探測深度可調(diào)的核磁共振測井探頭永磁體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種探測深度可調(diào)的核磁共振測井儀探頭永磁體，包括主磁體和調(diào)整磁體，主磁體的整體結(jié)構(gòu)為帶有凹槽的柱狀結(jié)構(gòu)，在凹槽形結(jié)構(gòu)中放置調(diào)整磁體，調(diào)整磁體為長方體磁體；主磁體由三種磁體結(jié)構(gòu)組成，每種磁體結(jié)構(gòu)均由20-30塊的磁體疊成，調(diào)整磁體也是由磁體疊成。本發(fā)明采用居中式測井方案，在地層中產(chǎn)生梯度磁場，可形成多層殼狀探測區(qū)域。在徑向方向上的探測深度是不同的，即探測區(qū)域遠(yuǎn)近不同，增加了調(diào)整磁體，實(shí)現(xiàn)居中式測井儀的探測深度大小可調(diào)，可在井眼周圍多維測井。探測深度和探測區(qū)域較大，根據(jù)要求，探測深度遠(yuǎn)近可調(diào)。
【專利說明】探測深度可調(diào)的核磁共振測井探頭永磁體

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于石油測井裝置領(lǐng)域，特別是涉及一種探測深度可調(diào)的核磁共振測井 儀的探頭永磁體的結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002] MRIL-P探頭是居中式核磁共振測井儀探頭的典型代表，它具有探測深度大，可進(jìn) 行多頻測量，較高的信噪比的特點(diǎn)。其探測深度可用射頻磁場的頻率控制，改變射頻頻率可 以實(shí)現(xiàn)在地層中不同探測區(qū)域之間的轉(zhuǎn)換。由于它的上述特點(diǎn)，MRIL-P探頭被廣泛用于商 業(yè)化測井的行業(yè)中。
[0003] CMR探頭是貼壁式核磁共振測井儀探頭的典型代表，它的特點(diǎn)是：只在射頻線圈 前方產(chǎn)生一小塊均勻區(qū)域，探測區(qū)域體積小，只能單頻測量。有用于調(diào)節(jié)均勻場位置的磁體 (調(diào)整磁體)，改變調(diào)整磁體在徑向上的位置，反轉(zhuǎn)或?qū)⑵淙サ艟涂梢韵鄳?yīng)的改變探測深度。
[0004] MRIL-P探頭雖然可通過改變射頻頻率在不同距離的地層中進(jìn)行探測，但是相應(yīng)的 地層探測區(qū)域較固定，不能進(jìn)行較大的調(diào)整；CMR探頭具有調(diào)整磁體，可調(diào)整在地層中的探 測深度，但是僅能進(jìn)行單頻測量，所測量的地層區(qū)域有限。但溫度變化時(shí)，需要相應(yīng)地調(diào)整 拉莫爾頻率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的： 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提出了一種探測深度可調(diào)的核磁共振測 井儀探頭永磁體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可在地層中形成梯度磁場，得到遠(yuǎn)近不同的探測區(qū)域，探測深 度大小可調(diào)。
[0006] 技術(shù)方案： 一種探測深度可調(diào)的核磁共振測井儀探頭永磁體，包括主磁體和調(diào)整磁體，其特征在 于：主磁體的整體結(jié)構(gòu)為帶有凹槽的柱狀結(jié)構(gòu)，在凹槽形結(jié)構(gòu)中放置有能夠調(diào)整地層中磁 場分布的調(diào)整磁體，調(diào)整磁體為長方體磁體；主磁體由三種磁體結(jié)構(gòu)組成，分別為第一磁 體、第二磁體和第三磁體，每種磁體結(jié)構(gòu)均由20-30塊的磁體疊成，調(diào)整磁體也是由磁體疊 成。
[0007] 主磁體的整體結(jié)構(gòu)為柱狀凹槽結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)在徑向上為凹形，該結(jié)構(gòu)的一邊為 圓弧面，圓弧面的對面為凹槽，凹槽的兩側(cè)對稱設(shè)有第三磁體，凹槽的封閉的一側(cè)設(shè)有第一 磁體，第一磁體另一側(cè)設(shè)有一邊為圓弧面的第二磁體。
[0008] 主磁體的徑向結(jié)構(gòu)是在圓的兩條對稱的平行弦中放置磁體；第一磁體以兩條平行 弦之間的距離為一邊，且該邊經(jīng)過圓心，另一邊為平行弦長的一半，組成徑向的矩形結(jié)構(gòu)， 整體為長方體結(jié)構(gòu)；第二磁體的徑向結(jié)構(gòu)由兩條平行弦之間的圓弧邊和近圓弧邊構(gòu)成；第 三磁體為一邊為緊貼第一磁體經(jīng)過圓心的邊，且與圓心之間存在距離L，長度為兩平行弦的 弦間距離/2-L，另一邊為平行弦長的另一半，整體為長方體結(jié)構(gòu)。
[0009] 主磁體和調(diào)整磁體均采用徑向方向充磁且充磁方向相同，方向均為與凹槽垂直指 向圓弧面。
[0010] 主磁體和調(diào)整磁體均采用燒結(jié)釹鐵硼材料，總長均為1800_。
[0011] 調(diào)整磁體的尺寸小于凹槽的尺寸，并能夠在凹槽中沿主磁體對稱軸線上下移動(dòng)。
[0012] 調(diào)整磁體的徑向尺寸為14?18mmX40?50mm。
[0013] 優(yōu)點(diǎn)及效果： 本發(fā)明這種探測深度可調(diào)的核磁共振測井儀探頭永磁體，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果： (1)該核磁共振測井儀的主磁體結(jié)構(gòu)，能夠在地層中產(chǎn)生梯度磁場，可形成多層殼狀探 測區(qū)域。在徑向方向上的探測深度是不同的，即探測區(qū)域遠(yuǎn)近不同。
[0014] (2)該結(jié)構(gòu)中加入調(diào)整磁體，可以根據(jù)不同的要求，調(diào)整調(diào)整磁體的尺寸和位置， 從而調(diào)節(jié)其在地層中的探測深度。
[0015] (3)該結(jié)構(gòu)有較充分安置天線的空間，可以實(shí)現(xiàn)天線中加放磁芯，穩(wěn)定射頻磁場。 且在安置天線方向上的探測深度較大，可減小射頻功率損耗。
[0016]

【專利附圖】

【附圖說明】： 圖1本發(fā)明俯視剖面圖； 圖2是本發(fā)明第一磁體的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明第二磁體的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明第三磁體的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明調(diào)整磁體的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 附圖標(biāo)記說明： 1、第一磁體；2、第二磁體；3、第三磁體；4、調(diào)整磁體；L、第三磁體緊貼第一磁體近圓心 邊與圓心之間的垂直距離。
[0018]

【具體實(shí)施方式】： 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明： 本發(fā)明涉及一種探測深度可調(diào)的居中型核磁共振測井儀探頭永磁體，該結(jié)構(gòu)的永磁體 可在井下產(chǎn)生梯度磁場，增加一個(gè)方向上的探測深度，可進(jìn)行多頻測量，觀測到遠(yuǎn)近不同地 層的信息，并且探測深度的大小和探測區(qū)域的體積可調(diào)節(jié)。
[0019] 上述探測深度可調(diào)的核磁共振測井儀探頭永磁體包括主磁體和調(diào)整磁體，主磁體 的整體結(jié)構(gòu)為帶有凹槽的柱狀結(jié)構(gòu)，在凹槽形結(jié)構(gòu)中放置有能夠調(diào)整地層中磁場分布的調(diào) 整磁體4,調(diào)整磁體4為長方體磁體；通過采用這種永磁體的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了居中式多頻測量 的測井儀可以實(shí)現(xiàn)探測區(qū)域遠(yuǎn)近可調(diào)。主磁體由三種磁體結(jié)構(gòu)組成，分別為第一磁體1、第 二磁體2和第三磁體3,每種磁體結(jié)構(gòu)均由20-30塊的磁體疊置而成，調(diào)整磁體4也是由磁 體疊置而成。在材料強(qiáng)度允許的情況下，盡量減少疊置磁體的數(shù)量。
[0020] 主磁體的整體結(jié)構(gòu)為柱狀凹槽結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)在徑向上為凹形，該結(jié)構(gòu)的一邊為 圓弧面，圓弧面的對面為凹槽，凹槽的兩側(cè)對稱設(shè)有第三磁體3,凹槽的封閉的一側(cè)設(shè)有第 一磁體1，第一磁體1另一側(cè)設(shè)有一邊為圓弧面的第二磁體2。
[0021] 主磁體的徑向結(jié)構(gòu)是在圓的兩條對稱的平行弦中放置磁體；第一磁體1以兩條 平行弦之間的距離為一邊，且該邊經(jīng)過圓心，另一邊為平行弦長的一半，組成徑向的矩形結(jié) 構(gòu)，整體為長方體結(jié)構(gòu)；第二磁體2的徑向結(jié)構(gòu)由兩條平行弦之間的圓弧邊和近圓弧邊（圓 弧兩端之間的直線）構(gòu)成；第三磁體3為一邊為緊貼第一磁體1經(jīng)過圓心的邊，且與圓心之 間存在距離L，長度為兩平行弦的弦間距離/2-L，另一邊為平行弦長的另一半，整體為長方 體結(jié)構(gòu)。
[0022] 主磁體和調(diào)整磁體4均采用徑向方向充磁且充磁方向相同，方向均為與凹槽垂直 指向圓弧面，采用分塊磁體的結(jié)構(gòu)，在地層中產(chǎn)生的磁場比一整塊主磁體更強(qiáng)，效果更好。
[0023] 主磁體和調(diào)整磁體4均采用燒結(jié)釹鐵硼材料，總長均為1800mm。
[0024] 調(diào)整磁體4置于主磁體的凹槽中，調(diào)整磁體4的尺寸小于凹槽的尺寸，整體為長方 體結(jié)構(gòu)，并能夠在凹槽中沿主磁體對稱軸線上下移動(dòng)，以調(diào)節(jié)磁場的分布。
[0025] 調(diào)整磁體4的徑向尺寸為14?18mmX4(T50mm (根據(jù)實(shí)際情況和具體要求而定)。
[0026] 實(shí)施例1: 如圖1中所示，探測深度可調(diào)的居中型核磁共振測井儀的探頭永磁體的總體結(jié)構(gòu)，主 磁體由三種磁體結(jié)構(gòu)組成：主磁體的徑向設(shè)計(jì)是基于半徑為60mm的圓，在兩條長度均為 80mm的對稱的平行弦中安放磁體，第一磁體1的結(jié)構(gòu)為以兩條弦之間的距離為一邊，且該 邊經(jīng)過圓心，另一邊為弦長的一半，即40mm，組成徑向的矩形結(jié)構(gòu)，整體為長方體結(jié)構(gòu)。第 二磁體2為該磁體近圓弧邊與圓弧邊所組成的徑向結(jié)構(gòu)。第三磁體3為兩個(gè)，它的一邊為 緊貼第一磁體1結(jié)構(gòu)經(jīng)過圓心的那邊，與圓心的距離L為10mm，長度為（弦間距離/2-10) mm，另一邊為另一半的弦長40mm，整體也為長方體結(jié)構(gòu)。三種磁體結(jié)構(gòu)視圖分別如圖2、圖 3、圖4所示，其他部分照圖中所示方式疊置，從而得到三種磁體結(jié)構(gòu)。三種結(jié)構(gòu)按照圖1所 示的方式組合在一起。
[0027] 如圖1和圖5所示，居中型核磁共振測井儀的探頭永磁體結(jié)構(gòu)的調(diào)整磁體4,其作 用是用來調(diào)節(jié)地層四周殼狀探測區(qū)域的探測深度。根據(jù)地層的具體要求，決定調(diào)整磁體的 尺寸和在主磁體凹槽中的位置。
[0028] 本發(fā)明采用居中式測井方案，在地層中產(chǎn)生梯度磁場，可形成多層殼狀探測區(qū)域。 在垂直的徑向方向上的探測深度是不同的，即探測區(qū)域遠(yuǎn)近不同。
【權(quán)利要求】
1. 一種探測深度可調(diào)的核磁共振測井儀探頭永磁體，包括主磁體和調(diào)整磁體，其特征 在于：主磁體的整體結(jié)構(gòu)為帶有凹槽的柱狀結(jié)構(gòu)，在凹槽形結(jié)構(gòu)中放置有能夠調(diào)整地層中 磁場分布的調(diào)整磁體（4)，調(diào)整磁體（4)為長方體磁體；主磁體由三種磁體結(jié)構(gòu)組成，分別 為第一磁體（1 )、第二磁體（2)和第三磁體（3)，每種磁體結(jié)構(gòu)均由20-30塊的磁體疊成，調(diào) 整磁體（4)也是由磁體疊成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測深度可調(diào)的核磁共振測井儀探頭永磁體，其特征在于： 主磁體的整體結(jié)構(gòu)為柱狀凹槽結(jié)構(gòu)，整體結(jié)構(gòu)在徑向上為凹形，該結(jié)構(gòu)的一邊為圓弧面，圓 弧面的對面為凹槽，凹槽的兩側(cè)對稱設(shè)有第三磁體（3)，凹槽的封閉的一側(cè)設(shè)有第一磁體 (1)，第一磁體（1)另一側(cè)設(shè)有一邊為圓弧面的第二磁體（2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的探測深度可調(diào)的核磁共振測井儀探頭永磁體，其特征在 于：主磁體的徑向結(jié)構(gòu)是在圓的兩條對稱的平行弦中放置磁體；第一磁體（1)以兩條平行 弦之間的距離為一邊，且該邊經(jīng)過圓心，另一邊為平行弦長的一半，組成徑向的矩形結(jié)構(gòu)， 整體為長方體結(jié)構(gòu)；第二磁體（2)的徑向結(jié)構(gòu)由兩條平行弦之間的圓弧邊和近圓弧邊構(gòu) 成；第三磁體（3)為一邊為緊貼第一磁體（1)經(jīng)過圓心的邊，且與圓心之間存在距離L，長度 為兩平行弦的弦間距離/2-L，另一邊為平行弦長的另一半，整體為長方體結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測深度可調(diào)的核磁共振測井儀探頭永磁體，其特征在于： 主磁體和調(diào)整磁體（4 )均采用徑向方向充磁且充磁方向相同，方向均為與凹槽垂直指向圓 弧面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測深度可調(diào)的核磁共振測井儀探頭永磁體，其特征在于： 主磁體和調(diào)整磁體（4)均采用燒結(jié)釹鐵硼材料，總長均為1800mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測深度可調(diào)的核磁共振測井儀探頭永磁體，其特征在于： 調(diào)整磁體（4)的尺寸小于凹槽的尺寸，并能夠在凹槽中沿主磁體對稱軸線上下移動(dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的探測深度可調(diào)的核磁共振測井儀探頭永磁體，其特征在于： 調(diào)整磁體（4)的徑向尺寸為14~18mmX40~50mm。
【文檔編號】H01F7/02GK104091680SQ201410329051
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】綦艷麗, 耿昕, 張艷麗, 張殿海, 任自艷, 閆秀恪 申請人:沈陽工業(yè)大學(xué)