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種隨鉆核磁共振測井儀探頭磁體裝置，其整體結構外觀呈半圓柱狀、內部是中空半圓筒的結構，通過螺栓將其成對的裝配在鉆鋌骨架的兩端，其主要由基體、端蓋、軟磁半環片、磁塊、磁塊柵欄、磁塊保護外管組成，磁塊通過磁塊柵欄中的扇形槽固定裝配，形成一體化半圓筒型結構。本發明產品在能滿足測井探頭的基本功能外，還具備抗振、裝配簡單、運輸便利、成本低等特點。

技術領域

本發明屬于石油勘探開發領域的設備裝置，該裝置可用在石油勘探開發中，是石油工業隨鉆測井LWD(Logging While Drilling)儀器隨鉆核磁共振測井探頭(圖1)的關鍵部件之一。

背景技術

石油工業隨鉆測井LWD(Logging While Drilling)一般是指在鉆井的過程中測量地層巖石物理參數，并用數據遙測系統將測量結果實時傳送到地面進行處理。隨鉆測井相對于電纜測井具有很多優點：電纜測井需占用一定的鉆機在用時間，井眼環境和泥漿濾液的侵入嚴重影響常規測井數據的質量，與之相比，隨鉆測井資料是在泥漿濾液侵入地層之前或侵入很淺時測得的，更真實地反映原狀地層的地質特征。在大斜度井、水平井或特殊地質環境鉆井時，電纜測井困難或風險大以致不能進行作業時，隨鉆測井可以取而代之進行測量。這樣既減小鉆井在用時間，降低成本，又提高了地層評價測井數據的質量。目前，在海上鉆井活動中幾乎都采用隨鉆測井技術。

目前國際上已經進行商業化應用的隨鉆核磁共振測井儀包括：哈里伯頓(Halliburton)的MRIL-WD，斯倫貝謝(Schlunberger)的proVISION和貝克休斯(BHGE)(已被GE收購)的MagTrak。

哈里伯頓MRIL-WD的探頭結構為磁體徑向磁化形成梯度靜磁場，探測敏感區為關于儀器中心軸旋轉對稱的圓柱殼層，說明書附圖14所示中的10。

斯倫貝謝的隨鉆核磁測井儀proVISION采用了“Inside-Out”方案的磁體結構：包含三塊同極相對的圓管狀釤鈷磁體(說明書附圖15中的12)，按位置劃分稱為底部磁體、中部磁體和頂部磁體。靜磁場在同極磁極之間的中垂面上沿徑向分布，proVISION包含三塊磁體兩個磁極間距，所以有兩個敏感區 (說明書附圖15中的10表示敏感區)。如說明書附圖15和說明書附圖16。

貝殼休斯的隨鉆核磁測井儀MagTrak直接采用了“Inside-out”設計方案，兩塊同極相對的圓管狀磁體，在中垂面上的靜磁場沿徑向旋轉對稱分布。徑向上的靜磁場從零開始先增加到一個最大值Bmax(鞍點saddle point)，然后再減小到無窮遠的零值，所謂的敏感區勻強磁場是指的這個最大值Bmax附近的區域，這個區域磁場梯度很低，可近似看作勻場區域，探頭包括兩塊同極相對的磁體(說明書附圖17中的序號12)，天線為螺線管線圈(說明書附圖17中的序號11)在探頭敏感區，靜磁場B₀沿徑向方向發散，而射頻場B_RF沿軸向方向垂直于B₀。如說明書附圖17和說明書附圖18。

在石油探測領域中，核磁共振測井作為目前比較前沿的技術被廣泛應用，核磁共振測井儀中探頭內關鍵部件之一是磁體，本專利裝置指的是該關鍵部件。隨鉆核磁共振測井儀在井下工作時會承受較大的振動，而磁塊較脆，受到振動影響很容易碎，進而影響探測的精度，甚至會導致探頭失效。因此將磁體部分設計成為一個整體結構，便于安裝以及保護磁塊。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于石油勘探開發領域的核磁共振測井儀探頭磁體部分的發明產品，能夠有效克服現有技術中核磁探頭磁體易碎的缺陷。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種石油核磁共振測井探頭磁體裝置，其整體結構外觀呈半圓柱狀、內部是中空半圓筒的結構(圖3)，通過螺栓緊固在鉆鋌骨架上，安裝方式可以根據情況調節，包括左右對稱的兩對安裝方式，四對安裝方式(如圖1和圖2)，六對安裝方式等；也可以采用非對稱式安裝。