CN204790025U - 温度补偿自调谐探头和核磁共振测井仪器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种温度补偿自调谐探头和核磁共振测井仪器。温度补偿自调谐探头包括条形磁铁和探测天线线圈；另外，温度补偿自调谐探头还包括：两端与控制模块相连接的线圈，绕装在条形磁铁上，且线圈产生的磁场方向与条形磁铁产生的磁场方向相同；和控制模块，用于向线圈供电和调整供电的电流的强度。本实用新型提供的应用于核磁共振测井仪器的温度补偿自调谐探头，控制模块向线圈供电、并控制电流的强度来增强条形磁铁的磁场，以此种方式来减小甚至消除其静磁场随温度变化的分布强度与室温下测试强度的偏差，避免出现仪器处于高温井下环境中实际探测深度与探测信号强度同地面测试的结果有很大误差的问题，其实用性显著。
Description
技术领域
本实用新型涉及石油开采设备技术领域，尤指一种温度补偿自调谐探头和一种核磁共振测井仪器。
背景技术
图1所示为静磁场下温度补偿自调谐核磁探头结构图，其中条形磁铁分为N极与S极(分布在探头左右两侧，静磁场方向如图1所标示)，探头的探测天线线圈位于探头的最上侧。探头的条形磁铁由钐钴材料制作，由于钐钴磁性材料自身的特性，其随温度变化会有一个静磁场负温度系数，例如常用的钐钴材料其静磁场的负温系数一般为-0.0004/℃，即负万分之四每摄氏度，意思是温度每升高1℃，其产生的静磁场强度B0会降低万分之四的比例。正是由于负温系数的存在，导致在高温下，条形磁铁的静磁场会相比常温下变化很大。由于核磁共振的原理，不同的静磁场强度B0对应不同的拉摩尔发射工作频率，当核磁仪器在实验室室温环境中进行某一固定工作频率的一系列刻度操作后，实际上是基于当前刻度时该固定工作频率所对应的静磁场B0探测区域进行的相关刻度操作。当仪器处于井下实际作业测试时，由于井下温度与室温相比变化非常大，例如南海区域，每100米地温梯度有些甚至高达4℃，意味着井深4000米的深井，井下温度可达175℃之高，此时当核磁仪器探头处于该温度环境下时，由于条形磁铁负温度系数的存在，会导致其相应探测位置上静磁场强度B0下降很多，如果此时再用实验室刻度时使用的工作频率进行相关作业测试，会导致探测敏感区位置变化，从而影响测试的精度。
即：现有核磁共振测井仪器所使用的探头中，永磁体材料的条形磁铁一般都采用钐钴磁体，该条形磁铁材料在升温过程中，其磁场强度会随着温度的增加而逐渐衰减，当核磁共振仪器的探头处于井下高温环境中时，其静磁场的分布强度与室温下测试强度有很大偏差，容易导致仪器高温井下实际探测深度与探测信号强度同地面测试的结果有很大的误差，会导致测量结果误差偏大。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种应用于核磁共振测井仪器的温度补偿自调谐探头，能够在核磁共振仪器的探头处于井下高温环境中时，减小甚至消除其静磁场随温度变化的分布强度与室温下测试强度的偏差，避免出现仪器处于高温井下环境中实际探测深度与探测信号强度同地面测试的结果有很大误差的问题。
为了达到本实用新型目的，本实用新型提供了一种应用于核磁共振测井仪器的温度补偿自调谐探头，包括条形磁铁和探测天线线圈；另外，所述温度补偿自调谐探头还包括：两端与控制模块相连接的线圈，绕装在所述条形磁铁上，且所述线圈产生的磁场方向与所述条形磁铁产生的磁场方向相同；和所述控制模块，用于向所述线圈供电和调整供电的电流的强度。
可选地，所述温度补偿自调谐探头还包括：温度传感器，临近所述条形磁铁安装，用于感知所述条形磁铁的温度；温度采集模块，连接所述温度传感器和所述控制模块，用于将采集到的所述温度传感器感知的温度信息传输给所述控制模块；其中，所述控制模块根据得到的所述温度采集模块传输的温度信息来调整所述线圈内的电流的强度。
可选地，所述温度补偿自调谐探头还包括：磁感应传感器，安装在所述条形磁铁的端部处，用于感知所述条形磁铁端部处的磁场强度；和磁感应采集模块，连接所述磁感应传感器与所述控制模块，用于将采集到的所述磁感应传感器的磁感应信息传输给控制模块；其中，所述控制模块根据得到的所述温度采集模块传输的温度信息和所述磁感应采集模块传输的磁感应信息来调整所述线圈内的电流的强度。
可选地，所述磁感应传感器为霍尔探头，所述磁感应采集模块为霍尔探头采集处理电路。
可选地，所述温度传感器为热偶电阻，所述温度采集模块为温度采集处理电路。
可选地，所述条形磁铁的材质为钐钴磁体。
可选地，所述控制模块包括本体控制单元和与所述本体控制单元相连接的供电模块。
本实用新型还提供了一种核磁共振测井仪器，包括：本体；和上述任一实施例所述的应用于核磁共振测井仪器的温度补偿自调谐探头，所述温度补偿自调探头安装在所述本体上。
本实用新型提供的应用于核磁共振测井仪器的温度补偿自调谐探头，控制模块向线圈供电、并控制电流的强度来增强条形磁铁的磁场，以此种方式来减小甚至消除其静磁场随温度变化的分布强度与室温下测试强度的偏差，避免出现仪器处于高温井下环境中实际探测深度与探测信号强度同地面测试的结果有很大误差的问题，其实用性显著。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。
图1为相关技术的探头的结构示意图；
图2为本实用新型一个实施例所述的应用于核磁共振测井仪器的温度补偿自调谐探头的结构示意图。
其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1’条形磁铁，2’探测天线线圈。
图2中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1条形磁铁，2探测天线线圈，3温度传感器，4温度采集模块，5线圈，6控制模块，7磁感应传感器，8磁感应采集模块。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面结合附图描述本实用新型一些实施例所述的应用于核磁共振测井仪器的温度补偿自调谐探头和核磁共振测井仪器。
本实用新型提供的应用于核磁共振测井仪器的温度补偿自调谐探头，如图2所示，包括条形磁铁1和探测天线线圈2；另外，温度补偿自调谐探头还包括：两端与控制模块6相连接的线圈5，绕装在条形磁铁1上，且线圈5产生的磁场方向与条形磁铁1产生的磁场方向相同；和控制模块6，用于向线圈5供电和调整供电的电流的强度。
本实用新型提供的应用于核磁共振测井仪器的温度补偿自调谐探头，控制模块向线圈供电、并控制电流的强度来增强条形磁铁的磁场，以此种方式来减小甚至消除其静磁场随温度变化的分布强度与室温下测试强度的偏差，避免出现仪器处于高温井下环境中实际探测深度与探测信号强度同地面测试的结果有很大误差的问题，其实用性显著。
本实用新型的目的是：保证当前工作频率随外部环境温度变化后的待测区域的叠加磁场大小值与实验室室温刻度下静磁场值一致，从而保证无论外部环境温度如何变化，其对应探头探测区域内的总磁场强度保持不变或接近(因为核磁共振理论，工作频率与对应探测区域内磁场强度成正比，则在实验室刻度时，当前某个工作频率下进行刻度，则是当前工作频率对应的相应静磁场B0探测区域下进行的刻度，只要保持实际井下测试过程中探头随环境温度变化后探测区域内的总磁场强度不变或者接近，则该工作频率总能探测到对实验室刻度环境下进行刻度与测试时对应的探测区域或者探测深度区域)，这样能够有效确保探头的实际测试精度及探测深度。
另外，在本实用新型提供的应用于核磁共振测井仪器的温度补偿自调谐探头中：
优选地，如图2所示，温度补偿自调谐探头还包括：温度传感器3，临近条形磁铁1安装，用于感知条形磁铁1的温度；温度采集模块4，连接温度传感器3和控制模块6，用于将采集到的温度传感器3感知的温度信息传输给控制模块6；其中，控制模块6根据得到的温度采集模块4传输的温度信息来调整线圈5内的电流的强度，实现闭环控制，使探头内工作状态下叠加的磁场强度与实验室刻度是对应的静磁场强度B0相同，以保证该工作频率总能探测到实验室刻度环境下该探测区域深度，确保探头的实际测试精度及探测深度。
进一步地，如图2所示，温度补偿自调谐探头还包括：磁感应传感器7，安装在条形磁铁1的端部处，用于感知条形磁铁1端部处的磁场强度；和磁感应采集模块8，连接磁感应传感器7与控制模块6，用于将采集到的磁感应传感器7的磁感应信息传输给控制模块6；其中，控制模块6根据得到的温度采集模块4传输的温度信息和磁感应采集模块8传输的磁感应信息来调整线圈5内的电流的强度。
当然，也可以仅设置磁感应传感器7和磁感应采集模块8(而不设置温度传感器3和温度采集模块)，也可实现本申请的目的，其宗旨未脱离本实用新型的设计思想，在此不再赘述，但应属于本申请的保护范围内。
优选地，磁感应传感器7为霍尔探头(或红外传感器等)，磁感应采集模块8为霍尔探头采集处理电路。
优选地，温度传感器3为热偶电阻(或热敏电阻、红外传感器等)，温度采集模块4为温度采集处理电路。
优选地，条形磁铁1的材质为钐钴磁体。
温度传感器采用热偶电阻，通过一个恒流源流经该热偶电阻产生一个电压信号，热偶电阻随温度变化其电阻值会成线性变化，如果保持恒流源电流不变，则热偶电阻两端会产生一个随温度变化的电压，本方案采用一个温度采集处理电路对该电压进行采集处理，从而得出当前的条形磁铁温度值，通过预先获知的钐钴材料的负温系数推算出在当前温度下条形磁铁静磁场B0的衰减比例，从而得到一个计算出来的对应当前温度的B0-1值。霍尔探头置于条形磁铁的中心靠右位置，实时监控条形磁铁静磁场的变化，由后续霍尔探头采集处理电路进行信号采集并计算当前温度下的实际静磁场的变化值B0-2。温度采集处理电路与霍尔探头采集处理电路将两路传感器(温度传感器、霍尔探头)采集并计算得到的两个静磁场变化值输出到电流控制模块电路进行相关的判断，电流控制模块电路将两路处理电路输入的静磁场变化值进行比较，当发现两路处理电路计算得到的静磁场变化值误差在1高斯以内时，则取两路静磁场变化值的平均值作为当前温度下最终的静磁场变化值，当两处理电路计算得到的静磁场变化值相比较误差超过1高斯时，则以温度采集处理电路计算得到的当前温度下静磁场变化值作为最终结果。电流控制模块电路主要控制套装在条形磁铁上的线圈所流经的电流大小值，该电流线圈流经电流的方向如图2中所标识，通过对电流大小的控制，从而得到对应不同强度的电磁场B1，该B1与探头静磁场B0-3(当前温度下得到的静磁场值)方向相同，B0-3与B1在空间上是互相叠加作用(叠加后之和为实验室室温下刻度测试时的静磁场B0或趋近于实验室室温下刻度测试时的静磁场B0)。电流控制模块电路将根据最终得到的当前温度对应的静磁场变化值得出一个合适的电流大小，通过控制线圈产生对应的电磁场B1来补偿当前温度下静磁场B0-3的变化值，从而实现当前温度及工作频率下对应的待测区域的叠加磁场大小值与实验室室温刻度下待测区域的静磁场值一致，保证无论外部环境温度如何变化，其对应探头探测区域内的总磁场强度保持不变或接近，这样能够有效确保探头的实际测试精度及探测深度。
本实用新型的一个具体实施例中，控制模块6包括本体控制单元和与本体控制单元相连接的供电模块。
其中，本体控制单元与霍尔探头采集处理电路、温度采集电路相连接，供电模块通过本体控制单元与线圈相连接。
本实用新型还提供的核磁共振测井仪器(图中未示出)，包括：本体；和上述任一实施例的应用于核磁共振测井仪器的温度补偿自调谐探头，温度补偿自调探头安装在本体上。
综上所述，本实用新型提供的应用于核磁共振测井仪器的温度补偿自调谐探头，控制模块向线圈供电、并控制电流的强度来增强条形磁铁的磁场，以此种方式来减小甚至消除其静磁场随温度变化的分布强度与室温下测试强度的偏差，避免出现仪器处于高温井下环境中实际探测深度与探测信号强度同地面测试的结果有很大误差的问题，其实用性显著。
在本实用新型的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (8)
1.一种应用于核磁共振测井仪器的温度补偿自调谐探头，包括条形磁铁(1)和探测天线线圈(2)，其特征在于，还包括：
两端与控制模块(6)相连接的线圈(5)，绕装在所述条形磁铁(1)上，且所述线圈(5)产生的磁场方向与所述条形磁铁(1)产生的磁场方向相同；和
所述控制模块(6)，用于向所述线圈(5)供电和调整供电的电流的强度。
2.根据权利要求1所述的温度补偿自调谐探头，其特征在于，还包括：
温度传感器(3)，临近所述条形磁铁(1)安装，用于感知所述条形磁铁(1)的温度；
温度采集模块(4)，连接所述温度传感器(3)和所述控制模块(6)，用于将采集到的所述温度传感器(3)感知的温度信息传输给所述控制模块(6)；
其中，所述控制模块(6)根据得到的所述温度采集模块(4)传输的温度信息来调整所述线圈(5)内的电流的强度。
3.根据权利要求2所述的温度补偿自调谐探头，其特征在于，还包括：
磁感应传感器(7)，安装在所述条形磁铁(1)的端部处，用于感知所述条形磁铁(1)端部处的磁场强度；和
磁感应采集模块(8)，连接所述磁感应传感器(7)与所述控制模块(6)，用于将采集到的所述磁感应传感器(7)的磁感应信息传输给控制模块(6)；
其中，所述控制模块(6)根据得到的所述温度采集模块(4)传输的温度信息和所述磁感应采集模块(8)传输的磁感应信息来调整所述线圈(5)内的电流的强度。
4.根据权利要求3所述的温度补偿自调谐探头，其特征在于，所述磁感应传感器(7)为霍尔探头，所述磁感应采集模块(8)为霍尔探头采集处理电路。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的温度补偿自调谐探头，其特征在于，所述温度传感器(3)为热偶电阻，所述温度采集模块(4)为温度采集处理电路。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的温度补偿自调谐探头，其特征在于，所述条形磁铁(1)的材质为钐钴磁体。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的温度补偿自调谐探头，其特征在于，所述控制模块(6)包括本体控制单元和与所述本体控制单元相连接的供电模块。
8.一种核磁共振测井仪器，其特征在于，包括：
本体；和
如权利要求1至7中任一项所述的应用于核磁共振测井仪器的温度补偿自调谐探头，所述温度补偿自调探头安装在所述本体上。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201520493622.2U CN204790025U (zh) | 2015-07-09 | 2015-07-09 | 温度补偿自调谐探头和核磁共振测井仪器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201520493622.2U CN204790025U (zh) | 2015-07-09 | 2015-07-09 | 温度补偿自调谐探头和核磁共振测井仪器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204790025U true CN204790025U (zh) | 2015-11-18 |
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ID=54530041
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| CN201520493622.2U Active CN204790025U (zh) | 2015-07-09 | 2015-07-09 | 温度补偿自调谐探头和核磁共振测井仪器 |
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|---|---|
| CN (1) | CN204790025U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106710393A (zh) * | 2017-01-01 | 2017-05-24 | 重庆科技学院 | 一种小型静磁场实验装置 |
| CN108811298A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-13 | 中国原子能科学研究院 | 一种温度补偿自动调节回旋加速器主磁场的系统和方法 |
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2015
- 2015-07-09 CN CN201520493622.2U patent/CN204790025U/zh active Active
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN106710393A (zh) * | 2017-01-01 | 2017-05-24 | 重庆科技学院 | 一种小型静磁场实验装置 |
| CN108811298A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-11-13 | 中国原子能科学研究院 | 一种温度补偿自动调节回旋加速器主磁场的系统和方法 |
| CN108811298B (zh) * | 2018-06-27 | 2020-01-24 | 中国原子能科学研究院 | 一种温度补偿自动调节回旋加速器主磁场的系统和方法 |
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