[发明专利]一种石油核磁共振测井仪探头磁体装置

说明书

本发明公开了一种随钻核磁共振测井仪探头磁体装置，其整体结构外观呈半圆柱状、内部是中空半圆筒的结构，通过螺栓将其成对的装配在钻铤骨架的两端，其主要由基体、端盖、软磁半环片、磁块、磁块栅栏、磁块保护外管组成，磁块通过磁块栅栏中的扇形槽固定装配，形成一体化半圆筒型结构。本发明产品在能满足测井探头的基本功能外，还具备抗振、装配简单、运输便利、成本低等特点。

技术领域

本发明属于石油勘探开发领域的设备装置，该装置可用在石油勘探开发中，是石油工业随钻测井LWD(Logging While Drilling)仪器随钻核磁共振测井探头(图1)的关键部件之一。

背景技术

石油工业随钻测井LWD(Logging While Drilling)一般是指在钻井的过程中测量地层岩石物理参数，并用数据遥测系统将测量结果实时传送到地面进行处理。随钻测井相对于电缆测井具有很多优点：电缆测井需占用一定的钻机在用时间，井眼环境和泥浆滤液的侵入严重影响常规测井数据的质量，与之相比，随钻测井资料是在泥浆滤液侵入地层之前或侵入很浅时测得的，更真实地反映原状地层的地质特征。在大斜度井、水平井或特殊地质环境钻井时，电缆测井困难或风险大以致不能进行作业时，随钻测井可以取而代之进行测量。这样既减小钻井在用时间，降低成本，又提高了地层评价测井数据的质量。目前，在海上钻井活动中几乎都采用随钻测井技术。

目前国际上已经进行商业化应用的随钻核磁共振测井仪包括：哈里伯顿(Halliburton)的MRIL-WD，斯伦贝谢(Schlunberger)的proVISION和贝克休斯(BHGE)(已被GE收购)的MagTrak。

哈里伯顿MRIL-WD的探头结构为磁体径向磁化形成梯度静磁场，探测敏感区为关于仪器中心轴旋转对称的圆柱壳层，说明书附图14所示中的10。

斯伦贝谢的随钻核磁测井仪proVISION采用了“Inside-Out”方案的磁体结构：包含三块同极相对的圆管状钐钴磁体(说明书附图15中的12)，按位置划分称为底部磁体、中部磁体和顶部磁体。静磁场在同极磁极之间的中垂面上沿径向分布，proVISION包含三块磁体两个磁极间距，所以有两个敏感区 (说明书附图15中的10表示敏感区)。如说明书附图15和说明书附图16。

贝壳休斯的随钻核磁测井仪MagTrak直接采用了“Inside-out”设计方案，两块同极相对的圆管状磁体，在中垂面上的静磁场沿径向旋转对称分布。径向上的静磁场从零开始先增加到一个最大值Bmax(鞍点saddle point)，然后再减小到无穷远的零值，所谓的敏感区匀强磁场是指的这个最大值Bmax附近的区域，这个区域磁场梯度很低，可近似看作匀场区域，探头包括两块同极相对的磁体(说明书附图17中的序号12)，天线为螺线管线圈(说明书附图17中的序号11)在探头敏感区，静磁场B₀沿径向方向发散，而射频场B_RF沿轴向方向垂直于B₀。如说明书附图17和说明书附图18。

在石油探测领域中，核磁共振测井作为目前比较前沿的技术被广泛应用，核磁共振测井仪中探头内关键部件之一是磁体，本专利装置指的是该关键部件。随钻核磁共振测井仪在井下工作时会承受较大的振动，而磁块较脆，受到振动影响很容易碎，进而影响探测的精度，甚至会导致探头失效。因此将磁体部分设计成为一个整体结构，便于安装以及保护磁块。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于石油勘探开发领域的核磁共振测井仪探头磁体部分的发明产品，能够有效克服现有技术中核磁探头磁体易碎的缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种石油核磁共振测井探头磁体装置，其整体结构外观呈半圆柱状、内部是中空半圆筒的结构(图3)，通过螺栓紧固在钻铤骨架上，安装方式可以根据情况调节，包括左右对称的两对安装方式，四对安装方式(如图1和图2)，六对安装方式等；也可以采用非对称式安装。