CN108505986A - 核磁共振井下流体识别装置及其井下流体识别探头 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种核磁共振井下流体识别装置及其井下流体识别探头，该井下流体识别探头包括探头骨架；所述探头骨架具有轴向中心孔；所述轴向中心孔内设有天线螺线管；所述天线螺线管围成的内部空间与所述轴向中心孔配合形成流体通道；所述探头骨架的左右两侧分别对应安装有第一磁体和第二磁体；所述第一磁体具有平行于所述轴向中心孔的第一右立面，所述第二磁体具有平行于所述轴向中心孔的第一左立面；所述第一右立面和所述第一左立面平行相对设置，从而配合形成垂直于所述第一右立面和所述第一左立面的静磁场。本申请实施例可使核磁共振井下流体识别装置具有更加均匀的静磁场。
Description
技术领域
本申请涉及基于井下核磁共振的流体识别技术领域，尤其是涉及一种核磁共振井下流体识别装置及其井下流体识别探头。
背景技术
在油气勘探领域，没测井解释的核心内容是对储层流体性质的识别。而对于了解储层的属性，最直接的手段是测量井下流体的属性参数。
针对井下流体识别，目前已经出现基于核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance，NMR)原理对流体进行识别的仪器，例如图1所示。在图1中，提供静磁场的磁体2套在流体管1上，磁体2外设有外壳3。然而，在上述结构中，由于磁体2是一个圆筒形磁体，基于这种结构本身的限制，其在流体管1所处的柱体空间上就难以形成满足要求的均匀磁场。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种核磁共振井下流体识别装置及其井下流体识别探头，以提高其磁场的均匀性。
为达到上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种井下流体识别探头，包括探头骨架；所述探头骨架具有轴向中心孔；所述轴向中心孔内设有天线螺线管；所述天线螺线管围成的内部空间与所述轴向中心孔配合形成流体通道；所述探头骨架的左右两侧分别对应安装有第一磁体和第二磁体；所述第一磁体具有平行于所述轴向中心孔的第一右立面，所述第二磁体具有平行于所述轴向中心孔的第一左立面；所述第一右立面和所述第一左立面平行相对设置，从而配合形成垂直于所述第一右立面和所述第一左立面的静磁场。
在本申请实施例的井下流体识别探头中，所述井下流体识别探头还包括：
设置在所述第一磁体及所述第二磁外围的导磁轭板。
在本申请实施例的井下流体识别探头中，所述导磁轭板包括：
设置于所述第一磁体左侧的第一主轭板；
设置于所述第二磁体右侧的第二主轭板；
设置于所述第一磁体及所述第二磁体上方的第一侧轭板；以及，
设置于所述第一磁体及所述第二磁体下方的第二侧轭板。
在本申请实施例的井下流体识别探头中，所述第一侧轭板覆盖所述第一主轭板的上半部分及所述二主轭板的上半部分，所述第二侧轭板覆盖所述第一主轭板的下半部分及所述二主轭板的下半部分。
在本申请实施例的井下流体识别探头中，所述第一磁体具有与所述第一右立面相背设置的第二左立面，所述第二磁体具有与所述第一左立面相背设置的第二右立面；所述探头骨架左右侧面上分别对应开有第一凹槽和第二凹槽；所述第一磁体配合的安装于所述第一凹槽内，且其第二左立面与所述探头骨架的左侧面平齐；所述第二磁体配合的安装于所述第二凹槽内，且其第二右立面与所述探头骨架的右侧面平齐。
在本申请实施例的井下流体识别探头中，所述探头骨架的上表面、所述探头骨架的下表面、所述第一主轭板的左侧面及所述第二主轭板的右侧面均为弧面，使得所述探头骨架、所述第一侧轭板和所述第二侧轭板相配合围成圆柱体；相应的，所述第一侧轭板和所述第二侧轭板相配合围套在所述圆柱体上的圆筒体。
另一方面，本申请实施例还提供了一种核磁共振井下流体识别装置，配置有井下流体识别探头，所述井下流体识别探头包括探头骨架；所述探头骨架具有轴向中心孔；所述轴向中心孔内设有天线螺线管；所述天线螺线管围成的内部空间与所述轴向中心孔配合形成流体通道；所述探头骨架的左右两侧分别对应安装有第一磁体和第二磁体；所述第一磁体具有平行于所述轴向中心孔的第一右立面，所述第二磁体具有平行于所述轴向中心孔的第一左立面；所述第一右立面和所述第一左立面平行相对设置，从而配合形成垂直于所述第一右立面和所述第一左立面的静磁场。
在本申请实施例的核磁共振井下流体识别装置中，所述井下流体识别探头还包括：
设置在所述第一磁体及所述第二磁外围的导磁轭板。
在本申请实施例的核磁共振井下流体识别装置中，所述导磁轭板包括：
设置于所述第一磁体左侧的第一主轭板；
设置于所述第二磁体右侧的第二主轭板；
设置于所述第一磁体及所述第二磁体上方的第一侧轭板；以及，
设置于所述第一磁体及所述第二磁体下方的第二侧轭板。
在本申请实施例的核磁共振井下流体识别装置中，所述第一侧轭板覆盖所述第一主轭板的上半部分及所述二主轭板的上半部分，所述第二侧轭板覆盖所述第一主轭板的下半部分及所述二主轭板的下半部分。
在本申请实施例的核磁共振井下流体识别装置中，所述第一磁体具有与所述第一右立面相背设置的第二左立面，所述第二磁体具有与所述第一左立面相背设置的第二右立面；所述探头骨架左右侧面上分别对应开有第一凹槽和第二凹槽；所述第一磁体配合的安装于所述第一凹槽内，且其第二左立面与所述探头骨架的左侧面平齐；所述第二磁体配合的安装于所述第二凹槽内，且其第二右立面与所述探头骨架的右侧面平齐。
在本申请实施例的核磁共振井下流体识别装置中，所述探头骨架的上表面、所述探头骨架的下表面、所述第一主轭板的左侧面及所述第二主轭板的右侧面均为弧面，使得所述探头骨架、所述第一侧轭板和所述第二侧轭板相配合围成圆柱体；相应的，所述第一侧轭板和所述第二侧轭板相配合围套在所述圆柱体上的圆筒体。
由以上本申请实施例提供的技术方案可见，在本申请实施例中，由于第一右立面和第一左立面均为平行相对的平面，且磁场极性相反；这样，与现有技术的圆筒形磁体所形成的静磁场相比，本申请实施例在第一右立面和第一左立面之间的空间区域，所形成垂直于第一右立面和第一左立面的均匀磁场会更加均匀，从而有利于提高核磁共振井下流体识别装置的识别精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为现有技术中的井下流体识别探头的结构径向剖视图；
图2为本申请一实施例中井下流体识别探头的结构径向剖视图；
图3为本申请一实施例中井下流体识别探头的结构轴向剖视图；
图4为本申请一实施例中核磁共振井下流体识别装置的使用状态示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。例如在下面描述中，在第一部件上方形成第二部件，可以包括第一部件和第二部件以直接接触方式形成的实施例，还可以包括第一部件和第二部件以非直接接触方式(即第一部件和第二部件之间还可以包括额外的部件)形成的实施例等。
而且，为了便于描述，本申请一些实施例可以使用诸如“在…上方”、“在…之下”、“顶部”、“下方”等空间相对术语，以描述如实施例各附图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件之间的关系。应当理解的是，除了附图中描述的方位之外，空间相对术语还旨在包括装置在使用或操作中的不同方位。例如若附图中的装置被翻转，则被描述为“在”其他元件或部件“下方”或“之下”的元件或部件，随后将被定位为“在”其他元件或部件“上方”或“之上”。
在本申请一些实施例的核磁共振井下流体识别装置可配置有井下流体识别探头，参考图2和图3所示，所述井下流体识别探头可以包括探头骨架1；所述探头骨架1具有轴向中心孔；所述轴向中心孔内可设有天线螺线管5；所述天线螺线管5围成的内部空间与所述轴向中心孔配合形成流体通道；所述探头骨架1的左右两侧可分别对应安装有第一磁体3和第二磁体7；所述第一磁体3具有平行于所述轴向中心孔的第一右立面，所述第二磁体7具有平行于所述轴向中心孔的第一左立面；所述第一右立面和所述第一左立面平行相对设置(较佳的，所述第一右立面和所述第一左立面可相对于轴向中心孔轴对称)，从而配合形成垂直于所述第一右立面和所述第一左立面的均匀磁场。由于所述第一右立面和所述第一左立面均为平行相对的平面，且磁场极性相反；这样，与现有技术的圆筒形磁体所形成的静磁场相比，本申请一些实施例在第一右立面和第一左立面之间的空间区域，所形成垂直于第一右立面和第一左立面的均匀磁场会更加均匀。
在本申请一些实施例中，请继续参考图2和图3所示，上述井下流体识别探头还可以包括设置在所述第一磁体及所述第二磁外围的导磁轭板，以实现对有第一磁体3和第二磁体7的导磁及磁轭，即引导所述第一磁体3的左侧与所述第二磁体7右侧形成磁通路径；从而防止了上述核磁共振井下流体识别装置在使用时，因所述第一磁体3的左侧与所述第二磁体7右侧所产生的磁场外泄而磁性吸附在金属材质的套管上，阻碍核磁共振井下流体识别装置在井下的下方和提升。
请继续参考图2所示，在本申请一些实施例中，所述导磁轭板可以包括：设置于所述第一磁体3左侧的第一主轭板21；设置于所述第二磁体7右侧的第二主轭板22；设置于所述第一磁体3及所述第二磁体7上方的第一侧轭板41；以及设置于所述第一磁体3及所述第二磁体7下方的第二侧轭板42。如此，这种结构的导磁轭板不仅可以较好的实现导磁及磁轭，还易于装配。需要说的是，上述的导磁轭板可采用磁导通性能较差的非金属等材质。
请继续参考图2所示，在本申请一些实施例中，所述第一侧轭板41可覆盖所述第一主轭板21的上半部分及所述二主轭板22的上半部分，所述第二侧轭板42可覆盖所述第一主轭板21的下半部分及所述二主轭板22的下半部分，如此，所述第一侧轭板41和所述第二侧轭板42不仅起到导磁及磁轭的作用，还配合形成了井下流体识别探头的壳体部分。
请继续参考图2所示，在本申请一些实施例中，所述第一磁体3具有与所述第一右立面相背设置的第二左立面，所述第二磁体7具有与所述第一左立面相背设置的第二右立面；所述探头骨架1左右侧面上分别对应开有第一凹槽和第二凹槽；所述第一磁体3配合的安装于所述第一凹槽内，且其第二左立面与所述探头骨架1的左侧面平齐；所述第二磁体7配合的安装于所述第二凹槽内，且其第二右立面与所述探头骨架5的右侧面平齐。如此，可使得井下流体识别探头结构紧凑且且易于装配，从而有利于降低井下流体识别探头的体积和成本。
请继续参考图2所示，在本申请一些实施例中，所述探头骨架5的上表面、所述探头骨架5的下表面、所述第一主轭板21的左侧面及所述第二主轭板22的右侧面均为弧面，从而使得所述探头骨架5、所述第一侧轭板21和所述第二侧轭板22相配合围成一个圆柱体；相应的，所述第一侧轭板41和所述第二侧轭板42均为半圆筒形弧面，所述第一侧轭板41和所述第二侧轭板42配合围成可套在所述圆柱体上的圆筒体。由于核磁共振井下流体识别装置一般是主体为圆柱形的，以便于在圆柱形的勘探井中使用，而本申请一些实施例中的井下流体识别探头主体为圆柱形，如此可以更适配的安装于核磁共振井下流体识别装置中，使得核磁共振井下流体识别装置的结构更加紧凑，从而有利于降低核磁共振井下流体识别装置的体积。
在本申请一些实施例中，核磁共振井下流体识别装置的井下流体识别探头是沿着核磁共振井下流体识别装置的轴向安装的。并且在实际使用中，由于核磁共振井下流体识别装置所用的井一般是直井，核磁共振井下流体识别装置可以纵向放入直井中(如图4所示)。当流体(例如水、油、气或其任意组合)流过探头(即从流体通道流过)时，所述天线螺线管5会发射一连串脉冲信号，该脉冲信号为正交于均匀磁场的电磁波，流体中蕴含的氢原子会被井下流体识别探头中的第一磁体3和第二磁体7进行横向方向上的极化，从而在纵向方向释放一组交变磁场，即此时位于流体通道内的流体受激会后产生核磁共振信号，该核磁共振信号被所述天线螺线管5接收，从而获得相应的核磁共振物理信息。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的部件或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种部件或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (12)
1.一种井下流体识别探头，其特征在于，包括探头骨架；所述探头骨架具有轴向中心孔；所述轴向中心孔内设有天线螺线管；所述天线螺线管围成的内部空间与所述轴向中心孔配合形成流体通道；所述探头骨架的左右两侧分别对应安装有第一磁体和第二磁体；所述第一磁体具有平行于所述轴向中心孔的第一右立面，所述第二磁体具有平行于所述轴向中心孔的第一左立面；所述第一右立面和所述第一左立面平行相对设置，从而配合形成垂直于所述第一右立面和所述第一左立面的静磁场。
2.如权利要求1所述的井下流体识别探头，其特征在于，所述井下流体识别探头还包括：
设置在所述第一磁体及所述第二磁外围的导磁轭板。
3.如权利要求2所述的井下流体识别探头，其特征在于，所述导磁轭板包括：
设置于所述第一磁体左侧的第一主轭板；
设置于所述第二磁体右侧的第二主轭板；
设置于所述第一磁体及所述第二磁体上方的第一侧轭板；以及，
设置于所述第一磁体及所述第二磁体下方的第二侧轭板。
4.如权利要求3所述的井下流体识别探头，其特征在于，所述第一侧轭板覆盖所述第一主轭板的上半部分及所述二主轭板的上半部分，所述第二侧轭板覆盖所述第一主轭板的下半部分及所述二主轭板的下半部分。
5.如权利要求3所述的井下流体识别探头，其特征在于，所述第一磁体具有与所述第一右立面相背设置的第二左立面，所述第二磁体具有与所述第一左立面相背设置的第二右立面；所述探头骨架左右侧面上分别对应开有第一凹槽和第二凹槽；所述第一磁体配合的安装于所述第一凹槽内，且其第二左立面与所述探头骨架的左侧面平齐；所述第二磁体配合的安装于所述第二凹槽内，且其第二右立面与所述探头骨架的右侧面平齐。
6.如权利要求4所述的井下流体识别探头，其特征在于，所述探头骨架的上表面、所述探头骨架的下表面、所述第一主轭板的左侧面及所述第二主轭板的右侧面均为弧面，使得所述探头骨架、所述第一侧轭板和所述第二侧轭板相配合围成圆柱体；相应的，所述第一侧轭板和所述第二侧轭板相配合围套在所述圆柱体上的圆筒体。
7.一种核磁共振井下流体识别装置，配置有井下流体识别探头，其特征在于，所述井下流体识别探头包括探头骨架；所述探头骨架具有轴向中心孔；所述轴向中心孔内设有天线螺线管；所述天线螺线管围成的内部空间与所述轴向中心孔配合形成流体通道；所述探头骨架的左右两侧分别对应安装有第一磁体和第二磁体；所述第一磁体具有平行于所述轴向中心孔的第一右立面，所述第二磁体具有平行于所述轴向中心孔的第一左立面；所述第一右立面和所述第一左立面平行相对设置，从而配合形成垂直于所述第一右立面和所述第一左立面的静磁场。
8.如权利要求7所述的核磁共振井下流体识别装置，其特征在于，所述井下流体识别探头还包括：
设置在所述第一磁体及所述第二磁外围的导磁轭板。
9.如权利要求8所述的核磁共振井下流体识别装置，其特征在于，所述导磁轭板包括：
设置于所述第一磁体左侧的第一主轭板；
设置于所述第二磁体右侧的第二主轭板；
设置于所述第一磁体及所述第二磁体上方的第一侧轭板；以及，
设置于所述第一磁体及所述第二磁体下方的第二侧轭板。
10.如权利要求9所述的核磁共振井下流体识别装置，其特征在于，所述第一侧轭板覆盖所述第一主轭板的上半部分及所述二主轭板的上半部分，所述第二侧轭板覆盖所述第一主轭板的下半部分及所述二主轭板的下半部分。
11.如权利要求9所述的核磁共振井下流体识别装置，其特征在于，所述第一磁体具有与所述第一右立面相背设置的第二左立面，所述第二磁体具有与所述第一左立面相背设置的第二右立面；所述探头骨架左右侧面上分别对应开有第一凹槽和第二凹槽；所述第一磁体配合的安装于所述第一凹槽内，且其第二左立面与所述探头骨架的左侧面平齐；所述第二磁体配合的安装于所述第二凹槽内，且其第二右立面与所述探头骨架的右侧面平齐。
12.如权利要求10所述的核磁共振井下流体识别装置，其特征在于，所述探头骨架的上表面、所述探头骨架的下表面、所述第一主轭板的左侧面及所述第二主轭板的右侧面均为弧面，使得所述探头骨架、所述第一侧轭板和所述第二侧轭板相配合围成圆柱体；相应的，所述第一侧轭板和所述第二侧轭板相配合围套在所述圆柱体上的圆筒体。
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