CN217766198U - 一种岩心电阻率测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种岩心电阻率测量装置，包括：用于承载岩心的衬管；沿衬管外侧周向均匀设置的多个线圈单元，各线圈单元包括相互对称设置的激励线圈和感应线圈；控制线圈单元依次开闭的单元阵列模拟开关阵；以及与单元阵列模拟开关阵电性连接的检测系统，其中，衬管能够沿其中心轴线相对于线圈单元移动，使得激励线圈的电磁场发生变化，并由感应线圈将变化传递给检测系统。本实用新型通过设置多个线圈单元，沿着衬管的圆周方向均匀设置，能够在不破坏衬管和岩心的情况下，对岩心的圆周方向各个点位的电阻率进行快速测量，增强电阻率的准确性。并且，能够在岩心移动的同时进行测量，提高转移效率，增强电阻率测量的连续性。

Description

一种岩心电阻率测量装置

技术领域

本实用新型属于石油天然气钻探技术领域，具体地，涉及一种岩心电阻率测量装置。

背景技术

岩心是根据地质勘查工作或工程的需要，使用环状岩心钻头及其他取心工具，从孔内取出的圆柱状岩石样品。

测量岩心的电阻率是描述储集层特性的主要方法。电阻率的变化反映出储层孔隙度和组构的变化。传统的岩心电阻率测量装置采用与岩心直接电接触的四极法。这种装置需要与样品接触，采用电极输入电流，测量岩样两个电极间电压的方式，经过计算得到岩心的电阻率。在对岩心测量时，由于岩心外侧有一层非金属的衬管，要接触岩心就必须在衬管上打孔，造成对原位样品的破坏。上述装置在特殊环境下适应性差，无法进行快速的无损检测。

实用新型内容

针对如上所述的技术问题，本实用新型旨在提出一种岩心电阻率测量装置，其能够在不接触岩心的情况下，完成岩心电阻率的测量。

根据本实用新型，提供了一种岩心电阻率测量装置，包括：用于承载岩心的衬管；

沿所述衬管外侧周向均匀设置的多个线圈单元，各所述线圈单元包括相互对称设置的激励线圈和感应线圈；控制所述线圈单元依次开闭的单元阵列模拟开关阵；以及与所述单元阵列模拟开关阵电性连接的检测系统，其中，所述衬管能够沿其中心轴线相对于所述线圈单元移动，使得所述激励线圈的电磁场发生变化，并由所述感应线圈将所述变化传递给所述检测系统。

在一个实施例中，所述岩心电阻率测量装置还包括磁屏蔽筒，所述磁屏蔽筒间隙式套设在所述衬管的外侧形成密封腔，所述线圈单元设置在所述磁屏蔽筒的内侧。

在一个实施例中，在所述磁屏蔽筒的内侧设置有凹槽，在所述凹槽的内壁设置有基底材料，所述线圈单元固定设置在所述基底材料上。

在一个实施例中，所述岩心电阻率测量装置还包括岩心自动居中模块，所述岩心自动居中模块用于使所述衬管到多个所述线圈单元的距离一致。

在一个实施例中，所述岩心自动居中模块包括与所述磁屏蔽筒连接的接头，沿所述接头的周向均匀设置有多个导向块，多个所述导向块的工作面构成与所述衬管外壁吻合的圆形，所述圆形的圆心与所述磁屏蔽筒的中心轴线重合。

在一个实施例中，所述岩心电阻率测量装置还包括保温模块，所述保温模块包括套设在所述磁屏蔽筒和所述岩心自动居中模块外侧的保温筒。

在一个实施例中，所述保温模块还包括绕设在所述磁屏蔽筒和所述岩心自动居中模块外壁上的冷却管，所述冷却管设置在所述保温筒的内侧。

在一个实施例中，所述线圈单元的中心轴线相交于一点，并且相交点位于衬管的中心轴线上。

在一个实施例中，所述检测系统包括依次电性连接的信号采集模块、信号处理模块和信号显示模块。

与现有技术相比，本申请具备如下优点。

本实用新型通过设置多个线圈单元，沿着衬管的圆周方向均匀设置，能够在不破坏衬管和岩心的情况下，对岩心的圆周方向各个点位的电阻率进行快速测量，增强电阻率的准确性。并且，能够在岩心移动的同时进行测量，提高转移效率，增强电阻率测量的连续性。

附图说明

下面将参照附图对本实用新型进行说明。

图1显示了根据本实用新型的一种岩心电阻率测量装置的一种实施例的示意图；

图2显示了根据本实用新型的阵列线圈的一种实施例的示意图；

图3显示了根据本实用新型的岩心自动居中模块的一种实施例的示意图；

图4显示了根据本实用新型的检测系统的示意图。

图中：1、衬管；21、线圈单元；22、单元阵列模拟开关阵；23、信号采集模块；24、信号处理模块；25、信号显示模块；3、磁屏蔽筒；31、凹槽；32、基底材料；4、岩心自动居中模块；41、接头；42、导向块；5、保温模块；51、保温筒；52、冷却管；6、导线。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本实用新型的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本实用新型进行介绍。

图1显示了根据本实用新型的一种岩心电阻率测量装置100的结构。如图1和图4所示，一种岩心电阻率测量装置100包括衬管1、多个线圈单元21、单元阵列模拟开关阵22和检测系统，检测系统包括信号采集模块23、信号处理模块24和信号显示模块25。如图2所示，多个线圈单元21沿着衬管1的圆周方向均匀设置在衬管1的外侧，构造成一个阵列线圈，其中，所有线圈单元21的中心轴线交于一点，并且交点位于衬管1的中心轴线上，从而保证线圈单元21到衬管1的距离一致，便于后续的数据处理。线圈单元21包括相互对称设置的用于产生电磁场的激励线圈和用于感应电磁场变化的感应线圈。阵列线圈与单元阵列模拟开关阵22通过导线6电性连接，单元阵列模拟开关阵22用于控制每个线圈单元21的电性开闭。信号采集模块23、信号处理模块24和信号显示模块25依次与单元阵列模拟开关阵22电性连接。在工作过程中，衬管1沿着其中心轴线的方向相对于线圈单元21移动，信号采集模块23采集每个线圈单元21的电信号变化，经过信号处理模块24分析处理之后传递给信号显示模块25，最后以曲线、图片和表格等方式进行显示。

根据本实用新型的一个具体的实施例，岩心电阻率测量装置100还包括磁屏蔽筒3，线圈单元21设置在磁屏蔽筒3的内部，磁屏蔽筒3的内径大于衬管1的外径，对岩心的电阻率进行检测的过程在磁屏蔽筒3的内部完成。通过设置磁屏蔽筒3能够减小外部环境对内部电磁场的影响环境，增强检测的准确性。

在一个具体的实施例中，在磁屏蔽筒3的内壁沿其圆周方向设置有环形的凹槽31，在凹槽31的内壁设置有基底材料32，线圈单元21则固定设置在基底材料32上。通过这种设置，提高线圈单元21在工作时的抗干扰能力，提高检测的准确性。

容易理解，本实用新型中的基底材料32是指用于开发半导体、器件、组件或薄膜的陶瓷或绝缘体，是电子器件的常用材料。

在一个优选的实施例中，岩心电阻率测量装置100还包括岩心自动居中模块4。岩心自动居中模块4使衬管1的中心轴向始终与线圈单元21组成的阵列线圈的中心重合，确保在检测过程中，衬管1内的岩心到各个线圈单元21的距离一致，便于之后对采集到的线圈单元21的电信号进行处理。

根据本实用新型，岩心电阻率测量装置100还包括保温模块5。保温模块5包括缠绕在磁屏蔽筒3和岩心自动居中模块4外壁上的冷却管52以及套设在磁屏蔽筒3和岩心自动居中模块4外部的保温筒51，冷却管52位于保温筒51内。冷却管52内循环冷却液，对装置进行降温，以此来维持岩心自身温度。保温筒51则减少岩心与外界的温度交换，进一步维持岩心自身的温度。

在一个具体的实施例中，岩心自动居中模块4包括接头41和多个导向块42。接头41通过螺纹连接在磁屏蔽筒3的一端，磁屏蔽筒3和接头41的另一端则通过螺纹与其他岩心转运设备(图中未示出)连接，从而形成密闭的保压空腔，有利于岩心的保护性输送。如图3所示，在本实施例中，导向块42的数量为三个，沿接头41的圆周方向均匀设置，导向块42的与衬管1接触的一端设置为圆弧面，另一端与保温筒51抵接。在这种设置下，三个导向块42的圆弧面构成一个与衬管1的外壁吻合的圆形，使衬管1到每个线圈单元21的距离均一致。

另外，根据本实用新型，岩心自动居中模块4还有另一种实施例。岩心自动居中模块4包括接头41和三个导向块42，导向块42沿着接头41的圆周方向均匀分布。不同的是，在本实施例中，导向块42沿接头41的径向滑动式设置，并且，在导向块42上设置有接触传感器，以及控制导向块42移动的动力机构，比如直线电机等，动力机构控制三个导向块42移动相同距离。通过这种设置，当接触传感器感应到其中任意导向块42没有与衬管1接触时，通过动力机构控制三个导向块42同时向衬管1方向移动，直至三个导向块42均与衬管1接触，从而使衬管到各个线圈单元21的距离一致。

根据本实用新型，本实用新型提供的岩心电阻率测量装置100的使用方法如下。

使承载岩心的衬管1从多个线圈单元21构成的阵列线圈中部穿过，衬管1在岩心自动居中模块4的作用下居中，从而使岩心到达各个线圈单元21的距离一致。在这一过程中，衬管1的移动速度保持匀速，便于后续信号处理。

使用单元阵列模拟开关阵控制线圈单元依次循环开闭，对岩心的周向多个点位依次进行测量。即，通过单元阵列模拟开关阵22依次循环对各个线圈单元的激励线圈通入交流电，在交流电的作用下，激励线圈产生电磁场。岩心的电阻分布并不均匀，在移动过程中电阻的变化导致激励线圈产生的电磁场在岩心中产生的涡流磁场发生变化，进而引起感应线圈收到的电信号产生变化。随后，信号采集模块23收集感应线圈的变化的电信号传递给信号处理模块24，信号处理模块24对该电信号进行差分或其他处理，处理完毕之后发送给信号显示模块25，以曲线、图片或表格等方式进行显示。在本实施例中，交流电的交流频率可变，实现对岩心的定点变频扫描，进而通过信号采集模块23、信号处理模块24、信号显示模块25形成岩心剖面的电阻率测量数据。

容易理解，单元阵列模拟开关阵22、信号采集模块23、信号处理模块24和信号显示模块25都是现有技术，采用现有的电路集成模块，在此不再赘述。

单元阵列模拟开关阵22控制阵列线圈中的线圈单元21完成一周的检测之后，即可形成立体岩心剖面的电阻率测量数据，随着岩心的移动，多点测量后，可形成岩心整体的电阻率剖面的电阻率测量数据。

本实用新型能够在不接触岩心的情况下完成对岩心电阻率的测量，并且操作简单，加快了岩心电阻率的测量效率。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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。

最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施方案而已，并不构成对本实用新型的任何限制。尽管参照前述实施方案对本实用新型进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种岩心电阻率测量装置，其特征在于，包括：

用于承载岩心的衬管(1)；

沿所述衬管(1)外侧周向均匀设置的多个线圈单元(21)，各所述线圈单元(21)包括相互对称设置的激励线圈和感应线圈；

控制所述线圈单元(21)依次开闭的单元阵列模拟开关阵(22)；

以及与所述单元阵列模拟开关阵(22)电性连接的检测系统，

其中，所述衬管(1)能够沿其中心轴线相对于所述线圈单元(21)移动，使得所述激励线圈的电磁场发生变化，并由所述感应线圈将所述变化传递给所述检测系统。

2.根据权利要求1所述的岩心电阻率测量装置，其特征在于，所述岩心电阻率测量装置还包括磁屏蔽筒(3)，所述磁屏蔽筒(3)间隙式套设在所述衬管(1)的外侧形成密封腔，所述线圈单元(21)设置在所述磁屏蔽筒(3)的内侧。

3.根据权利要求2所述的岩心电阻率测量装置，其特征在于，在所述磁屏蔽筒(3)的内侧设置有凹槽(31)，在所述凹槽(31)的内壁设置有基底材料(32)，所述线圈单元(21)固定设置在所述基底材料(32)上。

4.根据权利要求3所述的岩心电阻率测量装置，其特征在于，所述岩心电阻率测量装置还包括岩心自动居中模块(4)，所述岩心自动居中模块(4)用于使所述衬管(1)到多个所述线圈单元(21)的距离一致。

5.根据权利要求4所述的岩心电阻率测量装置，其特征在于，所述岩心自动居中模块(4)包括与所述磁屏蔽筒(3)连接的接头(41)，沿所述接头(41)的周向均匀设置有多个导向块(42)，多个所述导向块(42)的工作面构成与所述衬管(1)外壁吻合的圆形，所述圆形的圆心与所述磁屏蔽筒(3)的中心轴线重合。

6.根据权利要求5所述的岩心电阻率测量装置，其特征在于，所述岩心电阻率测量装置还包括保温模块(5)，所述保温模块(5)包括套设在所述磁屏蔽筒(3)和所述岩心自动居中模块(4)外侧的保温筒(51)。

7.根据权利要求6所述的岩心电阻率测量装置，其特征在于，所述保温模块(5)还包括绕设在所述磁屏蔽筒(3)和所述岩心自动居中模块(4)外壁上的冷却管(52)，所述冷却管(52)设置在所述保温筒(51)的内侧。

8.根据权利要求7所述的岩心电阻率测量装置，其特征在于，所述线圈单元(21)的中心轴线相交于一点，并且相交点位于衬管的中心轴线上。

9.根据权利要求8所述的岩心电阻率测量装置，其特征在于，所述检测系统包括依次电性连接的信号采集模块(23)、信号处理模块(24)和信号显示模块(25)。

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