專(zhuān)利名稱(chēng)：核磁共振測(cè)井儀高溫磁體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油測(cè)井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種核磁共振測(cè)井儀，具 體講是一種核磁共振測(cè)井儀探頭的重要組成部分一一高溫磁體。
背景技術(shù)：
目前，石油測(cè)井用的核磁共振測(cè)井儀探頭上應(yīng)用有磁體，從磁體的 磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)上分類(lèi)， 一般分為梯度磁場(chǎng)和均勻磁場(chǎng)兩類(lèi)。梯度磁場(chǎng)和均勻
磁場(chǎng)的代表產(chǎn)品分別是美國(guó)NUMAR和斯倫貝謝這兩家公司生產(chǎn)。國(guó)外對(duì) 磁體結(jié)構(gòu)及制作工藝等技術(shù)資料嚴(yán)格保密。
磁體是核磁共振測(cè)井儀最為關(guān)鍵部件，它為整套核磁系統(tǒng)提供一個(gè) 相對(duì)較為均勻的磁場(chǎng)區(qū)域。核磁共振的原始信號(hào)就是在這個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi) 產(chǎn)生，所以，磁體均勻區(qū)的磁場(chǎng)偏差和均勻區(qū)的體積的大小直接決定核 磁信號(hào)質(zhì)量好壞，也是直接影響到整套核磁系統(tǒng)的信噪比。而磁性材料 和磁體封裝工藝的選擇是直接決定磁體能否在高溫、高壓環(huán)境中安全、 穩(wěn)定工作的必要條件。
中國(guó)專(zhuān)利，授權(quán)公告號(hào)為CN1088791C的發(fā)明專(zhuān)利，公開(kāi)了一種核 磁共振測(cè)井儀永磁體。由永磁磁鋼構(gòu)成，其特征是四塊永磁磁鋼用強(qiáng)力 膠粘結(jié)構(gòu)成圓柱體，內(nèi)圓為空心，內(nèi)圓與外圓極性相反，分別為N—— S極。內(nèi)圓磁場(chǎng)強(qiáng)度為零，外圓有分布均勻的磁力線，在360度全方位 向外輻射。將圈柱體固定到核磁共振側(cè)井儀的探頭上，只須一次測(cè)井就 能完成全部井壁360度全方位的檢測(cè)。但是為了減小磁體的體積和重量， 卻減小了均勻磁場(chǎng)的范圍，而直接導(dǎo)致整個(gè)儀器磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)均勻性和穩(wěn)定性都大大降低。沒(méi)有考慮如何保障核磁共振測(cè)井儀永磁體在高 溫、高壓環(huán)境中，安全、穩(wěn)定工作。
中國(guó)專(zhuān)利，授權(quán)公告號(hào)CN100399479C，提供了一種適于便攜式核磁 共振裝置使用的永磁體，包括多塊軛鐵，它們組成長(zhǎng)方體形狀軛鐵體； 一對(duì)永磁磁塊被安裝在兩塊相對(duì)的上、下扼鐵上，所述一對(duì)永磁磁塊彼 此相對(duì)的表面上分別安裝極板，所述極板的另一表面上裝有與其外緣形 狀相同的勻場(chǎng)環(huán)；其特征在于所述永磁磁塊由釤鈷永磁材料制成，所 述極板和勻場(chǎng)環(huán)的外緣均為矩形形狀，并且除安裝所述永磁磁塊的上、 下軛鐵以外的側(cè)面軛鐵的中間部分被切除，形成對(duì)稱(chēng)幾何圖形形狀的通 孔。效果是由于使用矩形形狀的極板，因而在相同限度的空間范圍內(nèi) 能夠獲得比圓形極板增大了的極板面積，從而，增大了勻場(chǎng)區(qū)的體積， 最大限度地在極板間隙范圍內(nèi)形成均勻磁場(chǎng)。從另一方面看，要產(chǎn)生同 樣強(qiáng)度的均勻磁場(chǎng)，按照本發(fā)明結(jié)構(gòu)的磁體，可以使用更小體積的這種 磁體。側(cè)面軛鐵中心部分形成呈對(duì)稱(chēng)幾何形狀的中空切口，這極為有效 地減輕了整個(gè)磁體的重量，進(jìn)而為制成重量輕、體積小、適于便攜移動(dòng) 使用的核磁共振裝置提供保證條件。它的直接意義在于，使用安裝本發(fā) 明結(jié)構(gòu)永磁體的核磁共振裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)在采掘和探礦現(xiàn)場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè) 試，實(shí)現(xiàn)對(duì)巖樣的實(shí)時(shí)方向和測(cè)試。
目前，核磁共振測(cè)井儀井下高溫磁體設(shè)計(jì)及制作方面，存在如下問(wèn)
題難以解決
1、 高溫磁體的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
2、 高溫磁體熱穩(wěn)定性問(wèn)題；
3、 高溫磁體的制作工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種核磁共振測(cè)井儀高溫磁體及其制備方法，能
應(yīng)用于核磁共振測(cè)井儀；改變高溫磁體結(jié)構(gòu)，獲得能夠?yàn)楹舜殴舱駵y(cè)井儀 提供一個(gè)相對(duì)較為均勻的磁場(chǎng)區(qū)，這個(gè)較為均勻的磁場(chǎng)區(qū)的體積大小在能 夠滿足核磁共振測(cè)井需要的情況下，均勻區(qū)的體積盡可能大。并且解決磁 體熱穩(wěn)定性問(wèn)題，使磁體能夠在高溫高壓條件下安全穩(wěn)定工作。 高溫磁體總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
高溫磁體的總體設(shè)計(jì)主要包括計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬和實(shí)際物理模型模擬兩 個(gè)部分，其中計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬可以確定出高溫磁體基本尺寸、磁場(chǎng)的分布 形態(tài)及場(chǎng)強(qiáng)的大小，為實(shí)際物理模型的建立提供理論和數(shù)值依據(jù)；實(shí)際物 理模型建立可以驗(yàn)證理論計(jì)算的準(zhǔn)確性。
①磁場(chǎng)數(shù)值模擬
電磁場(chǎng)可以由以下一組麥克斯韋方程微分式來(lái)描述
V-B = 0 ........................
Vx// = l/ ........................
^ = ////
將磁通密度B表示為
由式1-1 1-4可以得到二階微分方程式
l-l 1-2
1-3
1—4
▽ X
1 VP
Vx j
1—5
式中，B為磁通密度、H為磁感應(yīng)強(qiáng)度、為電流密度、//為介質(zhì)磁導(dǎo) 率、A為矢量勢(shì)，規(guī)定Vd:O，因此，微分方程式1-5及與其相應(yīng)的邊 界條件通過(guò)有限元分析計(jì)算，就可以確定出A唯一數(shù)值解。然后通過(guò)后 處理，可以導(dǎo)出磁通密度S。以及其它的場(chǎng)量。
②實(shí)際物理模型的建立
按著理論計(jì)算確定磁體各部分尺寸，利用價(jià)格較為低廉磁性材料建
立了一個(gè)1: 1的實(shí)際物理模型。由于理論計(jì)算是處在一個(gè)理想條件下
的，實(shí)際的高溫磁體模型與計(jì)算的數(shù)學(xué)模型存在一定的差距，所以高溫 磁體模型建造完成后還需要經(jīng)過(guò)一系列的調(diào)試，完成核磁共振測(cè)井儀高 溫磁體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是核磁共振測(cè)井儀高溫磁 體包括磁體和磁體架，磁體由兩塊分磁體構(gòu)成，兩塊分磁體平行對(duì)稱(chēng)固 定在磁體架的兩側(cè)，兩塊分磁體的N極方向相同。每塊分磁體是由七個(gè) 磁塊平行粘接而成，七個(gè)磁塊的極化角度范圍在-15° 30°之間。磁體 架采用鈦合金材料，如TCll、 TC9、 TC6或TC4。本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)磁塊 的極化角度熟知，在這里不詳細(xì)敘述。
所述的兩塊分磁體平行對(duì)稱(chēng)固定在磁體架的兩側(cè)，是采用沉頭螺釘 將兩塊分磁體固定在磁體架兩側(cè)。
所述的磁塊的形狀相同，磁塊的形狀為弓形柱體，磁塊的厚度在25 50mm之間。
為了兩塊分磁體能牢固地固定在磁體架上，又不影響每個(gè)磁塊的磁性， 兩塊分磁體分別包括平行粘接的七個(gè)磁塊、兩塊連接塊和兩塊固定塊，在 平行粘接的七個(gè)磁塊的兩端分別粘接有與磁塊形狀相同的連接塊，在兩個(gè) 連接塊的外側(cè)采用連接螺釘分別固定有與磁塊形狀相同的固定塊，固定塊 上有徑向沉頭螺栓固定孔。連接塊和固定塊采用鈦合金材料，如TCll、 TC9、 TC6或TC4。
七個(gè)磁塊未粘接成分磁體前，需要對(duì)七個(gè)磁塊進(jìn)行老化處理，以達(dá)到 每個(gè)磁塊的磁性能穩(wěn)定。
為了調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度獲得均勻磁場(chǎng)，每個(gè)磁塊的N極端部粘有從磁塊的 N極端部切割下來(lái)的磁片。磁片的數(shù)量在2 6片之間。粘接磁片后，兩塊 分磁體固定在磁體架上，在距離天線表面1. 5 4cm的地方產(chǎn)生一個(gè)橫切面 為向內(nèi)凹陷的四邊形均勻磁場(chǎng)、縱切面為一弓形均勻磁場(chǎng)，其磁場(chǎng)偏差為 2 4Gss。這樣本發(fā)明核磁共振測(cè)井儀高溫磁體，從結(jié)構(gòu)分類(lèi)上講屬于均勻
磁場(chǎng)類(lèi)。
由于核磁共振測(cè)井儀高溫磁體在井下工作環(huán)境的極限溫度為175°C、 極限壓力為140MPa，所以制作磁塊的磁性材料，選擇是核磁共振測(cè)井儀高 溫磁體能否安全工作的必要條件。經(jīng)過(guò)篩選最后選用溫度穩(wěn)定性好、溫度 系數(shù)為-0. 03%的由北京鋼鐵研究總院研制的GYR0S282: 17SmCo磁性材料， 作為核磁共振測(cè)井儀高溫磁體的磁塊的磁性材料。GYR0S282: 17SmCo磁性 材料在鋼鐵研究總院功能材料研究所有銷(xiāo)售。
核磁共振測(cè)井儀高溫磁體的制備方法是
核磁共振測(cè)井儀高溫磁體的制備方法包括磁塊準(zhǔn)備、磁塊粘接、固定 分磁體、磁強(qiáng)度調(diào)節(jié)和磁體灌封組裝五個(gè)步驟。
① 磁塊準(zhǔn)備
為了獲得均勻磁場(chǎng)，將GYR0S282: 17SmCo磁性材料的胚料采用線切割 加工手段切割出弓形磁塊，磁塊的極化角度范圍在-15° 30°之間。將每 個(gè)弓形磁塊的N極端部垂直磁塊弓形底邊切下2 6片磁片，每片磁片的厚 度為3mm，并且保留切下來(lái)的磁片，以做磁場(chǎng)調(diào)節(jié)時(shí)使用。磁塊和磁片分 別充磁。本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知切割和充磁方法，不詳細(xì)敘述。
② 磁塊粘接
由于受到充磁機(jī)的容量和充磁線圈尺寸的限制，所以只有在每個(gè)磁塊 充磁后才能進(jìn)行粘接。每個(gè)磁塊都具有較強(qiáng)的磁性，并且每個(gè)磁塊之間的 極化方向在同一坐標(biāo)系內(nèi)具有相同的投影方向，因此磁塊之間的磁力表現(xiàn) 出斥力。如果不借助工具很難將這些磁塊粘接成一體，為此本發(fā)明設(shè)計(jì)一 套磁塊的粘接專(zhuān)用工具。
磁塊粘接專(zhuān)用工具由箱體、推板、螺桿和手柄組成，在箱體內(nèi)有垂直 箱底的能移動(dòng)的推板，在箱體壁上有螺孔，螺孔內(nèi)有螺桿，螺桿的一端有 手柄，螺桿的另一端抵在推的一側(cè)。在磁塊粘接專(zhuān)用工具的推板一側(cè)的箱 體底部，平行排放準(zhǔn)備粘接的磁塊。在磁塊的粘接面上涂有粘接劑。旋轉(zhuǎn)手柄，螺桿推動(dòng)推板移動(dòng)，克服磁場(chǎng)推力將七個(gè)磁塊擠壓到一起并粘接， 等待粘接劑凝固。 ③固定分磁體
在粘接到一起的磁塊兩端粘接連接快，在連接快的兩端采用連接螺釘 將固定塊固定，采用沉頭螺釘將分磁體固定在磁體架上。 ④磁體勻場(chǎng)
分磁體在制作時(shí)會(huì)與理論計(jì)算是存在一定的偏差，因此分磁體需要進(jìn) 行磁場(chǎng)調(diào)節(jié)，使磁體的均勻磁場(chǎng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
將分磁體固定在磁體架上。采用霍爾計(jì)測(cè)量核磁共振測(cè)井儀探測(cè)區(qū)內(nèi)
的磁場(chǎng)，探測(cè)區(qū)長(zhǎng)度為10cm。根據(jù)測(cè)得探測(cè)區(qū)內(nèi)磁場(chǎng)分布形態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn)行 勻場(chǎng)調(diào)節(jié)。當(dāng)某個(gè)磁塊的測(cè)量區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)較低時(shí)，在這個(gè)磁塊上部粘貼 與磁體極化方向相同的磁片，增強(qiáng)這個(gè)區(qū)域磁場(chǎng)的強(qiáng)度，當(dāng)達(dá)到這個(gè)磁塊 測(cè)量區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)分布與相鄰兩個(gè)磁塊測(cè)量區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)分布相同時(shí)停止貼磁 片；當(dāng)某個(gè)磁塊測(cè)量區(qū)域比其他區(qū)域磁場(chǎng)高時(shí)，在這個(gè)磁塊上部粘貼極化 方向相反的磁片，降低這個(gè)區(qū)域磁場(chǎng)強(qiáng)度，當(dāng)達(dá)到這個(gè)磁塊測(cè)量區(qū)內(nèi)的磁 場(chǎng)分布與相鄰兩個(gè)磁塊測(cè)量區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)分布相同時(shí)停止貼磁片。
采用這種磁體調(diào)節(jié)方法將核磁共振測(cè)井儀高溫磁體磁場(chǎng)的均勻區(qū)調(diào)節(jié) 到半徑為2 5腿、長(zhǎng)為75 100mm均勻區(qū)。 ⑤核磁共振測(cè)井儀高溫磁體灌封
由于核磁共振測(cè)井儀磁體工作在高溫、高壓環(huán)境中，為了保證磁體安 全、穩(wěn)定工作，在核磁共振測(cè)井儀高溫磁體磁場(chǎng)調(diào)節(jié)完成后，需要對(duì)核磁 共振測(cè)井儀高溫磁體進(jìn)行灌封。使得核磁共振測(cè)井儀高溫磁體與磁體外殼 之間的空隙完全被高溫灌封膠充滿，能夠經(jīng)受住140MPa的壓力。
核磁共振測(cè)井儀高溫磁體灌封無(wú)特殊要求，本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知灌 封方法，不詳細(xì)敘述。
在灌封過(guò)程中使用的高溫灌封膠是哈爾濱石油研究院生產(chǎn)的型號(hào)為
BJ-130的高溫灌封膠。
本發(fā)明的有益效果是，在磁體不同磁塊間采用了不同的極化角度，以
達(dá)到擴(kuò)大磁體均勻效果；對(duì)磁性材料采取了特殊的老化處理工藝，以使磁 體在高溫條件下工作更加穩(wěn)定。該高溫磁體能夠?yàn)楹舜殴舱駵y(cè)井儀系統(tǒng)提 供一個(gè)相對(duì)均勻的磁場(chǎng)區(qū)，這個(gè)均勻的磁場(chǎng)區(qū)的體積大小在能夠滿足核磁
共振測(cè)井需要，均勻區(qū)的體積較大。并且這個(gè)高溫磁體能夠在175°C 、 140MPa 條件下，安全穩(wěn)定工作。
采用先進(jìn)的理論進(jìn)行計(jì)算和模擬手段，解決高溫磁體總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 存在的磁體探測(cè)均勻區(qū)距離天線表面過(guò)近及均勻區(qū)范圍過(guò)小等問(wèn)題，設(shè)計(jì) 出一種與眾不同的核磁共振測(cè)井儀高溫磁體；采用一套切實(shí)可行的高溫磁 體制作工藝，解決磁體能夠在高溫高壓的環(huán)境中安全穩(wěn)定工作的問(wèn)題；采 用勻場(chǎng)調(diào)節(jié)技術(shù)，可以達(dá)到磁體均勻區(qū)體積更大，均勻區(qū)內(nèi)的磁體偏差更 小的效果，使得核磁共振測(cè)井儀系統(tǒng)整體信噪比有較大的提升。


圖1是核磁共振測(cè)井儀高溫磁體結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
圖2圖1的橫剖面示意圖。
圖3是七個(gè)磁塊6粘接后并與兩端的連接快5和固定塊4組成的分磁體 2的示意圖。
圖4是一個(gè)磁塊6與上部粘接有磁片7的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是圖4的左視圖。
圖6是磁塊6粘接專(zhuān)用工具示意圖。
圖7核磁共振測(cè)井儀高溫磁體磁場(chǎng)分布形態(tài)示意圖。
其中l(wèi).磁體架，2.分磁塊，3.沉頭螺釘，4.固定塊，5.連接塊，6.磁 塊，7.磁片，8.連接螺釘，9.推塊，IO.箱體，ll.螺桿，12.手柄。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
根據(jù)上述核磁共振測(cè)井儀高溫磁體設(shè)計(jì)原理，利用有限元軟件計(jì)算
出磁體主場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度為550高斯，符合磁場(chǎng)分布結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求形態(tài)。 參閱圖7。
參閱圖l。核磁共振測(cè)井儀高溫磁體，包括磁體和磁體架l，磁體由 兩塊分磁體2構(gòu)成，兩塊分磁體2平行對(duì)稱(chēng)固定在磁體架1的兩側(cè)。兩 塊分磁體2平行對(duì)稱(chēng)固定在磁體架1的兩側(cè)，是采用沉頭螺釘3將兩塊 分磁體2固定在磁體架1兩側(cè)，兩個(gè)分磁塊2之間的距離是55mm。參閱 圖2。兩塊分磁體2的N極方向相同。參閱圖3。每塊分磁體2主體是由七 個(gè)磁塊6平行粘接而成。七個(gè)磁塊6的兩端分別粘接有與磁塊6形狀相同 的連接塊5 ，連接塊5的厚度為25mm。在兩個(gè)連接塊5的外側(cè)采用連接螺 釘8分別固定有與磁塊形狀相同的固定塊4，固定塊4的厚度為50腿。固 定塊4上有徑向沉頭螺栓3固定孔。分磁體2的長(zhǎng)度為400mm。連接塊5 和固定塊4采用鈦合金TC 9材料加工成。
參閱圖4和圖5。所述的磁塊6的形狀為弓形柱體，弓形的半徑為 61. 5mm，弓形的高度為92mm。磁塊6的磁性材料是GYR0S282: 17SmCo磁 性材料。
參閱圖3。從左起1# 7#的磁塊6中選用不同得極化角度和不同厚度， 其中位于兩端的2#、 6ft磁塊6選用小的極化角度，極化角度為-3° ; 3tt、 4tt和5#選用較大的極化角度，極化角度為6° ; lft、 7#磁塊6選用大的極 化角度，極化角度為9。 。 ltt、 2#、 4#、 6tt和7tt磁塊6的厚度為50mm。 3# 和5tt的厚度為25mm。將這一措施應(yīng)用到磁場(chǎng)計(jì)算中，最后計(jì)算得到磁場(chǎng)均 勻區(qū)的大小為6mmX6mmX90腿。參閱圖1。磁體架1采用鈦合金TC9材料 制成的。
七個(gè)磁塊6未粘接前，需要對(duì)七個(gè)磁塊6進(jìn)行老化處理，以達(dá)到每個(gè)磁塊6的磁性能穩(wěn)定。
參閱圖4和圖5。每個(gè)磁塊6的N極端部粘有從磁塊6的N極端部切 割下來(lái)的磁片7。磁片7的數(shù)量為6片，在調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)決定磁片7的 粘貼數(shù)量。兩塊分磁休2固定在磁體架1上，在距離核磁共振測(cè)井儀高溫 磁體表面3cm的地方產(chǎn)生一個(gè)橫切面為向內(nèi)凹陷的四邊形均勻磁場(chǎng)、縱切 面為一弓形均勻磁場(chǎng)，其磁場(chǎng)偏差為4Gss。
核磁共振測(cè)井儀高溫磁體的制備方法
核磁共振測(cè)井儀高溫磁體的制備方法包括磁塊準(zhǔn)備、磁塊粘接、固定 分磁體、磁強(qiáng)度調(diào)節(jié)和磁體灌封組裝五個(gè)步驟。
① 磁塊準(zhǔn)備
將GYR0S282: 17SmCo磁性材料的胚料采用線切割加工手段切割出弓形 磁塊6，磁塊6的極化角度和厚度見(jiàn)上述。將每個(gè)弓形磁塊6的N極端部 垂直磁塊弓形底邊切下6片磁片7，每片磁片的厚度為3mm，并且保留切下 來(lái)的磁片7，以做磁場(chǎng)調(diào)節(jié)時(shí)使用。磁塊6和磁片7分別充磁。
② 磁塊粘接
參閱圖6。制備磁塊6粘接專(zhuān)用工具。磁塊6粘接專(zhuān)用工具由箱體10、 推板9、螺桿11和手柄12組成，在箱體IO內(nèi)有垂直箱底的能移動(dòng)的推板 9，在箱體10壁上有螺孔，螺孔內(nèi)有螺桿11，螺桿11的一端有手柄12， 螺桿11的另一端抵在推板9的一側(cè)。
在磁塊6粘接專(zhuān)用工具的推板9 一側(cè)的箱體10底部，平行排放準(zhǔn)備粘 接的七個(gè)磁塊6。在七個(gè)磁塊6的粘接面上涂有粘接劑。旋轉(zhuǎn)手柄12，螺 桿11推動(dòng)推板9移動(dòng)，克服磁場(chǎng)推力將七個(gè)磁塊6擠壓到一起并粘接，等 待粘接劑凝固。粘接劑和凝固時(shí)間，無(wú)技術(shù)特征，本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知。
③ 固定分磁體
參閱圖3。在粘接到一起的磁塊6兩端粘接連接快5，在連接快5的兩端采用連接螺釘8將固定塊4固定，采用沉頭螺釘3將分磁體2固定在磁 體架上。
④ 磁體勻場(chǎng)
將分磁體2固定在磁體架1上。采用霍爾計(jì)測(cè)量核磁共振測(cè)井儀探測(cè)區(qū) 內(nèi)的磁場(chǎng)，探測(cè)區(qū)長(zhǎng)度為10cm。根據(jù)測(cè)得探測(cè)區(qū)內(nèi)磁場(chǎng)分布形態(tài)數(shù)據(jù)，進(jìn) 行勻場(chǎng)調(diào)節(jié)。當(dāng)某個(gè)磁塊6的測(cè)量區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)較低時(shí)，在這個(gè)磁塊6上 部粘貼與磁體極化方向相同的磁片7，增強(qiáng)這個(gè)區(qū)域磁場(chǎng)的強(qiáng)度，當(dāng)達(dá)到 這個(gè)磁塊6測(cè)量區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)分布與相鄰兩個(gè)磁塊6測(cè)量區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)分布相 同時(shí)停止貼磁片7;當(dāng)某個(gè)磁塊6測(cè)量區(qū)域比其他區(qū)域磁場(chǎng)高時(shí)，在這個(gè) 磁塊6上部粘貼極化方向相反的磁片7，降低這個(gè)區(qū)域磁場(chǎng)強(qiáng)度，當(dāng)達(dá)到 這個(gè)磁塊6測(cè)量區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)分布與相鄰兩個(gè)磁塊6測(cè)量區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)分布相 同時(shí)停止貼磁片7。
參閱圖7。采用這種磁體調(diào)節(jié)方法將核磁共振測(cè)井儀高溫磁體磁場(chǎng)的均 勻區(qū)調(diào)節(jié)到半徑為5mm、長(zhǎng)為85mm均勻區(qū)。經(jīng)過(guò)勻場(chǎng)的調(diào)節(jié)后，磁場(chǎng)偏差 在4高斯內(nèi)的均勻區(qū)大小為5mmX5mmX85腿，至此完成核磁共振測(cè)井儀高 溫磁體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，達(dá)到了當(dāng)初的設(shè)計(jì)指標(biāo)。
⑤ 核磁共振測(cè)井儀高溫磁體灌封
在核磁共振測(cè)井儀髙溫磁體磁場(chǎng)調(diào)節(jié)完成后，需要對(duì)核磁共振測(cè)井儀高 溫磁體進(jìn)行灌封。使用的高溫灌封膠型號(hào)是BJ-130。
權(quán)利要求
1、一種核磁共振測(cè)井儀高溫磁體，其特征是包括磁體和磁體架(1)，磁體由兩塊分磁體(2)構(gòu)成，兩塊分磁體(2)平行對(duì)稱(chēng)固定在磁體架(1)的兩側(cè)，兩塊分磁體(2)的N極方向相同，每塊分磁體(2)是由七個(gè)磁塊(6)平行粘接而成，七個(gè)磁塊(6)的極化角度范圍在-15°～30°之間，磁體架(1)采用鈦合金材料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核磁共振測(cè)井儀高溫磁體，其特征是 所述的兩塊分磁體(2)平行對(duì)稱(chēng)固定在磁體架(1)的兩側(cè)，是采用沉頭螺 釘(3)將兩塊分磁體(2)固定在磁體架(1)兩側(cè)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核磁共振測(cè)井儀高溫磁體，其特征是 所述的磁塊(6)的形狀為弓形柱體，磁塊(6)的厚度在25 50mm之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的核磁共振測(cè)井儀高溫磁體，其特征是 兩塊分磁體(2)分別包括平行粘接的七個(gè)磁塊(6)、兩塊連接塊(5)和兩 塊固定塊(4)，在平行粘接的七個(gè)磁塊(6)的兩端分別粘接有與磁塊(6) 形狀相同的連接塊(5)，在兩個(gè)連接塊(5)的外側(cè)采用連接螺釘(8)分別 固定有與磁塊形狀相同的固定塊(4)，固定塊(4)上有徑向沉頭螺栓(3) 固定孔，連接塊(5)和固定塊4采用鈦合金材料。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的核磁共振測(cè)井儀高溫磁體，其特 征是每個(gè)磁塊(6)的N極端部粘有從磁塊(6)的N極端部切割下來(lái)的磁片(7) ，磁片(7)的數(shù)量在2 6片之間，粘接磁片(7)后，兩塊分磁體(2)固定 在磁體架(l)上，在距離天線表面1.5 4CM的地方產(chǎn)生一個(gè)橫切面為向內(nèi)凹陷的四邊形均勻磁場(chǎng)、縱切面為一弓形均勻磁場(chǎng)，其磁場(chǎng)偏差為2 4Gss。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的核磁共振測(cè)井儀高溫磁體，其特 征是磁塊(6)的磁性材料是GYR0S282: 17SmCo磁性材料。
7、 一種核磁共振測(cè)井儀高溫磁體的制備方法，其特征是 核磁共振測(cè)井儀高溫磁體的制備方法包括磁塊準(zhǔn)備、磁塊粘接、固定分 磁體、磁強(qiáng)度調(diào)節(jié)和磁體灌封組裝五個(gè)步驟；① 磁塊準(zhǔn)備將GYR0S282: 17SmCo磁性材料的胚料采用線切割加工手段切割出弓形 磁塊(6)，磁塊(6)的極化角度范圍在-15° 30°之間，將每個(gè)弓形磁塊 (6)的N極端部垂直磁塊弓形底邊切下2 6片磁片(7)，每片磁片(7)的厚 度為3mm，并且保留切下來(lái)的磁片(7)，以做磁場(chǎng)調(diào)節(jié)時(shí)使用，磁塊(6)和 磁片(7)分別充磁；② 磁塊粘接在磁塊(6)粘接專(zhuān)用工具的推板(9) 一側(cè)的箱體(10)底部，平行排放準(zhǔn)備 粘接的磁塊(6)，在磁塊(6)的粘接面上涂有粘接劑，旋轉(zhuǎn)手柄(12)，螺桿 (11)推動(dòng)推板(9)移動(dòng)，克服磁場(chǎng)推力將七個(gè)磁塊(6)擠壓到一起并粘接， 等待粘接劑凝固；③ 固定分磁體在粘接到一起的磁塊(6)兩端粘接連接快(5)，在連接快(5)的兩端采用 連接螺釘(8)將固定塊(4)固定，采用沉頭螺釘(3)將分磁體(2)固定在磁體 架(l)上；④ 磁體勻場(chǎng)將分磁體(2)固定在磁體架(l)上，采用霍爾計(jì)測(cè)量核磁共振測(cè)井儀探測(cè) 區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)，探測(cè)區(qū)長(zhǎng)度為10cm，根據(jù)測(cè)得探測(cè)區(qū)內(nèi)磁場(chǎng)分布形態(tài)數(shù)據(jù)， 進(jìn)行勻場(chǎng)調(diào)節(jié)，當(dāng)某個(gè)磁塊(6)的測(cè)量區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)較低時(shí)，在這個(gè)磁塊(6) 上部粘貼與磁體極化方向相同的磁片(7)，增強(qiáng)這個(gè)區(qū)域磁場(chǎng)的強(qiáng)度，當(dāng)達(dá) 到這個(gè)磁塊(6)測(cè)量區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)分布與相鄰兩個(gè)磁塊(6)測(cè)量區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)分 布相同時(shí)停止貼磁片(7);當(dāng)某個(gè)磁塊(6)測(cè)量區(qū)域比其他區(qū)域磁場(chǎng)高時(shí)， 在這個(gè)磁塊(6)上部粘貼極化方向相反的磁片(7)，降低這個(gè)區(qū)域磁場(chǎng)強(qiáng)度， 當(dāng)達(dá)到這個(gè)磁塊(6)測(cè)量區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)分布與相鄰兩個(gè)磁塊(6)測(cè)量區(qū)內(nèi)的磁場(chǎng)分布相同時(shí)停止貼磁片(7)，采用這種磁體調(diào)節(jié)方法將核磁共振測(cè)井儀高溫磁體磁場(chǎng)的均勻區(qū)調(diào)節(jié)到半徑為2 5mm、長(zhǎng)為75 100mm均勻區(qū)； ⑤核磁共振測(cè)井儀高溫磁體灌封在核磁共振測(cè)井儀高溫磁體磁場(chǎng)調(diào)節(jié)完成后，需要對(duì)核磁共振測(cè)井儀高 溫磁體進(jìn)行灌封，使用的高溫灌封膠型號(hào)是BJ-130。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的核磁共振測(cè)井儀高溫磁體的制備方法， 使用的磁塊(6)粘接專(zhuān)用工具，其特征是由箱體(IO)、推板(9)、螺桿(11) 和手柄(12)組成，在箱體(10)內(nèi)有垂直箱底的能移動(dòng)的推板(9)， 在箱體(10)壁上有螺孔，螺孔內(nèi)有螺桿(ll)，螺桿(ll)的一端有手柄(12) ，螺桿(11)的另一端抵在推板(9)的一側(cè)。
全文摘要
核磁共振測(cè)井儀高溫磁體，應(yīng)用于石油測(cè)井技術(shù)領(lǐng)域，是一種核磁共振測(cè)井儀的高溫磁體。特征是包括磁體和磁體架，磁體由兩塊分磁體構(gòu)成，兩塊分磁體平行對(duì)稱(chēng)固定在磁體架的兩側(cè)，兩塊分磁的N極方向相同。每塊分磁體是由七個(gè)磁塊平行粘接而成，七個(gè)磁塊的極化角度范圍在-15°～30°之間。磁體架采用鈦合金材料。該核磁共振測(cè)井儀高溫磁體能夠?yàn)楹舜殴舱駵y(cè)井儀系統(tǒng)提供一個(gè)相對(duì)均勻的磁場(chǎng)區(qū)，這個(gè)均勻的磁場(chǎng)區(qū)的體積大小在能夠滿足核磁共振測(cè)井需要，均勻區(qū)的體積較大。并且這個(gè)高溫磁體能夠在175℃、140MPa條件下，安全穩(wěn)定。
文檔編號(hào)E21B49/00GK101343998SQ20081011956
公開(kāi)日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月3日
發(fā)明者衛(wèi) 劉, 威 孫, 孫佃慶, 郭和坤 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司