具有雙層磁體的核磁共振測(cè)井儀探頭及天線激勵(lì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及核磁共振測(cè)井技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種核磁共振測(cè)井儀探頭及天線激 勵(lì)方法。
【背景技術(shù)】 陽00引核磁共振（NuclearMa即eticResonance,NMR)現(xiàn)象在1946年被發(fā)現(xiàn)，之后很快 應(yīng)用在物理、化學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。20世紀(jì)50年代，核磁共振開始在 石油天然氣工業(yè)中應(yīng)用，最初應(yīng)用于油藏巖石物理領(lǐng)域。核磁共振測(cè)井儀可W利用核磁共 振原理對(duì)井眼周圍的地層信息的進(jìn)行探測(cè)，具有獨(dú)特的儲(chǔ)層流體的定性識(shí)別和定量評(píng)價(jià)能 力。
[0003] 探頭是核磁共振測(cè)井儀的重要部件之一，探頭的結(jié)構(gòu)決定了儀器的測(cè)量方式、核 磁共振區(qū)域和核磁共振信號(hào)強(qiáng)度等關(guān)鍵性能。核磁共振測(cè)井儀探頭主要包括磁體和天線， 磁體能形成用于極化自旋氨質(zhì)子的靜磁場(chǎng)，天線能發(fā)射用于扳轉(zhuǎn)自旋氨質(zhì)子的射頻場(chǎng)。撤 去射頻場(chǎng)后，自旋氨質(zhì)子開始沿著靜磁場(chǎng)發(fā)生進(jìn)動(dòng)，從而產(chǎn)生核磁共振感應(yīng)信號(hào)，通過探測(cè) 核磁共振感應(yīng)信號(hào)，可W對(duì)地層情況進(jìn)行分析。
[0004] 現(xiàn)有的核磁共振測(cè)井儀探頭多采用柱狀體磁體，磁體的圓面兩邊分別為N極和S極，磁場(chǎng)分布由N極指向S極的閉合磁力線形成，天線環(huán)繞在磁體周圍，能向井眼四周360° 激發(fā)極化的地層區(qū)域，使得在井眼周圍沒有探測(cè)盲區(qū)，可W進(jìn)行多頻多切片測(cè)量，但測(cè)量得 到的信號(hào)只能是360°地層中信號(hào)的平均信號(hào)。因此，現(xiàn)有技術(shù)中的核磁共振測(cè)井儀探頭只 能進(jìn)行徑向深度維、軸向深度維的信號(hào)檢測(cè)，不具有周向多方位敏感區(qū)域的信號(hào)檢測(cè)能力。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]本發(fā)明提供一種核磁共振測(cè)井儀探頭及天線激勵(lì)方法，用W解決現(xiàn)有技術(shù)中核磁 共振測(cè)井儀探頭只能進(jìn)行徑向深度維和軸向深度維的信號(hào)檢測(cè)、不具有周向多方位敏感區(qū) 域的信號(hào)檢測(cè)能力的技術(shù)問題。
[0006] 本發(fā)明提供一種核磁共振測(cè)井儀探頭，包括：探頭骨架W及設(shè)置在所述探頭骨架 中的屏蔽層；
[0007] 所述屏蔽層的上方和下方分別設(shè)置有多個(gè)主磁體；
[0008] 各個(gè)主磁體的中屯、軸線相互平行，且各個(gè)主磁體的中屯、軸線與所述探頭骨架中屯、 軸線之間的距離相等；
[0009] 任意兩個(gè)主磁體的中屯、軸線之間的距離不小于第一預(yù)設(shè)值；
[0010] 每個(gè)所述主磁體的外側(cè)均設(shè)置有天線，多個(gè)所述天線各自獨(dú)立饋電。
[0011] 進(jìn)一步地，所述屏蔽層上方和下方分別均勻設(shè)置有四個(gè)主磁體，八個(gè)所述主磁體 沿所述探頭骨架的周向均勻分布，且所述屏蔽層上方的主磁體與下方的主磁體交錯(cuò)排布；
[0012] 所述主磁體呈=棱柱狀、且上下底面均為等腰直角=角形；
[0013] 所述探頭骨架的中屯、軸線和所述主磁體的中屯、軸線所在的平面為第一平面，所述 第一平面與所述主磁體的底面直角邊垂直；
[0014] 所述主磁體的充磁方向?yàn)閺较颉?br>[0015] 進(jìn)一步地，對(duì)應(yīng)主磁體的底面的兩個(gè)直角邊分別設(shè)置有輔助磁體，所述輔助磁體 與對(duì)應(yīng)的直角邊之間的距離不大于第二預(yù)設(shè)值；
[0016] 所述輔助磁體呈四棱柱狀，所述輔助磁體與所述主磁體高度相等，且兩個(gè)所述輔 助磁體的底面長(zhǎng)邊分別與所述主磁體的兩個(gè)直角邊平行；
[0017] 所述輔助磁體沿著底面長(zhǎng)邊的延伸方向充磁，且所述輔助磁體的充磁方向與所述 主磁體的充磁方向相反。
[0018] 進(jìn)一步地，所述主磁體和所述輔助磁體分別與所述屏蔽層粘接固定。
[0019] 進(jìn)一步地，所述天線由去氧銅皮繞制而成，所述天線呈回型或者蚊香型。
[0020] 進(jìn)一步地，所述天線包括N應(yīng)去氧銅皮，第1應(yīng)與第2應(yīng)之間的距離等于第N-I應(yīng) 與第N應(yīng)之間的距離，且第k應(yīng)與第k+1應(yīng)之間的距離大于第1應(yīng)與第2應(yīng)之間的距離； 陽02U 其中，k、N均為自然數(shù)，2 <k<N-1，N> 3。
[0022] 進(jìn)一步地，所述探頭骨架上開設(shè)有多個(gè)凹槽，多個(gè)所述天線分別固定設(shè)置在多個(gè) 所述凹槽中，且所述凹槽中填充有高導(dǎo)磁材料。
[0023] 進(jìn)一步地，所述核磁共振測(cè)井儀探頭，還包括：用于為天線饋電的天線激勵(lì)裝置；
[0024] 所述天線激勵(lì)裝置中包括多個(gè)激勵(lì)通道，多個(gè)所述天線分別與多個(gè)所述激勵(lì)通道 電連接。
[00巧]進(jìn)一步地，所述探頭骨架中設(shè)置有通孔，所述通孔的中屯、軸線與所述探頭骨架的 中屯、軸線重合；
[00%] 所述通孔中穿設(shè)有支撐架，所述支撐架與探頭殼體固定連接，或者，所述通孔中穿 設(shè)有供鉆井液流通的導(dǎo)流管，所述導(dǎo)流管通過金屬件與所述探頭骨架固定連接。
[0027] 本發(fā)明還提供一種基于上述任一項(xiàng)所述的核磁共振測(cè)井儀探頭的天線激勵(lì)方法， 包括：
[0028] 激勵(lì)一個(gè)天線，實(shí)現(xiàn)井下單方位角的探測(cè)；
[0029] 激勵(lì)至少兩個(gè)天線，實(shí)現(xiàn)井下多方位角的探測(cè)；
[0030] 激勵(lì)全部天線，實(shí)現(xiàn)井下全方位探測(cè)。
[0031] 本發(fā)明提供的核磁共振測(cè)井儀探頭及天線激勵(lì)方法中，在探頭骨架中設(shè)置有上下 兩層主磁體，每個(gè)主磁體的外側(cè)均對(duì)應(yīng)設(shè)有獨(dú)立饋電的天線，通過激勵(lì)不同的天線，可W實(shí) 現(xiàn)不同方位角的地層信息探測(cè)，提高了核磁共振測(cè)井儀探頭的周向分辨能力，實(shí)現(xiàn)了徑向、 軸向、周向=維尺度下的地層探測(cè)。并且，上下兩層主磁體可W分別實(shí)現(xiàn)不同方位角的探 ，在不增大探頭徑向尺寸的基礎(chǔ)上增加了探頭的周向分辨能力，節(jié)約了成本，且不會(huì)對(duì)井 下探測(cè)工作產(chǎn)生影響。
【附圖說明】
[0032] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的核磁共振測(cè)井儀探頭中主磁體與屏蔽層的結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0033] 圖2為圖1中示出的主磁體的俯視圖；
[0034] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例一提供的核磁共振測(cè)井儀探頭中回型天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例一提供的核磁共振測(cè)井儀探頭中蚊香型天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例一提供的核磁共振測(cè)井儀探頭中回型天線與主磁體的位置 不意圖。
[0037] 附圖標(biāo)記：
[0038] 1-屏蔽層 21-東部磁體 22-南部磁體23-西部磁體
[0039] 24-北部磁體31-東南磁體 32-西南磁體4-輔助磁體
[0040] 5-回型天線 6-蚊香型天線
【具體實(shí)施方式】
[0041] 為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。 W42] 實(shí)施例一
[0043] 本發(fā)明實(shí)施例一提供一種核磁共振測(cè)井儀探頭。本實(shí)施例中的核磁共振測(cè)井儀探 頭，可W包括：探頭骨架W及設(shè)置在探頭骨架中的屏蔽層1 ;
[0044] 屏蔽層1的上方和下方分別設(shè)置有多個(gè)主磁體； 陽045] 各個(gè)主磁體的中屯、軸線相互平行，且各個(gè)主磁體的中屯、軸線與探頭骨架中屯、軸線 之間的距離相等；
[0046] 任意兩個(gè)主磁體的中屯、軸線之間的距離不小于第一預(yù)設(shè)值；
[0047]