CN203614093U - 一种超宽带随钻测井三维成像采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超宽带随钻测井三维成像采集装置，包括安装在介质基板一面上的蝶形天线，在介质基板另一面上设置有吸波层，吸波层上设置有拱形屏蔽腔，形成成像采集天线，所述的成像采集天线分为发射天线和接收天线，发射天线和接收天线的结构相同，成像采集天线的拱形屏蔽腔的弧面贴合在天线套筒的外壁上；所述的天线套筒中间位置对称设置有两个发射天线，天线套筒轴向两端上距离发射天线相等的位置处分别设置有接收天线，天线套筒每端的同一截面上十字对称设置有四个接收天线。本实用新型为随钻测井提供了一种非导电性钻井液条件下成像数据的准确采集装置。测量精度高，不易破坏，使用寿命长。

Description

一种超宽带随钻测井三维成像采集装置

技术领域

本实用新型属于测井领域，具体涉及一种超宽带随钻测井三维成像采集装置。

背景技术

随着人类对资源开发利用的深化，石油的探测与开采越来越受到重视和应用。地球物理学家和地质学家对于油藏的分层地位及不同分层结构的岩性和裂缝等的判断需要使用钻井成像技术。地震波分析方法和地层倾角处理方法的结合使用使得钻井成像技术不仅能够得到更为精确的油藏展开图，同时也能得到更可靠的油井分布判断。

钻井成像技术要对井眼周围360°方位角的数据信息进行采集然后分析成像，它对分辨率有很高的要求。传统的测井工具更多的是采用声波、地震波、低频电流信号及单频的连续波信号进行探测，但这些方法对于现今广泛采用的非导电性油基钻泥（Oil-based Mud）、合成基钻泥（Synthetic-basedMud）或是深水领域测井等应用有一定的局限性。然而采用超宽带电磁脉冲技术的钻井雷达技术就可以得到较宽频率范围内的较完整的介质信息，这样可以提高地质数据及钻井成像反演的精确度。传统的微电阻率成像设备需要利用电极在导电性

钻井液中的传导电流工作，不能在非导电性井下环境中使用；且井壁不规则或极板和井壁之间钻井液较厚时，该装置会降低工作效率和准确性；另外，当使用随钻测量工具时，需要测量传感器与钻头一同保持旋转状态，井壁粗糙时很难实现精确的测量。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种超宽带随钻测井三维成像采集装置，解决非导电性钻井液条件下成像数据的采集准确性问题。

为了实现上述任务，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种超宽带随钻测井三维成像采集装置，包括安装在介质基板一面上的带有馈电线的蝶形天线，在介质基板另一面上设置有吸波层，基板和吸波层安装在一侧开口的拱形屏蔽腔内，蝶形天线伸出拱形屏蔽腔的开口外，整体形成一个成像采集天线，所述的成像采集天线分为发射天线和接收天线，发射天线和接收天线的结构相同，成像采集天线的拱形屏蔽腔的弧面贴合安装在天线套筒的外壁上；

所述的天线套筒中间位置对称设置有两个发射天线，天线套筒轴向两端上距离发射天线相等的位置处分别设置有接收天线，天线套筒每端的同一截面上十字对称设置有四个接收天线。

本实用新型还具有如下技术特征：

所述的天线套筒的外径为19cm。

所述的发射天线和接收天线沿着天线套筒轴向的垂直距离为25cm。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型的超宽带随钻测井三维成像采集装置，采用了高频电磁脉冲技术，利用有吸波层和屏蔽腔的蝶形天线作为采集天线，设置合理的收发天线间距，从而为随钻测井提供了一种非导电性钻井液条件下成像数据的准确采集装置。测量精度高，不易破坏，使用寿命长。

附图说明

图1是本实用新型的成像采集天线的正视结构示意图。

图2是本实用新型的成像采集天线的俯视结构示意图。

图3是本实用新型的成像采集天线的布局示意图。

图4是本实用新型的成像采集天线的俯视布局示意图。

图5是本实用新型的工作环境井下结构示意图。

图中各个标号的含义为：1-蝶形天线，2-介质基板，3-吸波层，4-拱形屏蔽腔，5-成像采集天线，6-发射天线，7-接收天线，8-天线套筒，9-地质层，10-裂隙，11-馈电线。

以下结合附图和实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细地说明。

具体实施方式

针对钻井成像技术发展以来的遇到的测量难点及限制，提出了一种利用高频电磁脉冲技术的钻井成像采集装置。时域脉冲信号的超宽带频谱特性，具有实现连续测量不同频率变化范围内的介质散射曲线的潜力，同时这一设计思想也很好地解决了非导电性媒质中的成像测量问题，更为随钻（LWD）成像测量工具提供了一种可选方案。

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

遵从上述技术方案，如图1至图4所示，本实施例给出一种超宽带随钻测井三维成像采集装置，包括安装在介质基板2一面上的带有馈电线11的蝶形天线1，在介质基板2另一面上设置有吸波层3，基板2和吸波层3安装在一侧开口的拱形屏蔽腔4内，蝶形天线1伸出拱形屏蔽腔4的开口外，整体形成一个成像采集天线5，所述的成像采集天线5分为发射天线6和接收天线7，发射天线6和接收天线7的结构相同，成像采集天线5的拱形屏蔽腔4的弧面贴合安装在天线套筒8的外壁上；

所述的天线套筒8中间位置对称设置有两个发射天线6，天线套筒8轴向两端上距离发射天线6相等的位置处分别设置有接收天线7，天线套筒8每端的同一截面上十字对称设置有四个接收天线7。

天线套筒8的外径为19cm。钻井工具的几何尺寸设计中需要满足：钻井工具直径<天线套筒<井筒直径。实际中的钻井工具直径范围是15-18cm，本设计中直径为19cm的天线套筒使用于直径为20.32cm的井筒。

发射天线6和接收天线7沿着天线套筒8轴向的垂直距离为25cm。收发天线间距小于15cm会产生较大的直达波耦合，间距大于30cm时接收天线的信号强度太弱且分辨率降低，收发天线间距取15cm～25cm的25cm能够更好的实现收发天线的信号传输。

吸波层3采用耐高温聚氨酯泡沫吸波材料制成。该材料结构较为柔软，可与天线及屏蔽腔紧密贴合，且具有压缩性；泡沫材料内部吸收的石墨等导电性材料具有稳定的宽带吸波性能，耐高温且性价比高。

本实用新型的工作过程如下所述：

在如图5所示的周围地质层9中有裂隙10的井中，由含雪崩三极管的高斯脉冲产生电路产生具有超宽频谱的高斯脉冲信号，高斯脉冲信号通过采集天线5的馈电线11传输到天线套筒8壁上的发射天线6，发射天线6向空间发射电磁波，电磁波遇到井下地质层9和裂缝10会发生反射，反射的电磁波的通过接收天线7的馈电线11传送到采样电路，采样电路得到的数据通过光缆或电缆传输到处理器并进行图像处理和分析。

Claims (3)

1.一种超宽带随钻测井三维成像采集装置，包括安装在介质基板（2）一面上的带有馈电线（11）的蝶形天线（1），其特征在于，在介质基板（2）另一面上设置有吸波层（3），基板（2）和吸波层（3）安装在一侧开口的拱形屏蔽腔（4）内，蝶形天线（1）伸出拱形屏蔽腔（4）的开口外，整体形成一个成像采集天线（5），所述的成像采集天线（5）分为发射天线（6）和接收天线（7），发射天线（6）和接收天线（7）的结构相同，成像采集天线（5）的拱形屏蔽腔（4）的弧面贴合安装在天线套筒（8）的外壁上；

所述的天线套筒（8）中间位置对称设置有两个发射天线（6），天线套筒（8）轴向两端上距离发射天线（6）相等的位置处分别设置有接收天线（7），天线套筒（8）每端的同一截面上十字对称设置有四个接收天线（7）。

2.如权利要求1所述的超宽带随钻测井三维成像采集装置，其特征在于，所述的天线套筒（8）外径为19cm。

3.如权利要求1所述的超宽带随钻测井三维成像采集装置，其特征在于，所述的发射天线（6）和接收天线（7）沿着天线套筒（8）轴向的垂直距离为25cm。

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