CN113216948B - 多线圈结构的随钻核磁共振测井装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多线圈结构的随钻核磁共振测井装置及方法，所述装置包括：钻铤骨架，钻铤骨架中心轴处穿设有供钻井液流通的泥浆管，设于钻铤骨架内的仪器探测器以及接口电路，仪器探测器包括在泥浆管上同轴套设、且上下相对设置用于产生静磁场的磁体以及多线圈结构，多线圈结构包括与泥浆管同轴心设置的主线圈以及设于主线圈周向的三个方位线圈，主线圈以及方位线圈均通过调谐电路与接口电路连接，且通过接口电路使得在主线圈发射射频脉冲后选择主线圈单独接收回波信号或选择主线圈与方位线圈共同接收回波信号，增加了核磁共振测井仪器探测到的地质信息的种类，提高了对地质信息了解的全面性，且具备方位分辨能力，能很好的满足探井要求。

Description

多线圈结构的随钻核磁共振测井装置及方法

技术领域

本发明实施例涉及核磁共振测井技术领域，尤其涉及一种多线圈结构的随钻核磁共振测井装置及方法。

背景技术

随着勘探技术的发展，核磁共振测井技术由于其可以适用于各种岩性和储层条件下的测井需要，可以提供地层的总孔隙度、有效孔隙度等优势，且是唯一可以直接测量地层自由流体和束缚流体体积的测井装置，可以实时提供连续的地层渗透率剖面，能比较准确地反映地层的渗透特性，在勘探测井领域的应用越来越广泛。

现有技术中，勘探技术是基于核磁共振理论，且通过测量地层中的氢核(质子)的弛豫性质来直接探测地层孔隙特性和流体特性的。随着水平井技术的发展，随钻核磁共振测井成为解决复杂油气藏测井问题重要利器，测井数据保留原状地层特征，同时又可以降低作业成本。

然而，现有的随钻核磁共振测井仪器探测到的信息比较单一，测井数据仅反映地层平均信息，且不具备方位分辨能力，无法满足探井需求。

发明内容

本发明为了解决以上问题，本发明提供一种多线圈结构的随钻核磁共振测井装置及方法，可适应非均匀地层测井的需求。

第一方面，本发明实施例提供一种多线圈结构的随钻核磁共振测井装置，包括：钻铤骨架，设于所述钻铤骨架内的仪器探测器以及接口电路，所述钻铤骨架中心轴处穿设有供钻井液流通的泥浆管，所述仪器探测器包括在所述泥浆管上同轴套设，且上下相对设置用于产生静磁场的磁体以及用于发射射频脉冲并接收回波信号的多线圈结构；

所述多线圈结构包括与所述泥浆管同轴心设置的主线圈以及设于所述主线圈周向的三个方位线圈，所述主线圈以及所述方位线圈均通过调谐电路与所述接口电路连接，且通过所述接口电路以使得在所述主线圈发射射频脉冲后选择所述主线圈单独接收回波信号或选择所述主线圈与所述方位线圈共同接收回波信号。

可选的，所述磁体包括均为轴向充磁的第一主磁体以及第二主磁体，所述第一主磁体和所述第二主磁体的N极相对设置，其中，所述第一主磁体和所述第二主磁体均由至少十个磁环粘结而成，且相邻的两磁环磁极相斥，所述磁环由至少六块扇形磁块粘接而成。

可选的，所述主线圈以及所述方位线圈设于线圈骨架上，其中，主线圈骨架包括两个半圆形筒体、且与所述泥浆管同轴心设置，所述主线圈内嵌在所述筒体的螺旋形线槽内；方位线圈骨架均布于所述主线圈骨架的周向，其包括中间骨架以及设于所述中间骨架两端用于固定在钻铤槽内的转角，所述方位线圈内嵌在所述中间骨架的螺旋形线槽内。

可选的，所述主线圈骨架的螺旋形线槽倾斜面法线方向与所述方位线圈的螺旋形线槽倾斜面法线方向垂直。

可选的，所述所述主线圈骨架以及所述方位线圈骨架的一端均留有出线孔，所述主线圈以及三个所述方位线圈通过出线孔连接至各自的调谐电路以构成谐振网络。

可选的，所述调谐电路为LC电路，谐振频率的表达式为：

其中，γ为旋磁比，f₀为产生核磁共振的共振频率，B₀为静磁场强度。

可选的，所述接口电路包括四路，每一路均包括隔离电路、能量泄放电路以及去耦电路，所述主线圈以及三个所述方位线圈通过各自的调谐电路与一路接口电路连接；与所述主线圈连接的接口电路还包括切换电路，所述切换电路在驱动信号的控制下控制所述主线圈完成发射射频脉冲或接收回波信号，所述隔离电路用于防止高压信号进入接收回波信号回路，所述能量泄放电路用于泄放各线圈的剩余能量，所述去耦电路用于消除线圈之间的耦合信号。

可选的，所述切换电路包括变压器、MOS管以及驱动电路，其中，MOS管的源极和漏极分别接变压器的初级两端；

所述隔离电路包括两个变压器、两个MOS管以及驱动电路，其中，一个MOS管的源极接变压器的次级一端，漏极接变压器的初级一端；另一MOS管的源极接变压器的次级一端，漏极接变压器的初级一端；

所述能量泄放电路包括两个二极管、变压器、MOS管驱动电路以及无感功率电阻，两个二极管的阴极相接，并与无感功率电阻相接，无感功率电阻的另一端接MOS管的漏极，MOS管的源极接地；

所述去耦电路包括串联电容、并联电容、电阻、电感器以及低阻抗前置放大器，低阻抗前置放大器，电感器与并联电容在拉莫尔频率处形成并联谐振，产生高阻抗，降低感应电流，以此降低线圈之间的电磁耦合。

第二方面，本发明实施例提供一种多线圈结构的随钻核磁共振测井方法，所述方法包括：

主控单元向主线圈的接口电路发送第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，主控单元向方向线圈的接口电路发送第二控制信号和第三控制信号；

其中，在发射状态时，第一控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的切换电路闭合以形成发射回路，用于向地层发射射频脉冲；

所述第二控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的隔离电路以及所述方向线圈对应的接口电路的隔离电路断开；

所述第三控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的泄放电路以及所述方向线圈对应的接口电路的泄放电路断开；

在接收状态时，第一控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的切换电路断开，所述第二控制信号分别控制所述主线圈对应的接口电路的隔离电路以及所述方向线圈对应的接口电路的隔离电路闭合以形成接收回路；

其中，所述主线圈形成的接收回路通过回波信号采集电路获取回波数据，并根据所述回波数据进行预处理和反演操作，确定实时孔隙度，所述方向线圈形成的接收回路通过回波信号采集电路获取至少一方位线圈对应的方位信息，并根据所述方位信息确定方位地质信息；

所述第三控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的泄放电路以及所述方向线圈对应的接口电路的泄放电路闭合。

可选的，在单发单收模式下，所述方法还包括：

主控单元单独向主线圈的接口电路发送第四控制信号、第五控制信号和第六控制信号；

其中，在发射状态时，第四控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的切换电路闭合以形成发射回路，用于向地层发射射频脉冲；

所述第五控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的隔离电路断开；

所述第六控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的泄放电路断开；

在接收状态时，第四控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的切换电路断开；

所述第五控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的隔离电路闭合以形成接收回路，其中，所述主线圈形成的接收回路通过回波信号采集电路获取回波数据，并根据所述回波数据进行预处理和反演操作，确定实时孔隙度；

所述第六控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的泄放电路闭合。

本发明提供了一种多线圈结构的随钻核磁共振测井装置和方法，通过接口电路可以实现两种测井模式：单发单收和单发多收，单发单收模式即采用主线圈进行发射射频脉冲和接收回波信号，此模式用于井下方位信息失效或者钻进速度较快的情况；单发多收即采用主线圈进行发射射频脉冲，方位线圈和主线圈同时接收回波信号，此模式用于仪器处于滑动状态或者旋转状态且方位信息准确的情况，通过随钻核磁共振测井装置采集回波信号的同时记录三个方位线圈的方位信息，通过测井数据反演来获取钻具周向地层的方位地质信息的方式，增加了核磁共振测井仪器探测到的地质信息的种类，提高了对地质信息了解的全面性，且具备方位分辨能力，能很好的满足探井要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。

图1为本发明实施例提供的随钻核磁共振测井装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的随钻核磁共振测井装置的俯视图；

图3为本发明实施例提供的随钻核磁共振测井装置的另一结构示意图；

图4为本发明实施例提供的随钻核磁共振测井装置的结构框图；

图5为本发明实施例提供的随钻核磁共振测井装置的接口电路的电路图；

图6为本发明实施例提供的随钻核磁共振测井装置的去耦电路的电路图；

图7为本发明实施例提供的随钻核磁共振测井装置的信号收发时序图；

图8为本发明实施例提供的多线圈结构的随钻核磁共振测井方法的结构示意图。

附图标记：

1：钻铤骨架；

2：泥浆管；

3：磁体；

4：多线圈结构；

5：主线圈；

6：方位线圈；

7：第一主磁体；

8：第二主磁体；

9：主线圈骨架；

10：方位线圈骨架；

11：转角柱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例还能够包括除了图示或描述的那些实例以外的其他顺序实例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、装置、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、装置、产品或设备固有的其它步骤或单元。

随钻核磁共振测井仪可以用于垂直井、倾斜井，甚至水平井中，因此，随钻式核磁共振测井仪的钻进方向为钻铤骨架1的中心轴的延伸方向，即“轴向”，但并不一定为垂向；但为说明方便，在实施例中，将以用于垂直井为例进行阐述，也就是说，在下述实施例中“轴向”即指垂向。但是，本实施例的内容并不是对本发明的限定下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本发明实施例提供的随钻核磁共振测井装置的结构示意图，图2为本发明实施例提供的随钻核磁共振测井装置的俯视图，如图1及图2所示，在本实施例中，所述装置包括：钻铤骨架1，钻铤骨架1为无磁钛合金材料制成，钻铤骨架1中心轴处穿设有供钻井液流通的泥浆管2，还包括设于钻铤骨架1内的仪器探测器以及接口电路，具体的，仪器探测器包括在泥浆管2上同轴套设、且上下相对设置用于产生静磁场的磁体3以及用于发射射频脉冲并接收回波信号的多线圈结构4，磁体3在井眼周围的地层中产生静磁场以对地层中的液态油气水中的氢原子进行激发。

在本实施例中，磁体3包括均为轴向充磁的第一主磁体7以及第二主磁体8，即第一主磁体7和第二主磁体8的两端分别为N极和S极，其中，第一主磁体7和第二主磁体8的N极相对设置，考虑到粘接强度以及磁场均匀度两方面，第一主磁体7和第二主磁体8均由至少十个磁环粘结而成，且相邻的两磁环磁极相斥，磁环则由至少六块扇形磁块粘接而成。

多线圈结构4向地层发射射频脉冲以形成脉冲磁场，通过该脉冲磁场激发地层中已经被静磁场极化的氢原子产生核磁共振现象，同时还用于接收地层的氢原子产生的核磁共振信号，即回波信号。

具体的，图3为本发明实施例提供的随钻核磁共振测井装置的另一结构示意图，如图3所示，多线圈结构4包括与泥浆管2同轴心设置的主线圈5以及设于主线圈5周向的三个方位线圈6，在本实施例中，主线圈5以及方位线圈6设于线圈骨架上，线圈骨架的材料为聚四氟乙烯，其中，主线圈骨架9包括两个半圆形筒体、且与泥浆管2同轴心设置，主线圈5内嵌在筒体的螺旋形线槽内。

三个方位线圈骨架10均布于主线圈骨架9的周向，其包括中间骨架以及设于中间骨架两端用于固定在钻铤槽内的转角柱11，方位线圈6内嵌在中间骨架的螺旋形线槽内，并与主线圈5保持至少10mm的距离。

在本实施例中，主线圈骨架9的螺旋形线槽倾斜面法线方向与方位线圈6的螺旋形线槽倾斜面法线方向垂直，主线圈骨架9的螺旋形线槽倾角(相对端面)为45°±4°，方位线圈6的螺旋形线槽倾角135°±4°，其中，主线圈5用于发射射频脉冲和接收回波信号，三个方位线圈6用于接收三个方向的回波信号，获取方位线圈6对应的方位信息，并根据方位信息确定方位地质信息。

在本实施例中，主线圈骨架9以及方位线圈骨架10的一端均留有出线孔，主线圈5以及三个方位线圈6通过出线孔连接至各自的调谐电路以构成谐振网络，主线圈5以及方位线圈6均通过调谐电路与接口电路连接，调谐电路为LC电路，谐振频率的表达式为：

其中，γ为旋磁比，f₀为产生核磁共振的共振频率，B₀为静磁场强度。

在本实施例中，一种可选的静磁场强度为120Gs，根据公式，则多线圈结构4的工作频率为500KHz，其中，与主线圈5连接的调谐电路的调谐电容为20nF，与三个方位线圈6连接的调谐电路的调谐电容为30nF。

接口电路在特定的时序控制下使随钻核磁共振测井装置实现下述功能：切换发射状态和接收状态，发射状态时主线圈5发射射频脉冲，接收状态时选择主线圈5单独接收回波信号或选择主线圈5与方位线圈6共同接收回波信号；在接收状态时保护接收电路；泄放各个线圈之间残余能量；消除各个线圈之间的耦合信号。其中，特定的时序指的是脉冲序列，脉冲序列实际就是时序控制信号，在时序上可以体现出何时进行发射，何时进行接收，何时进行泄放。

在本实施例中，通过使用主控单元控制接口电路，即主控单元发出控制接口电路的脉冲序列，在本实施例中主控单元还实现以下功能：接收上位机及MWD的命令、上传随钻核磁测量数据、发射高压射频脉冲、采集多线圈结构4接收的回波信号。在本实施例中，将接口电路所需的激励信号单元集成于主控单元中，通过主控单元的DSP芯片产生固定频率及带宽的脉冲信号，接口电路接收该脉冲信号以实现上述功能。在储能短节提供的电力能量下，产生大功率射频脉冲，其中，储能短节由多个电容组串联和/或并联组成，其用于为发射电路储存高压电能，储能短节与主控单元之间可以通过对接结构实现电气系统的连接与调试。

具体的，图4为本发明实施例提供的随钻核磁共振测井装置的结构框图，图5为本发明实施例提供的随钻核磁共振测井装置的接口电路的电路，如图4和图5所示，接口电路包括四路，每一路均包括隔离电路、能量泄放电路以及去耦电路，主线圈5以及三个方位线圈6通过各自的调谐电路与一路接口电路连接，其中，与主线圈5连接的接口电路还包括切换电路，切换电路在控制信号的控制下控制主线圈5完成发射射频脉冲或接收回波信号，隔离电路用于防止高压信号进入接收回波信号回路，能量泄放电路用于泄放各线圈的剩余能量，去耦电路用于消除线圈之间的耦合信号。

切换电路包括变压器、MOS管以及驱动电路，其中，MOS管的源极和漏极分别接变压器的初级两端，MOS管的驱动采用变压器驱动，驱动信号XGATE由主控单元提供；

隔离电路包括两个变压器、两个MOS管以及驱动电路，其中，一个MOS管的源极接变压器的次级一端，漏极接变压器的初级一端；另一MOS管的源极接变压器的次级一端，漏极接变压器的初级一端，驱动信号ISO由主控单元提供；

能量泄放电路包括两个二极管、变压器、MOS管驱动电路以及无感功率电阻，两个二极管的阴极相接，并与无感功率电阻相接，无感功率电阻的另一端接MOS管的漏极，MOS管的源极接地，同样的，MOS管的驱动采用变压器驱动，驱动信号DUMP由主控单元提供；

如图6所示，去耦电路包括串联电容、并联电容、电阻、电感器以及低阻抗前置放大器，低阻抗前置放大器，电感器与并联电容在拉莫尔频率处形成并联谐振，产生高阻抗，降低感应电流，以此降低线圈之间的电磁耦合，在本实施例中，前置放大器输入阻抗Rp低至1Ω，L1与C2b在拉莫尔频率处形成并联谐振，从而产生高阻抗，降低感应电流，由此降低线圈之间的电磁耦合。

图7为本发明实施例提供的随钻核磁共振测井装置的信号收发时序图，接口电路的控制序列如图7所示，XGATE信号的高电平代表本装置处于发射状态，ISO信号的高电平代表本装置处于接收状态；DUMP信号的高电平代表本装置处于泄放状态。

图8为本发明实施例提供的多线圈结构的随钻核磁共振测井方法的结构示意图，如图8所示，所述方法可以包括单发多收模式和单发单收模式，在单发多收模式中，所述方法具体可以包括：

S801：主控单元向主线圈的接口电路发送第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，主控单元向方向线圈的接口电路发送第二控制信号和第三控制信号。

S802：在发射状态时，第一控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的切换电路闭合以形成发射回路，用于向地层发射射频脉冲。第二控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的隔离电路以及方向线圈对应的接口电路的隔离电路断开。第三控制信号控制主线圈对应的接口电路的泄放电路以及方向线圈对应的接口电路的泄放电路断开。

S803：在接收状态时，第一控制信号控制主线圈对应的接口电路的切换电路断开，第二控制信号分别控制主线圈对应的接口电路的隔离电路以及方向线圈对应的接口电路的隔离电路闭合以形成接收回路。

其中，主线圈形成的接收回路通过回波信号采集电路获取回波数据，并根据所述回波数据进行预处理和反演操作，确定实时孔隙度，方向线圈形成的接收回路通过回波信号采集电路获取至少一方位线圈对应的方位信息，并根据所述方位信息确定方位地质信息。

示例性的，方位线圈可以为三个。

S804：第三控制信号控制主线圈对应的接口电路的泄放电路以及方向线圈对应的接口电路的泄放电路闭合。

此外，所述方法还可以包括：

单发单收模式，在单发单收模式下，所述方法具体可以包括：

主控单元单独向主线圈的接口电路发送第四控制信号、第五控制信号和第六控制信号。

其中，在发射状态时，第四控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的切换电路闭合以形成发射回路，用于向地层发射射频脉冲。

所述第五控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的隔离电路断开；

所述第六控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的泄放电路断开；

在接收状态时，第四控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的切换电路断开。

所述第五控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的隔离电路闭合以形成接收回路，其中，所述主线圈形成的接收回路通过回波信号采集电路获取回波数据，并根据所述回波数据进行预处理和反演操作，确定实时孔隙度。

所述第六控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的泄放电路闭合。

单发单收即采用主线圈进行发射射频脉冲并接收回波信号，此模式用于井下方位信息失效或者钻进速度较快的情况。主线圈接收的回波信号经数据处理及反演计算后通过MWD上传至地面上位机，并通过测井数据的反演，可以获取钻具周向地层的平均信息。

单发多收即采用主线圈5进行发射射频脉冲，方位线圈6和主线圈5同时接收回波信号，此模式用于仪器处于滑动状态或者旋转状态且方位信息准确的情况。主线圈5接收的回波信号经数据处理及反演计算后通过MWD上传至地面上位机，主控单元同时也记录三个方位线圈6采集的方位信息，并通过测井数据的反演，可以获取钻具周向地层的方位地质信息，通过测井数据反演来获取钻具周向地层的方位地质信息的方式，增加了核磁共振测井仪器探测到的地质信息的种类，提高了对地质信息了解的全面性，且具备方位分辨能力，能很好的满足探井要求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种多线圈结构的随钻核磁共振测井装置，包括：钻铤骨架，设于所述钻铤骨架内的仪器探测器以及接口电路，所述钻铤骨架中心轴处穿设有供钻井液流通的泥浆管，所述仪器探测器包括在所述泥浆管上同轴套设，且上下相对设置用于产生静磁场的磁体以及用于发射射频脉冲并接收回波信号的多线圈结构；

所述多线圈结构包括与所述泥浆管同轴心设置的主线圈以及设于所述主线圈周向的三个方位线圈，所述主线圈以及所述方位线圈均通过调谐电路与所述接口电路连接，且通过所述接口电路以使得在所述主线圈发射射频脉冲后选择所述主线圈单独接收回波信号或选择所述主线圈与所述方位线圈共同接收回波信号；其中，所述回波信号和所述方位线圈对应的方位信息用于确定对应方位的地质信息；

所述接口电路包括四路，每一路均包括隔离电路、能量泄放电路以及去耦电路，所述主线圈以及三个所述方位线圈通过各自的调谐电路与一路接口电路连接；与所述主线圈连接的接口电路还包括切换电路，所述切换电路在驱动信号的控制下控制所述主线圈完成发射射频脉冲或接收回波信号，所述隔离电路用于防止高压信号进入接收回波信号回路，所述能量泄放电路用于泄放各线圈的剩余能量，所述去耦电路用于消除线圈之间的耦合信号；

所述多线圈结构的随钻核磁共振测井装置通过所述接口电路实现两种测井模式：单发单收和单发多收，所述单发单收模式为采用所述主线圈进行发射射频脉冲和接收回波信号；所述单发多收模式为采用所述主线圈进行发射射频脉冲，所述方位线圈和所述主线圈同时接收回波信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述磁体包括均为轴向充磁的第一主磁体以及第二主磁体，所述第一主磁体和所述第二主磁体的N极相对设置，其中，所述第一主磁体和所述第二主磁体均由至少十个磁环粘结而成，且相邻的两磁环磁极相斥，所述磁环由至少六块扇形磁块粘接而成。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主线圈以及所述方位线圈设于线圈骨架上，其中，主线圈骨架包括两个半圆形筒体、且与所述泥浆管同轴心设置，所述主线圈内嵌在所述筒体的螺旋形线槽内；方位线圈骨架均布于所述主线圈骨架的周向，其包括中间骨架以及设于所述中间骨架两端用于固定在钻铤槽内的转角，所述方位线圈内嵌在所述中间骨架的螺旋形线槽内。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主线圈骨架的螺旋形线槽倾斜面法线方向与所述方位线圈的螺旋形线槽倾斜面法线方向垂直。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述主线圈骨架以及所述方位线圈骨架的一端均留有出线孔，所述主线圈以及三个所述方位线圈通过出线孔连接至各自的调谐电路以构成谐振网络。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述调谐电路为LC电路，谐振频率的表达式为：

；其中，γ为旋磁比，

为产生核磁共振的共振频率，

为静磁场强度。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述切换电路包括变压器、MOS管以及驱动电路，其中，MOS管的源极和漏极分别接变压器的初级两端；

所述隔离电路包括两个变压器、两个MOS管以及驱动电路，其中，一个MOS管的源极接变压器的次级一端，漏极接变压器的初级一端；另一MOS管的源极接变压器的次级一端，漏极接变压器的初级一端；

所述能量泄放电路包括两个二极管、变压器、MOS管驱动电路以及无感功率电阻，两个二极管的阴极相接，并与无感功率电阻相接，无感功率电阻的另一端接MOS管的漏极，MOS管的源极接地；

所述去耦电路包括串联电容、并联电容、电阻、电感器以及低阻抗前置放大器，低阻抗前置放大器，电感器与并联电容在拉莫尔频率处形成并联谐振，产生高阻抗，降低感应电流，以此降低线圈之间的电磁耦合。

8.一种多线圈结构的随钻核磁共振测井方法，其特征在于，在单发多收模式下，所述方法包括：

主控单元向主线圈的接口电路发送第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号，主控单元向方向线圈的接口电路发送第二控制信号和第三控制信号；

其中，在发射状态时，第一控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的切换电路闭合以形成发射回路，用于向地层发射射频脉冲；

所述第二控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的隔离电路以及所述方向线圈对应的接口电路的隔离电路断开；

所述第三控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的泄放电路以及所述方向线圈对应的接口电路的泄放电路断开；

在接收状态时，第一控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的切换电路断开，所述第二控制信号分别控制所述主线圈对应的接口电路的隔离电路以及所述方向线圈对应的接口电路的隔离电路闭合以形成接收回路；

其中，所述主线圈形成的接收回路通过回波信号采集电路获取回波数据，并根据所述回波数据进行预处理和反演操作，确定实时孔隙度，所述方向线圈形成的接收回路通过回波信号采集电路获取至少一方位线圈对应的方位信息，并根据所述方位信息确定方位地质信息；

所述第三控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的泄放电路以及所述方向线圈对应的接口电路的泄放电路闭合；

在单发单收模式下，所述方法还包括：

主控单元单独向主线圈的接口电路发送第四控制信号、第五控制信号和第六控制信号；

其中，在发射状态时，第四控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的切换电路闭合以形成发射回路，用于向地层发射射频脉冲；

所述第五控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的隔离电路断开；

所述第六控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的泄放电路断开；

在接收状态时，第四控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的切换电路断开；

所述第五控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的隔离电路闭合以形成接收回路，其中，所述主线圈形成的接收回路通过回波信号采集电路获取回波数据，并根据所述回波数据进行预处理和反演操作，确定实时孔隙度；

所述第六控制信号控制所述主线圈对应的接口电路的泄放电路闭合。

Images