CN1580820A

CN1580820A - 用于减小井筒电流效应的设备和方法

Info

Publication number: CN1580820A
Application number: CNA2004100560230A
Authority: CN
Inventors: R·A·罗斯塔尔; K·C·陈; G·A·哈岑; T·D·巴伯; C·基布; R·C·史密斯; S·D·邦纳; D·T·奥利法
Original assignee: Schlumberger Overseas SA
Current assignee: Schlumberger Canada Ltd; Schlumberger Overseas SA
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2004-08-05
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2024-08-05
Also published as: GB2404742B; DE102004038223A1; FR2859754B1; US20050030038A1; MXPA04006816A; CN100339725C; CA2472855A1; US6933726B2; CA2472855C; GB2404742A; GB0415829D0; EG23634A; FR2859754A1

Abstract

一种测井工具包括导电心轴；围绕该导电心轴设置的天线阵列，其中，该天线阵列包括设置在绝缘支撑件上的多个天线，以及至少一个接触垫片，该至少一个接触垫片具有至少一个导体通道，该导体通道具有设置在其中的接触组件；以及设置在天线阵列上的套筒，其中，该套筒包括至少一个电极，该至少一个电极和接触组件适于提供从测井工具的外部到导电心轴的径向导电通路。

Description

用于减小井筒电流效应的设备和方法

技术领域

本发明涉及用于减小和/或校正在地下测量中遇到的井筒效应的设备和方法。

背景技术

各种电阻率测井技术在烃的勘探和生产的领域中是已知的。包括电的(例如，侧向测井)和电磁(EM)感应技术的这些技术通常使用测井仪器或者装备有适于通过井筒发射能量(电压或者EM场)到地下地层中的源的“探测器”。发射的能量与周围的地层相互作用，以产生由仪器上的一个或者多个传感器检测的信号。通过处理该检测的信号，获得了地层特性的曲线。

为了获得高质量的测量，这些工具(尤其是，感应工具)需要近似居中保持在井筒中。如果感应工具没有在井筒的中间，其可以感应与来自地层的信号干扰的大的井筒产生的信号。通过缆索和随钻测井(LWD)或者随钻测量(MWD)工具，要在井筒的中心处保持工具总是困难的。信号随着测量工具从井筒的中心移动到井筒壁的变化称为“偏离效应”或者“离心效应”。如果工具不在井眼的中心，如果工具具有方向敏感性，那么在不同方位角进行的测量可能没有相同的偏离效应。

偏离和离心对不同的工具有不同的影响程度。对于电阻率工具，这些不需要的效应是由于泥浆的电阻率或者由于在井筒中的钻井泥浆中产生的电流(“井筒电流”)产生的。本发明的实施例涉及用于减小任何这些不需要的效应的方法，尤其是那些由于井筒电流引起的。这些方法通常可应用到所有类型的电阻率测井。然而，为了清楚，下面的说明书使用电磁(EM)感应测井来突出与井筒电流相关的问题，且说明了用于最小化这些问题的方法。本领域中的普通技术人员会理解，本发明的实施例不是限制于EM感应测井工具，特别是包括在已知为传播工具的类似的工具上的应用，诸如市场上可买到的由SchlumberTechnology Corporation生产的Array Resistivity Compensated(ARC)工具。

电磁(EM)感应测井技术分两类：缆索和随钻测井(LWD)。缆索测井必需在电缆的端部处将仪器下降到井筒中，以实现地下测量。LWD技术使用设置在钻井组件的钻铤上的仪器，以在钻出井筒时进行测量。

传统的缆索和LWD EM测井仪器由天线实现，其起源和/或传感器的作用。在缆索EM测井仪器上，天线通常由硬塑料(绝缘)材料，例如，充满环氧树脂的层压的玻璃纤维材料构成的壳体封闭。在LWD EM测井仪器上，天线通常安装在金属支撑件(铤)上，以便承受在钻井期间遇到的恶劣的环境。或者，这些仪器可以由热塑(绝缘)材料构成。这些仪器的热塑材料提供用于安装天线的不导电的结构。美国专利No.6084052(转让给本受让人)披露了用于缆索和LWD应用中的基于复合物的测井仪器。

在缆索和LWD仪器上，天线通常沿着工具的轴线相互隔开。这些天线通常为螺线管类型的线圈，其包括一匝或者多匝围绕支撑件缠绕的绝缘的导线。例如，美国专利No.4651101、4873488和5235285(都转让给本受让人)披露了装备有沿着中间金属支撑件设置的天线的仪器。

在操作中，发射器天线由交流电供电，以通过井筒流体(这里也称为泥浆)将EM能量发射到地层中。在接收器天线处检测到的信号通常表示为复数(相位电压)，且反射发射的能量与泥浆和地层的相互作用。

携带电流的线圈(或者天线)可以表示为具有与电流和面积成正比的磁矩的磁偶极子。磁矩的方向和幅度可以由垂直于线圈平面的矢量表示。在传统的感应和传播测井仪器中，安装发射器和接收器天线，使得它们的磁偶板子与仪器的纵轴线对准。也就是，这些仪器具有纵向磁偶极子(LMD)。当LWD工具放置在井筒中且被供给能量来发射EM能量时，感应的涡电流在井筒和周围地层中围绕天线在环路中流动。这些涡电流在垂直于工具轴线(因此，井筒轴线)的平面上流动。因此，没有涡电流在井筒上下流动。

在EM感应测井领域中新兴的技术是使用包括倾斜的或者横向的天线的仪器，即，天线的磁偶极子相对于工具轴线倾斜或者垂直于工具轴线。也就是，这些仪器具有横向或者倾斜的磁偶极子(TMD)。这些TMD仪器可以感应涡电流，其在不垂直于井筒轴线的平面上流动。这样，这些TMD工具可以提供对下放平面、地层断面或者地层各向异性敏感的测量。例如，在美国专利No.4319191、5508616、5757191、5781436、6044325和6147496中描述了装配有TMD的测井仪器。

虽然TMD工具能够提供改进的地层电阻率测量，但是这些工具趋向于被井筒电流更多地影响，尤其是在高对比度情况下，即，当在井筒中的泥浆比地层更加导电。当TMD工具在井筒中心被供给能量时(如图1a中20所示)，其可以感应井筒中上下流动的涡电流。然而，由于对称，上下电流抵消，且没有净电流在井筒中流动。当TMD工具偏心时，对称消失。如果TMD工具在平行于其天线的磁偶极子的方向上偏心(如图1a中22所示)，相对于天线的对称被维持，且当天线被供给能量时，仍然没有沿着井筒轴线流动的净电流。然而，如果TMD在垂直于其天线的磁偶极子的方向上偏心(如图1a中21所示)，那么对称不再存在，且当天线被供给能量时，将有净电流在井筒中上下流动。在高对比度的情况下(即，导电泥浆和电阻地层)，井筒电流可以沿着井筒流动长距离。当这些电流通过TMD接收器时，它们感应不需要的信号，其可能比来自地层的信号大很多倍。

这些不需要的效应中的一些可以在数据处理期间衰减。例如，美国专利No.5041975(转让给本受让人)披露了一种用于处理来自井筒测量的数据的技术，以校正井筒效应。美国专利No.5058077披露了一种用于处理井下传感器数据的技术，以补偿在钻井期间在传感器上的偏心旋转的效应。美国专利No.6541979(转让给本受让人)披露了使用井筒电流效应的数学校正来减小井筒偏心率的效应的技术。

或者，来自井筒电流的不需要的效应可以在数据采集期间最小化。例如，美国专利No.6573722(转让给本受让人)披露了最小化通过TMD天线的井筒电流的方法。该专利这里通过引证在此引入。在一个实施例中，位于TMD天线下面的电极是硬连线到位于TMD天线上的另一个电极的，以提供TMD天线下的导电通路。该附加的导电通路降低了在TMD天线前面通过的井筒电流的量，这样最小化不需要的效应。然而，由于井下恶劣的环境(即，高温和高压)，硬连线易受电流泄漏或者电连续性的损耗的影响。在另一个实施例中，披露一种工具，其在井筒中(在TMD天线的任一侧上的两个电极之间)产生局部电流，其中和或者抵消了不需要的井筒电流。然而，局部电流本身在TMD天线上具有副作用，虽然比井筒电流的程度要小。

虽然这些现有技术的方法和工具提供了减小井筒电流的效应的装置，但是在简单和成本有效方法和设备的开发中仍然需要进一步改进，以减小或者消除井筒电流的不需要的效应。

发明内容

在一个方面，本发明的实施例涉及具有动态接触的测井工具，其提供径向导电通路，以减小或者消除通过接收器天线的井筒电流。根据本发明的测井工具包括导电心轴；围绕该导电心轴设置的天线阵列，其中，该天线阵列包括设置在绝缘支撑件上的多个天线，以及至少一个接触垫片，该至少一个接触垫片具有至少一个导体通道，该导体通道具有设置在其中的接触组件；以及设置在天线阵列上的套筒，其中，该套筒包括至少一个电极，该至少一个电极和接触组件适于提供从测井工具的外部到导电心轴的径向导电通路。

本发明的另一个方面涉及具有动态接触的测井工具，其提供径向导电通路，以减小或者消除通过接收器天线的井筒电流。根据本发明的测井工具包括导电心轴；围绕该导电心轴设置的天线阵列，其中，该天线阵列包括设置在绝缘支撑件上的多个天线，以及至少一个接触垫片，其包括电各向异性的材料；以及设置在天线阵列上的套筒，其中，该套筒包括至少一个电极，该至少一个电极和至少一个接触垫片适于提供从测井工具的外部到导电心轴的径向导电通路。

本发明的另一个方面涉及使用设置在井筒中的感应测井工具来用于感应测井的方法，其中，感应测井工具具有内部导电心轴、至少一个具有横向磁偶极子的天线，以及至少一个将内部导电心轴连接到暴露在感应测井工具的表面上的至少一个电极的径向导电通路，其中，该至少一个径向导电通路包括用于提供与内部导电心轴和至少一个电极的动态接触的接触组件。根据本发明的一个实施例的包括减小的井筒电流效应的用于电阻率测井的方法包括将来自在感应测井工具上的发射器天线的电磁能量发射到地层中；允许井筒中的电流流过至少一个径向导电通路到达内部导电心轴；以及测量在感应测井工具上的接收器天线中的感应信号。

从下面的描述和后附的权利要求书会明白本发明的其它方面和优点。

附图说明

图1a示出了在井筒内的电磁测井工具上的天线的平行和垂直偏心。

图1b示出了感应井筒电流在井筒中邻近垂直偏心的测井工具流动。

图2示出了具有设置在井筒中的各种电极的测井工具。

图3示出了根据本发明的一个实施例的具有动态接触电极的EM测井工具。

图4示出了根据本发明的另一个实施例的具有动态接触电极的EM测井工具。

图5示出了根据本发明的一个实施例的具有动态接触电极的EM测井工具。

图6a和6b示出了根据本发明的一个实施例的具有动态接触电极的EM测井工具的接触垫片。

图6c和6d示出了在图6a和6b中显示的EM测井工具的接触垫片的变体。

图7示出了根据本发明的另一个实施例的具有动态接触电极的EM测井工具。

图8示出了根据本发明的另一个实施例的具有动态接触电极的EM测井工具。

图9示出了根据本发明的另一个实施例的具有动态接触电极的EM测井工具的接触垫片。

图10示出了使用根据本发明的一个实施例的具有动态接触电极的EM测井工具来减小井筒电流效应的方法。

具体实施方式

本发明的实施例涉及用于减小或消除由井筒电流引起的不需要的效应的方法和设备。在一些实施例中，本发明的设备提供可靠的导电通路，以将井筒电流转移离开电阻率工具上的接收器。本发明的实施例可以承受恶劣的井下环境。

如上所述，很多不需要的效应是由于由工具偏心引起的井筒电流产生的。图1a示出了位于井筒的中心的横向或者倾斜的磁偶极子(TMD)20可以在两个可能的方向上在井筒13中偏心。这两个方向称为平行偏心22(平行于天线的磁偶极子的方向)和垂直偏心21。平行偏心22在井筒中产生涡电流。由于对称，没有净电流在井筒向上或者向下流动。这样，在平行偏心22处的工具不比优选的在井筒中心20处产生更多的不需要的效应。相反，在垂直偏心21处的工具将感应涡电流，以在井筒中上下流动，但是没有对称来抵消该上下电流。结果，垂直偏心21将引起重大的井筒电流23，如图1b所示。井筒电流23将在设置在电阻率仪器10上的接收器24中产生强信号。

在图1a中显示的垂直偏心21和平行偏心22示出了工具从井筒中心移位的极端。在典型的情况下，偏心可能位于这两个极端之间。

本发明为井筒电流引起的上述问题提供了一种简单和成本有效的方案。本发明的设备和方法通过提供径向导电通路来减小或者消除井筒电流，该径向导电通路发送井筒电流通过工具的内部心轴，这样减小了井筒电流通过接收器天线。

图2示出了根据本发明的一个实施例的具有一个或者多个天线阵列的测井工具(仪器)10。该测井工具可以是适于通过井筒运动的缆索、LWD或者随钻测量(MWD)型工具。该工具可以是感应工具，其中，地层测定是基于电压测量，或者是传播工具，其中地层测定是基于相移和衰减测量。当要求时，地层电阻率曲线可以通过将信号数据发送到地面来实时确定，或者其可以通过将数据记录在容纳于工具10中的合适的可记录的介质(没有显示)上来由记录的模式确定。

一堆天线阵列(“天线阵列”)围绕测井工具10中的导电心轴51设置。尽管使用导电心轴被认为对于感应测井工具是不需要的，但是Barber等已经表明，导电心轴(例如，铜或者不锈钢)可以用于感应测井工具，以产生更加坚固和结实的工具。详细来说，如转让给Barber等的美国专利No.4651101和4873488可见。如图2所示，天线阵列包括发射器15、上部接收器16和下部接收器17。发射器15和接收器16和17可以是LMD、TMD或者其组合。这些发射器和接收器通常是设置在不导电的支撑件上的天线，然后，这些天线连同支撑件一起围绕导电心轴设置。天线可以是螺线管型线圈天线、环形天线或者导致横向磁偶极子的任何线圈结构。

天线阵列在绝缘套筒(称为“套筒”)11内设置在工具10上。该套筒11保护天线阵列。在组装的最后阶段期间，通过将其滑到工具10上且邻近该堆阵列定位，套筒11密封地接附到工具10。套筒11可以由通常在工业中使用的任何持久的绝缘材料制成，例如，复合材料、弹性体或者橡胶。

如图2所示，至少有一对嵌入套筒11的电极12，以便发射器15通过该对电极12上下托架支撑。电极12暴露到井筒环境13。电极12可以是单个(例如，按钮)电极，或者环形(围绕套筒)，例如，箍或者环电极。使用单个电极12的实施例可以具有方位角地嵌入沿着工具通道的相同的纵向位置中的多个电极12。这些电极12可以由任何持久的导电材料制成，其通常在工业中使用，或者可以由本领域中的普通技术人员理解。

在优选实施例中，套筒11和电极12两者都由持久材料制成，以便防止由靠着井筒壁14摩擦引起的腐蚀(或者磨损)，或者由井筒环境13的腐蚀性特性引起的腐蚀。

因为套筒11由绝缘材料制成，现有技术的电极12由上下电极之间的导线连接，以产生发射器15(或者接收器16和17)后面的导电通路，以便电流在发射器15(或者接收器16和17)下流动。然而，这样的导线连接通常在恶劣的井下环境中故障，其中，温度可能到达300华氏温度或者更高，压力可能为20000psi或者更高。故障通常由用于工具上的各种材料的不同热膨胀系数引起。

通过使用可以适应不同的热膨胀的灵活的连接(动态接触)来替代直接的硬连线，以形成电极和导电心轴之间的导电通路，本发明的实施例克服了这些问题。本发明的实施例也考虑，当工具组件完成时，套筒11滑到该堆天线上。也就是，套筒11上的电极12和内部心轴之间的连接不能是硬连线，因为套筒11最后滑上。

图3是根据本发明的一个实施例的完全组装的测井工具的一部分的截面图。如所示的，包括垫片54、线轴50和接触垫片53的天线阵列组装在内部心轴51上(其可以是导电或者金属心轴、导线、金属杆或者柱等，且这里称为“导电心轴”)。其中嵌入电极12的绝缘套筒11覆盖和保护天线阵列。还显示的是设置在包括在接触垫片53中的导体通道55中的电接触组件(“接触组件”)52。接触组件52连同电极12一起形成从工具的外部到导电心轴51的导电通路。接触组件52如所示的包括弹簧。这只是示例性的。这里使用的“接触组件”涉及一种总的结构，其提供从电极12到导电心轴51的导电通路。接触组件可以采用任何形式，例如，导体件、导体件加上两个弹簧板、具有两个端板的弹簧等，如下更详细地描述。此外，在一些实施例中，包括接触组件的导体件可以是接触垫片53的整体部分。

在优选实施例中，电极12和接触组件52之间的接口不是硬连线，接触组件52和导电心轴51之间的接口也不是硬连线。这是因为当工具10暴露到升高的温度时，套筒11、天线阵列和导电心轴51可能表现不同的热膨胀。例如，由于热膨胀产生的天线阵列的伸长可能是最小的，因为大多数其部件由不导电的陶瓷制成。另一方面，导电心轴51会充分地膨胀，因为金属通常具有较高的热膨胀系数。

因此，根据本发明的实施例，接触组件52以动态方式起作用，以当温度改变时，维持与电极12接触的井筒环境(即，工具的外部)和导电心轴51之间的电连续性。接触组件52的数量和径向定位反映电极12的数量和径向定位。这些导电通路允许电流径向(从工具的外部进入工具的轴线)从井筒环境流入导电心轴51，且消除或者最小化沿着井筒轴线流动的电流。

图4是测井工具10的一部分的截面图，示出了根据本发明的一个实施例的接触组件52的详细视图。如所示的，接触组件52是包括外部接触头52a、内部接触头52b和弹簧52c的接触装置，安装有简单的弹簧。接触组件52的所有部分最好由导电材料制成。接触组件52定位在接触垫片53中的导体通道55内，接触垫片为天线阵列的组成部分，且使接触组件52与天线阵列中的其它部件绝缘。弹簧52c在外部接触头52a和内部接触头52b上施加相反的力。施加的力应该足够维持跨过界面61的外部接触头52a和电极12之间的电接触，而不管由改变热膨胀率引起的套筒11和天线阵列之间的移动。同样，该弹簧力维持跨过界面60的内部接触头52b和导电心轴51之间的电接触，而不管由改变热膨胀率引起的导电心轴51和天线阵列之间的移动。

外部和内部接触头52a和52b可以是任何形状和尺寸，且可以根据具体的工具设计来改变。弹簧52c可以以通常在工业中使用的任何方式来接附到外部和内部接触头52a和52b。例如，外部和内部接触头52a和52b可以具有倒螺线型面，以匹配弹簧52c的螺旋形，使得在接口处具有轻微的干涉，以确保它们不分离。或者，弹簧和接触头之间的接口可以被焊接，以确保甚至更加可靠，但是较小的灵活性的连接。

图5是根据本发明的另一个实施例的测井工具10的一部分的截面图。如所示的，接触组件52包括容纳在外部和内部接触头52a和52b(其可以由金属片或者模制成壳形的其它合适的导电材料制成)内的弹簧52c。接触组件52设置在接触垫片53中的导体通道55内。外部和内部接触头52a和52b以这样的方式连接，使得维持电连续性。同时，由于由弹簧52c施加的力，该连接适于允许外部和内部接触头52a和52b滑动开，这样维持与电极12和导电心轴51的接触。

图6a和6b示出了根据本发明的一个实施例的包括安装弹簧的接触组件的接触垫片53。接触组件52和接触垫片53制造为独立的单元。接触组件的外部接触头52a和内部接触头52b从绝缘接触垫片53突出，以便它们可以分别接触电极(在图3中显示为12)和导电心轴(在图3中显示为51)。

图6b是在图6a中显示的接触垫片53的截面图。该视图示出了弹簧52c、外部接触头52a和内部接触头52b径向定位在接触垫片53中的导体通道55内。如图6b所示，外部接触头52a和内部接触头52b具有比弹簧52c大的直径(接触组件具有哑铃形)，以便接触组件不会滑落出导体通道55。本领域中的普通技术人员可以理解，在不偏离本发明的范围的情况下，各种修改是可能的。例如，图6c示出了接触组件52的变体，其在内部接触头上具有肩部52s。图6d示出了这样的接触组件52可以从接触垫片环的内部放置到接触垫片53的导体通道55中。一旦接触组件52处于合适的位置中，且接触垫片53在心轴(没有显示)上滑动，通过心轴防止接触组件52滑落出导体通道55。

在图3-6中显示的接触组件52使用弹簧来提供动态接触。本领域中的普通技术人员可以理解，在不偏离本发明的范围的情况下，很多修改是可能的。例如，图7示出了根据本发明的另一个实施例的测井工具10的一部分的截面图。如所示的，接触组件52不包括弹簧，但是包括在导体件52f的两端上的两个弹簧板52d和52e。在该实施例中，导体件52f设置在导体通道55内，以提供跨过接触垫片53的导电通路。该动态接触由外部接触弹簧板52d和内部接触弹簧板52e提供。弹簧板52d和52e由通常用于工业的导电材料制成。

外部和内部弹簧板52d和52e每个可以咬接到切入接触垫片53中的燕尾槽53a中。或者，它们可以通过其它装置，例如，螺钉或者螺栓，固定到接触垫片53。外部和内部弹簧板52d和52e可以包括弓形弹簧52g来施加力，以分别维持与电极12和导电心轴51的动态接触，而不管由改变热膨胀率引起的导电心轴51、天线阵列和套筒11之间的移动。

图8示出了在图7中显示的接触组件52的变体的截面图。如所示的，接触组件52安装在导体通道55中，如图7所示。然而，导体件52f可以从接触垫片53中的导体通道55在两端突出，以便与外部和内部弹簧板52d和52e接触。在该实施例中，外部和内部弹簧板52d和52e咬接到燕尾槽12a和51a中，其分别切入电极12和导电心轴51中，而不是切入接触垫片53，如图7所示。

图9是在图8中显示的接触垫片的截面图，示出了当它们定位在接触垫片53的导体通道55内时的导体件52f的径向结构。

如上所述，本发明的实施例提供了从井筒环境(工具的外部)到导电内部心轴的径向电流通路，以减小或者消除井筒电流，其否则会流过接收器。径向通路是需要的，因为在方位角方向上(即，围绕工具的轴线)的电流将干扰在LMD或者TMD接收器处进行的测量，而纵向导电性(沿着工具的轴线)将干扰在TMD接收器处进行的测量。根据本发明的一个实施例，消除方位角或者纵向电流可以通过使用电各向异性材料来构成接触垫片53来实现。该各向异性材料将允许电流径向流动，但是不是方位角方向或者纵向的。在这些实施例中，在图7-9中显示的导体件52f和导体通道55可以是接触垫片53的整体部分。该动态接触可以由安装在电极(图7中的12)和导电心轴(图7中的51)上，或者在接触垫片53上的弹簧板来提供。

上述的是根据本发明的实施例的例子。本领域中的普通技术人员可以理解，在不偏离本发明的范围的情况下可以设想其它接触组件。例如，除了上述的弹簧或者弹簧板，接触组件可以包括其它机械的或者液压的装置，其在端板上施加力，以便接触组件可以维持与套筒上的电极和导电心轴接触。此外，在一些实施例中，尽管多个电极在图3中显示，单个电极12可以是足够的，例如，工具组件上的相邻部分可以包括导体，其可以提供电流分流器，以减小或者消除井筒电流。如上所述，本说明书使用EM感应测井工具作为例子。然而，本发明的实施例也可以应用到其它电阻率测井工具中。

图10示出了用于减小根据本发明的实施例的井筒电流效应的方法100。首先，感应测井工具或者传播测井工具(例如，图2中所示的10)设置在井筒中(步骤101)。测井工具具有内部导电心轴和至少一个将导电心轴连接到暴露在工具主体的外表面上的至少一个电极的动态接触组件。动态接触组件和暴露的电极为电流提供径向导电通路，以从井筒流到内部心轴。根据本发明的实施例，接触组件和内部心轴之间的接触，或者接触组件和电极之间的接触，或者两者都不是硬连线，以便即使存在测井工具中的各个部分的不同的热膨胀，也可以维持动态接触。

感应测井工具发射EM能量到地层中(步骤103)。EM能量依赖于工具偏心也可以感应井筒电流。如果井筒电流被感应，在工具上的径向导电通路分流井筒电流通过导电内部心轴(步骤105)。这样，径向导电通路减小了通过接收器天线的井筒电流的幅度。

本发明的优点包括方便的和低成本的方法和设备，用于有效地消除可以干扰电阻率测量的井筒电流。根据本发明的设备提供了从井筒到工具的内部心轴的有效的径向电通路，而不管用于工具中的各种材料的不同的热膨胀系数。

虽然参考有限数量的实施例描述了本发明，但是得益于本披露物的本领域中的普通技术人员可以理解，可以设想其它的实施例，其不偏离如这里披露的本发明的范围。因此，本发明的范围应该只由后附的权利要求书限定。

Claims

1.一种测井工具，其包括：

导电心轴；

围绕该导电心轴设置的天线阵列，其中，该天线阵列包括设置在绝缘支撑件上的多个天线，以及至少一个接触垫片，该至少一个接触垫片具有至少一个导体通道，该导体通道具有设置在其中的接触组件；以及

设置在天线阵列上的套筒，其中，该套筒包括至少一个电极，该至少一个电极和接触组件适于提供从测井工具的外部到导电心轴的径向导电通路。

2.如权利要求1所述的测井工具，其特征在于，该接触组件包括适于与至少一个电极和导电心轴形成动态接触的弹簧。

3.如权利要求1所述的测井工具，其特征在于，该接触组件包括具有接附到其端部的弹簧板的导体件，该弹簧板适于与至少一个电极和导电心轴形成动态接触。

4.如权利要求3所述的测井工具，其特征在于，该弹簧板每个设置在接触垫片上的燕尾槽中。

5.如权利要求1所述的测井工具，其特征在于，该接触组件包括导体件，至少一个电极和导电心轴包括适于与该导体件形成动态接触的弹簧板。

6.如权利要求5所述的测井工具，其特征在于，该导体件是接触垫片的整体部分。

7.如权利要求1所述的测井工具，其特征在于，多个天线的至少一个具有横向磁偶极子。

8.一种测井工具，其包括：

导电心轴；

围绕该导电心轴设置的天线阵列，其中，该天线阵列包括设置在绝缘支撑件上的多个天线，以及至少一个接触垫片，其包括电备向异性的材料；以及

设置在天线阵列上的套筒，其中，该套筒包括至少一个电极，该至少一个电极和至少一个接触垫片适于提供从测井工具的外部到导电心轴的径向导电通路。

9.如权利要求8所述的测井工具，其特征在于，该至少一个电极和导电心轴包括适于与至少一个接触垫片形成动态接触的弹簧板。

10.如权利要求8所述的测井工具，其特征在于，该接触垫片包括适于与该至少一个电极和导电心轴形成动态接触的弹簧板。

11.如权利要求8所述的测井工具，其特征在于，多个天线的至少一个具有横向磁偶极子。

12.一种使用设置在井筒中的测井工具的包括减小的井筒电流效应的用于电阻率测井的方法，其中，该测井工具具有内部导电心轴、至少一个具有横向磁偶极子的天线，以及至少一个将内部导电心轴连接到暴露在感应测井工具的表面上的至少一个电极的径向导电通路，其中，该至少一个径向导电通路包括用于提供与内部导电心轴和至少一个电极的动态接触的接触组件，该方法包括：

将来自在测井工具上的发射器天线的电磁能量发射到地层中；

允许井筒中的电流流过至少一个径向导电通路到达内部导电心轴；以及

测量在测井工具上的接收器天线中的感应信号。