一種三分量感應(yīng)測井儀的線圈結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種三分量感應(yīng)測井儀的線圈結(jié)構(gòu)，包括接收線圈和發(fā)射線圈，接收線圈包括線圈主軸、X向環(huán)片和Z向環(huán)殼，Z向環(huán)殼可拆卸地套在線圈主軸的外表面上，在Z向環(huán)殼的刻槽上繞制Z向線圈，X向環(huán)片可拆卸地與線圈主軸連接，在線圈主軸端面刻槽上繞制Y向線圈，在X向環(huán)片上繞制與Y向線圈共位正交的X向線圈。本實用新型的線圈結(jié)構(gòu)從機(jī)械結(jié)構(gòu)上使共位繞制的三分量線圈既共位又可相互獨(dú)立調(diào)節(jié)，使得X/Y/Z三個方向正交分量線圈可以進(jìn)行獨(dú)立的直偶對消調(diào)試，縮短儀器尺寸的同時又降低了直耦信號對消調(diào)節(jié)的難度。
【專利說明】一種三分量感應(yīng)測井儀的線圈結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及感應(yīng)測井【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種用于三分量感應(yīng)測井儀的線圈結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在感應(yīng)測井領(lǐng)域，傳統(tǒng)感應(yīng)測井儀只通過測量水平地層電阻率求含水/油飽和度。據(jù)分析，世界上大約30%油藏存儲于低電阻率、低反差的層狀泥質(zhì)砂巖地層中，這種地層在深海濁積層和頁巖中廣泛存在，此類地層具有宏觀電各向異性，水平電阻率主要反映低阻泥巖，通常表現(xiàn)為低阻，垂直電阻率主要反映高阻砂巖，通常表現(xiàn)為高阻，常規(guī)感應(yīng)測井儀器只利用水平電阻率來評價往往會漏估地層含油量，因此可以同時探測地層的水平電阻率、垂直電導(dǎo)率和地層傾角的多分量感應(yīng)儀器受到了極大的重視。在多分量感應(yīng)測井技術(shù)發(fā)展過程中，國外3DEX是阿特拉斯公司2000年推出，儀器采用三正交軸向分離收發(fā)線圈結(jié)構(gòu)，儀器長度過長；斯倫貝謝公司2005年推出RtScanner，其三正交線圈共位結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，但未見其具體線圈系結(jié)構(gòu)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中采取了通過柔性PCB板印制電路來實現(xiàn)X/Y向線圈系，該種設(shè)計有兩個不足之處，一是很難同時使X/Y向線圈達(dá)到最佳的直偶對消調(diào)試效果，二是溫漂效應(yīng)比較大。此外，一般認(rèn)為井下測井儀器空間有限，采用螺旋管結(jié)構(gòu)設(shè)計三正交線圈系將受限于有限的空間，很難保證足夠大的磁力矩，從而不能有效的檢測微弱的地層感應(yīng)信號。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了解決以上所述的技術(shù)缺陷，本實用新型提供一種三分量感應(yīng)測井儀的線圈結(jié)構(gòu)，從機(jī)械結(jié)構(gòu)上使共位繞制的三分量線圈既共位又可相互獨(dú)立調(diào)節(jié)，使得X/Y/Z三個方向正交分量線圈可以進(jìn)行獨(dú)立的直偶對消調(diào)試，縮短儀器尺寸的同時又降低了直耦信號對消調(diào)節(jié)的難度。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案:
[0006]一種應(yīng)用于三分量感應(yīng)測井儀的線圈結(jié)構(gòu)，包括接收線圈和發(fā)射線圈，接收線圈包括線圈主軸、X向環(huán)片和Z向環(huán)殼，Z向環(huán)殼可拆卸地套在線圈主軸的外表面上，在Z向環(huán)殼的刻槽上繞制Z向線圈，其中:
[0007]X向環(huán)片可拆卸地與線圈主軸連接，X向環(huán)片相對于線圈主軸可移動，在線圈主軸端面刻槽上繞制Y向線圈，在X向環(huán)片上繞制與Y向線圈共位正交的X向線圈；
[0008]X向環(huán)片包括頂片、底片及連接頂片和底片的連接片，在頂片和底片的刻槽上繞制X向線圈。
[0009]優(yōu)選地，X向環(huán)片上設(shè)有固定孔，通過使固定件穿過固定孔將X向環(huán)片與線圈主軸連接。
[0010]優(yōu)選地，頂片和/或底片上設(shè)有第二固定孔，通過固定件將頂片和/或底片固定在線圈主軸端面上。[0011]優(yōu)選地，連接片的橫向截面和縱向截面均為矩形。
[0012]優(yōu)選地，Z向環(huán)殼包括配合在一起后外形為圓柱形的兩個半殼，套在線圈主軸上形成可沿Z向活動的可調(diào)部件。
[0013]優(yōu)選地，線圈主軸端面刻槽采用環(huán)形刻槽或者直線型刻槽。
[0014]本實用新型由于采取以上所述的技術(shù)方案，其包括以下優(yōu)點:
[0015]1.接收線圈拆卸為接收線圈主軸、Z向環(huán)殼、X向環(huán)片X、Y、Z向三個獨(dú)立部分，三個方向正交分量線圈可以獨(dú)立調(diào)節(jié)直耦信號，減小了調(diào)試的難度。
[0016]2.通過調(diào)整線圈匝數(shù)與調(diào)整接收線圈主軸、Z向環(huán)殼、X向環(huán)片位置可以更有效地進(jìn)行直耦信號對消操作。
[0017]3.接收線圈采用對稱繞置方式，可以有效抑制共模干擾及外部噪音，提高儀器信噪比。
[0018]4.在局限的空間里使接收線圈磁矩強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求，可以檢測微弱的地層感應(yīng)信號。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]在此說明的附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實用新型的示例性的實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制；在附圖中:
[0020]圖1是本實用新型實施例線圈結(jié)構(gòu)中發(fā)射線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實用新型實施例給出的接收線圈裝配示意圖；
[0022]圖3是本實用新型實施例給出的接收線圈主軸結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是本實用新型實施例給出的接收線圈的Z向環(huán)殼的半殼結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是本實用新型實施例給出的接收線圈的X向環(huán)片結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]為了使本實用新型的技術(shù)方案更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)闡述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的各種方式可以相互組合。
[0026]為了描述方便，首先對本實用新型所用術(shù)語作如下定義。
[0027]正交線圈系:分x、y、z三個方向的正交分量組；每一組分量又包括兩個線圈:主接收線圈和補(bǔ)償接收線圈；因此共有3*2 = 6個線圈。
[0028]直耦對消:由于在接收信號中，直接從發(fā)射線圈耦合的信號比地層信號大很多，往往要大一個數(shù)量級以上，因此需要根據(jù)直耦信號直接耦合的特點將其對消掉。
[0029]圖1是本實用新型實施例的發(fā)射線圈的結(jié)構(gòu)示意圖，發(fā)射線圈包括各自沿槽繞制的一組共軸線圈和兩組共面線圈，三個分量共位正交，兩組共面線圈在端面上垂直交叉，方便數(shù)據(jù)處理；并且使用了共位結(jié)構(gòu)的思想，縮短了儀器長度。依據(jù)同樣設(shè)計思想，接收線圈也采用與發(fā)射線圈相同的形式，三線圈共位正交。
[0030]圖2是本實用新型實施例的接收線圈的整體裝配圖，該接收線圈主要包括線圈主軸(如圖3所示)、Z向環(huán)殼(如圖4所示)以及X向環(huán)片(如圖5所示)，Z向環(huán)殼是套在線圈主軸上的可沿Z向活動的可調(diào)部件Z向接收線圈可以沿軸向移動，進(jìn)行調(diào)節(jié)線圈距，能實現(xiàn)Z向分量的直耦對消與調(diào)節(jié)。X向環(huán)片可拆卸地連接到線圈主軸的端面上，此種三分量線圈共位設(shè)計可以有效減小儀器長度，Z向環(huán)殼上面繞置Z向線圈，在線圈主軸上下端面繞置Y方向線圈，在X向環(huán)片上面繞置X向線圈。這樣三個方向的繞線不會有交差的現(xiàn)象發(fā)生，相對于線圈主軸來說，Z向環(huán)殼、X向環(huán)片均可相對于線圈主軸移動，而線圈主軸可以在組裝時在芯棒上移動，因此可以單獨(dú)調(diào)節(jié)線圈主軸、Z向環(huán)殼、X向環(huán)片相對于芯棒的位置，從而可以獨(dú)立完成T1、TL、XX的直耦信號對消。
[0031]在一個實施例中，X向環(huán)片可以包括頂片、底片及連接頂片和底片的連接片，在頂片和底片的刻槽上繞制X向線圈；頂片和/或底片上設(shè)有固定孔，通過固定件將頂片和/或底片固定在線圈主軸端面上。連接片的橫向截面和縱向截面均可以為矩形。
[0032]在一個實施例中，Z向環(huán)殼可以包括配合在一起后外形為圓柱形的兩個半殼，套在線圈主軸上形成可沿Z向活動的可調(diào)部件。
[0033]這種可拆分設(shè)計便于工程制作與裝配，對于直耦對消也有著積極作用，三個方向上繞線相互隔離，直耦對消可以分別獨(dú)立的在三個方向上單獨(dú)調(diào)整。以Z方向為例，固定線圈主軸、Z向環(huán)殼和X向環(huán)片，起初設(shè)計好線圈匝數(shù)，直耦對消調(diào)試時，只需要調(diào)整Z向環(huán)殼的位置便可以完成Z方向上的直耦對消工作，記錄下Z向環(huán)殼位置；依次調(diào)整X、Y方向線圈進(jìn)行X、Y方向上的直耦信號對消。
[0034]主接收與補(bǔ)償接收主要采用正反纏繞形式，以實現(xiàn)直耦對消，從而更好地提取出地層信號，每一個主接收需要正反纏繞兩個線圈，補(bǔ)償接收也需要正反纏繞兩個線圈，并兩兩反向連接，在兩個補(bǔ)償線圈之間接地，在兩個主接收線圈的兩端輸出信號。因此，若是在系統(tǒng)中引入了共模干擾和噪聲，通過這種連接方式就可以實現(xiàn)高信噪比的接收。從而在保證直耦對消的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)平衡接收，消除共模噪聲和干擾。
[0035]在本實用新型的一個實施例中，線圈主軸端面刻槽采用環(huán)形刻槽或者直線型刻槽。直線型刻槽可以有效減短橫向線圈繞線的長度，提高信噪比。直線型刻槽在線的繞制過程中也更容易，不容易出現(xiàn)掉線、滑線等情況，減少了手工繞制線圈的難度。
[0036]以上所述實施例僅為本實用新型的較佳實施例，并非用于限定本實用新型的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以刻意對本實用新型進(jìn)行各種修改和變型而不偏離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些修改和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于三分量感應(yīng)測井儀的線圈結(jié)構(gòu)，包括接收線圈和發(fā)射線圈，所述接收線圈包括線圈主軸、X向環(huán)片和Z向環(huán)殼，所述Z向環(huán)殼可拆卸地套在所述線圈主軸的外表面上，在所述Z向環(huán)殼的刻槽上繞制Z向線圈，其中: 所述X向環(huán)片可拆卸地與所述線圈主軸連接，所述X向環(huán)片相對于所述線圈主軸可移動，在所述線圈主軸端面刻槽上繞制Y向線圈，在所述X向環(huán)片上繞制與所述Y向線圈共位正交的X向線圈； 所述X向環(huán)片包括頂片、底片及連接所述頂片和底片的連接片，在所述頂片和所述底片的刻槽上繞制所述X向線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線圈結(jié)構(gòu)，其中， 所述X向環(huán)片上設(shè)有固定孔，通過使固定件穿過所述固定孔將所述X向環(huán)片與所述線圈主軸連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的線圈結(jié)構(gòu)，其中， 所述頂片和/或所述底片上設(shè)有第二固定孔，通過所述固定件將所述頂片和/或底片固定在所述線圈主軸端面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的線圈結(jié)構(gòu)，其中， 所述連接片的橫向截面和縱向截面均為矩形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的線圈結(jié)構(gòu)，其中， 所述Z向環(huán)殼包括配合在一起后外形為圓柱形的兩個半殼，套在所述線圈主軸上形成可沿Z向活動的可調(diào)部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線圈結(jié)構(gòu)，其中， 所述線圈主軸端面刻槽采用環(huán)形刻槽或者直線型刻槽。
【文檔編號】E21B47/00GK203383806SQ201320383117
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】孫向陽, 李愛勇, 馬金, 聶在平, 秦才會, 季新標(biāo), 管國云, 羅曦 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司