CN112392462A - 一种层间界面测量用接收线圈阵列及测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种层间界面测量用接收线圈阵列及测量系统，包括同轴设置的多个接收线圈，接收线圈包括上绝缘骨架体，其两端分别设置轴向延伸的线圈轴和骨架轴，屏蔽B线圈缠绕在线圈轴上，骨架轴上套设有下屏蔽骨架体，所述接收R线圈包括两个半圆弧的线圈，半圆弧的线圈分别设置在上绝缘骨架体和下屏蔽骨架体的端部，两个半圆弧通过两个直线圈连接形成环形封闭，下屏蔽骨架体的外部套设有下屏蔽壳。该接收线圈用于接收发射电磁波通过地层后产生的二次场信号，利用接收线圈阵列中各接收线圈对不同方位信号的差异性响应进行数据拟合处理，获得地层层间界面详细信息，可以实现0‑10m深全方位地层界面测量和边界成像。
Description
技术领域
本发明属于探测井技术领域，特别涉及一种层间界面测量用接收线圈阵列及测量系统。
背景技术
感应测井是利用电磁感应原理研究地层导电性的一种测井方法，是现代石油勘探工业中较成熟的测试手段，传统感应测井主要用于近井眼地层高精度成像或深地层远探测油藏成像，但对地层间的界面测量和边界成像效果并不好，也没有为层间界面成像测试而应用的有效方法。
发明内容
针对传统感应测井应用于地层间的界面测量和边界成像效果差的问题，本发明提供一种层间界面测量用接收线圈阵列及测量系统，采用接收线圈结构和多线圈阵列组合方式实现地层界面测量和边界成像测试，提高地层间的界面测量和边界成像效果。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种层间界面测量用接收线圈阵列，包括同轴设置的多个接收线圈，接收线圈包括上绝缘骨架体、屏蔽B线圈和接收R线圈；
所述上绝缘骨架体的两端分别设置轴向延伸的线圈轴和骨架轴，屏蔽B线圈缠绕在线圈轴上，骨架轴上套设有下屏蔽骨架体；
所述接收R线圈包括两个半圆弧的线圈，半圆弧的线圈分别设置在上绝缘骨架体和下屏蔽骨架体的端部，两个半圆弧通过两个直线圈连接形成环形封闭，下屏蔽骨架体的外部套设有下屏蔽壳。
优选的，所述上绝缘骨架体和下屏蔽骨架体的侧壁上沿轴线对称设置有绕线平台，绕线平台轴向贯穿上绝缘骨架体和下屏蔽骨架体，直线圈设置在绕线平台上，两端分别连接两个半圆弧线圈的端部。
优选的，所述上绝缘骨架体和下屏蔽骨架体的端部，以及绕线平台上均设置有绕线槽。
优选的，所述线圈轴上设置有线圈槽，所述屏蔽B线圈缠绕在线圈槽中。
优选的，所述下屏蔽骨架体与上绝缘骨架体之间设置定位销，用于对下屏蔽骨架体周向定位。
优选的，所述多个接收线圈间隔设置，并且相邻两个接收线圈之间的间距依次递增。
优选的，相邻两个接收线圈的接收R线圈之间的周向角度为45°。
优选的，多个接收线圈套设在连接轴上。
一种层间界面成像测量系统，包括发射线圈和所述的接收线圈阵列，发射线圈设置在接收线圈阵列的端部，并与接收线圈阵列的连接轴固接。
优选的，所述发射线圈采用感应成像组合三轴线圈。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种层间界面测量用接收线圈阵列，包括同轴设置的多个接收线圈，电磁信号通过地层时产生电磁感应效应形成二次场信号，接收线圈阵列中各接收线圈同时对这种二次场信号产生响应，各接收线圈分度排列，在响应上存在方位差和时间差，特别对于层间界面，这种方位差和时间差更显著，经过数据拟合、反演，获得地层层间界面信息，可以实现0-10M深地层边界信息全方位测量和成像。
附图说明
图1为本发明层间界面测量用接收线圈阵列的结构示意图；
图2为本发明发射线圈的结构示意图；
图3为本发明发射线圈的端面图；
图4为本发明接收线圈的结构示意图；
图5为本发明接收线圈的端面图；
图6为本发明接收R线圈的结构示意图；
图7为本发明接收线圈的剖视图；
图8为本发明绝缘骨架体的侧视图；
图9为本发明接收线圈的立体图。
图中：1、发射线圈；2、接收线圈；3、发射线圈骨架；4、Z发射线圈；5、X发射线圈；6、Y发射线圈；7、接收线圈骨架；8、屏蔽B线圈；9、接收R线圈；10、上绝缘骨架体；11、下屏蔽骨架体；12、下屏蔽壳；13、定位销；14、螺钉。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
一种层间界面测量用接收线圈阵列，包括同轴设置的多个接收线圈2，接收线圈2包括接收线圈骨架7、屏蔽B线圈8和接收R线圈9。
上述接收线圈骨架7包括上绝缘骨架体10、下屏蔽骨架体11、下屏蔽壳12、定位销13和螺钉14。
上绝缘骨架体10为空心轴结构，其两端分别设置轴向延伸的线圈轴和骨架轴，并且线圈轴和骨架轴的直径小于上绝缘骨架体10的直径，线圈轴的中部设置有线圈槽，屏蔽B线圈8缠绕在线圈槽上，下屏蔽骨架体11配套在骨架轴上，并且下屏蔽骨架体11与上绝缘骨架体10之间设置定位销13，用于对下屏蔽骨架体11定位止转。
上绝缘骨架体10和下屏蔽骨架体11的侧壁上沿轴线对称设置有绕线平台，绕线平台轴向贯穿上绝缘骨架体10和下屏蔽骨架体11，并沿径向朝上绝缘骨架体10的中心延伸，绕线平台位于上绝缘骨架体10的中心。
也可以理解为，在上绝缘骨架体10和下屏蔽骨架体11的侧壁上沿轴对称设置两个L型缺口，缺口轴向贯穿上绝缘骨架体10和下屏蔽骨架体11，缺口的水平面为绕线平台。
上绝缘骨架体10和下屏蔽骨架体11的端部，以及绕线平台上分别设置有绕线槽，上绝缘骨架体10和下屏蔽骨架体11端部的绕线槽结构相同，均为半圆弧槽，绕线平台上的绕线槽为直线槽，两个半圆弧槽通过直线槽连通形成完整的绕线槽，接收R线圈9缠绕在绕线槽中。
下屏蔽壳12套设在下屏蔽骨架体11的外部，并且端部延伸至上绝缘骨架体10，将下屏蔽骨架体11上的线圈和上绝缘骨架体10上的部分线圈覆盖，使接收R线圈9靠近线圈轴的一段完全暴露的陶瓷材料上，另一段绕制在全封闭的屏蔽套中形成一个半包围封闭式结构形式，下屏蔽壳12通过螺钉14与下屏蔽骨架体11固接。
接收R线圈9，用于采集地层响应信号，获取地层界面电导率信息，线圈匝数为固定值。
屏蔽B线圈8，用于调节后消除接收R线圈9的自耦信号，屏蔽B线圈8的线圈匝数随接收用R线圈9在系统中的位置和测试情况而定。
其中，上绝缘骨架体10由陶瓷材料烧结而成，下屏蔽骨架体11由无磁金属材料加工而成，定位销13和连接螺钉14由无磁金属材料加工而成。
上绝缘骨架体10和下屏蔽骨架体11加工完成后，用定位销13精确定位，并采用螺钉14固定成一体，然后进行绕线槽加工。
接收装置由8个接收线圈2串联而成，多个接收线圈2套设在连接轴上，各接收线圈2沿轴线依次由近及远同轴排列，相邻两个接收线圈之间的间距逐渐增大，这样能够大大提高测量深度，同时多个接收线圈周向均匀分度，相邻接收线圈的接收R线圈9之间的周向角度为45°，也就是说，第一个接收线圈的接收R线圈9与第二个接收线圈的接收R线圈9的周向角度为45°，第一个接收线圈的接收R线圈9与第三个接收线圈的接收R线圈9的周向角度为90°，依次类推，8个接收线圈形成360°全方位覆盖。
该接收线圈用于接收发射电磁波通过地层后产生的二次场信号，利用接收线圈阵列中各接收线圈对不同方位信号的差异性响应进行数据拟合处理，获得地层层间界面详细信息，可以实现0-10m深全方位地层界面测量和边界成像。
一种层间界面成像测量系统，包括发射线圈和上述的接收线圈阵列，发射线圈设置在接收线圈阵列的端部，并与接收线圈阵列的连接轴固接。
发射线圈采用感应成像组合三轴线圈，发射线圈1包括发射线圈骨架3，发射线圈骨架上分别饶有X发射线圈5、Y发射线圈6和Z发射线圈4，X发射线圈5、Y发射线圈6和Z发射线圈4三组相互垂直，用于向地层发射三方位电磁信号；接收线圈阵列由8个接收线圈2组成，各接收线圈同轴安装，由近及远依次排列，在周向则同轴均匀分度，相邻线圈之间相差45°，覆盖360度全方位；测量时，发射线圈1分时向地层发射X、Y、Z三组相互垂直电磁波信号，电磁信号通过地层时产生电磁感应效应形成二次场信号，接收线圈阵列中各接收线圈同时对这种二次场信号产生响应，各接收线圈分度排列，在响应上存在方位差和时间差，特别对于层间界面，这种方位差和时间差更显著，经过数据拟合、反演，获得地层层间界面信息，可以实现0-10M深地层边界信息全方位测量和成像。
层间界面成像测量系统与近井眼地层高精度成像和深地层远探测油藏成像一起构成地层信息的全域测试，是感应测井的一个重要环节，是对感应测试方法和应用的补充和完善。
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种层间界面测量用接收线圈阵列，其特征在于，包括同轴设置的多个接收线圈(2)，接收线圈(2)包括上绝缘骨架体(10)、屏蔽B线圈(8)和接收R线圈(9)；
所述上绝缘骨架体(10)的两端分别设置轴向延伸的线圈轴和骨架轴，屏蔽B线圈(8)缠绕在线圈轴上，骨架轴上套设有下屏蔽骨架体(11)；
所述接收R线圈(9)包括两个半圆弧的线圈，半圆弧的线圈分别设置在上绝缘骨架体(10)和下屏蔽骨架体(11)的端部，两个半圆弧通过两个直线圈连接形成环形封闭，下屏蔽骨架体(11)的外部套设有下屏蔽壳(12)。
2.根据权利要求1所述的一种层间界面测量用接收线圈阵列，其特征在于，所述上绝缘骨架体(10)和下屏蔽骨架体(11)的侧壁上沿轴线对称设置有绕线平台，绕线平台轴向贯穿上绝缘骨架体(10)和下屏蔽骨架体(11)，直线圈设置在绕线平台上，两端分别连接两个半圆弧线圈的端部。
3.根据权利要求2所述的一种层间界面测量用接收线圈阵列，其特征在于，所述上绝缘骨架体(10)和下屏蔽骨架体(11)的端部，以及绕线平台上均设置有绕线槽。
4.根据权利要求1所述的一种层间界面测量用接收线圈阵列，其特征在于，所述线圈轴上设置有线圈槽，所述屏蔽B线圈(8)缠绕在线圈槽中。
5.根据权利要求1所述的一种层间界面测量用接收线圈阵列，其特征在于，所述下屏蔽骨架体(11)与上绝缘骨架体(10)之间设置定位销(13)，用于对下屏蔽骨架体(11)周向定位。
6.根据权利要求1所述的一种层间界面测量用接收线圈阵列，其特征在于，所述多个接收线圈间隔设置，并且相邻两个接收线圈之间的间距依次递增。
7.根据权利要求1或6所述的一种层间界面测量用接收线圈阵列，其特征在于，相邻两个接收线圈的接收R线圈(9)之间的周向角度为45°。
8.根据权利要求7所述的一种层间界面测量用接收线圈阵列，其特征在于，多个接收线圈套设在连接轴上。
9.一种层间界面成像测量系统，其特征在于，包括发射线圈和权利要求1-8任一项所述的接收线圈阵列，发射线圈设置在接收线圈阵列的端部，并与接收线圈阵列的连接轴固接。
10.根据权利要求9所述的一种层间界面成像测量系统，其特征在于，所述发射线圈采用感应成像组合三轴线圈。
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