[发明专利]用于介电测井的天线结构和设备

权利要求书

1.一种用于评估土地地层的设备，所述设备包括：

载体(12)，所述载体被配置用于在与所述土地地层相交的井孔中进行运输；

测井工具(10)，所述测井工具安置在所述载体上，所述测井工具包括：

衬垫(300、403)，所述衬垫具有被配置成啮合井孔壁(12)的至少一个面，所述面包括限定空腔(203)的表面，

至少一个发射器天线(301)，所述至少一个发射器天线安置在所述面的所述空腔中，所述至少一个发射器天线从激发源(1709)接收电信号，以及

至少一个电力驱动器(1207)，所述至少一个电力驱动器与所述至少一个发射器天线电通信并且被配置用来调制所述至少一个驱动器的输出电流的相位。

2.如权利要求1所述的设备，其中施加至所述至少一个发射器天线的所述电信号在所述至少一个发射器天线的两端上强加对称电流，从而使得所述电流的对称点(307)与所述至少一个发射器天线的几何对称轴(305)对准。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个发射器天线包括至少一个馈源(303A、303B)，并且所述电力驱动器经由至少一个馈源与所述至少一个发射器天线电通信。

4.如权利要求3所述的设备，其中所述至少一个发射器天线包括以下各项中的至少一者：i)三轴天线；以及ii)对数周期天线。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述至少一个发射器天线包括每一轴的馈源；每一馈源与所述至少一个电力驱动器电通信；并且所述激发源与所述至少一个电力驱动器电通信。

6.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个发射器天线包括具有覆盖从约2MHz至约1GHz的频率范围的带宽的对数周期天线。

7.如权利要求1所述的设备，其中当所述面与所述井孔壁啮合时，所述至少一个发射器天线安置在所述空腔与所述土地地层之间的所述衬垫上。

8.如权利要求1所述的设备，其中所述空腔包括被配置成将电磁波聚焦至所述土地地层中的凹腔。

9.如权利要求1所述的设备，其中限定所述空腔的所述表面在金属材料顶部包括至少一个功能梯度材料层。

10.如权利要求1所述的设备，其中所述功能梯度材料包括以下至少一项：(i)介电材料，以及(ii)铁磁材料。

11.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个电力驱动器包括以下各项中的至少一者：i)具有与所述至少一个发射器天线电通信的均衡差分输出；以及ii)相对于所述衬垫电浮置。

12.如权利要求1所述的设备，其中所述测井工具在所述衬垫上还包括第二空腔，其中接收器天线安置在所述第二空腔中；所述设备还包括被配置用来使用由所述至少一个接收器天线接收的信号来估计所述土地地层的感兴趣参数的至少一个处理器。

13.如权利要求12所述的设备，其中所述感兴趣参数包括以下各项中的至少一者：(i)所述地层的水含量，(ii)所述地层的水饱和度，(iii)所述地层的水电导率，以及(iv)所述地层的复电容率。

14.一种用于评估土地地层的方法，所述方法包括：

使用至少一个电力驱动器有效地改变安置在测井工具上的至少一个发射器天线的阻抗，所述至少一个电力驱动器与所述至少一个发射器天线电通信并且被配置用来调制施加至所述至少一个发射器天线的输出电流的相位。

15.如权利要求14所述的方法，所述方法还包括：

在与所述土地地层相交的井孔中运输所述至少一个发射器，其中所述至少一个发射器天线包括三轴天线；

使用所述至少一个电力驱动器将输出电流施加至所述至少一个发射器天线；

在所述至少一个发射器的两端上强加对称电流，从而使得所述电流的对称点与所述至少一个发射器的几何对称轴对准；

使用至少一个接收器天线接收信号；以及

使用所述所接收信号估计所述土地地层的感兴趣参数。

16.如权利要求14所述的方法，其中所述感兴趣参数包括以下各项中的至少一者：(i)所述地层的水含量，(ii)所述地层的水饱和度，(iii)所述地层的水电导率，以及(iv)所述地层的复电容率。