CN220566068U - 一种测井仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种测井仪，包括：分段式管体，分段式所述管体内设置有分段式磁芯、分段缠绕于分段式所述磁芯外侧的线圈和多个传感器，多个所述传感器用于测量磁三分量，所述磁芯以及缠绕于所述磁芯外侧的所述线圈用于测量磁化率。本实用新型的有益效果是通过多个高灵敏传感器的设置实现磁场的水平、垂直分量以及井斜的顶角的测量，基于磁化率的测量原理，以及测井仪中磁芯和线圈的设置，高导电率介质的涡流互相抵消，测量输出直接反映的是地层磁化率的变化，且测量结果可通过内置的线路板处理后以数字方式上传井上仪器记录，便于后续的分析和处理。

Description

一种测井仪

技术领域

本实用新型涉及测井设备技术领域，尤其涉及一种测井仪。

背景技术

测井仪是用于地球物理测井领域，简称测井，是应用地球物理方法测量井中岩层的各种物理信息，研究油气田、煤田等钻井地质剖面，解决某些地下地质、生产及钻井技术问题的一门应用技术学科。

目前现有的测井仪对三分量以及磁化率两者测量需要两个装置进行，测量效率过低，因此，亟需一种测井仪实现对三分量以及磁化率的同时测量。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种测井仪，可以通过一个测井仪实现对三分量以及磁化率两者的测量需要。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种测井仪，包括：分段式管体，分段式所述管体内设置有分段式磁芯、分段缠绕于分段式所述磁芯外侧的线圈和多个传感器，多个所述传感器用于测量磁三分量，所述磁芯以及缠绕于所述磁芯外侧的线圈用于测量磁化率。

本实用新型的有益效果是：通过多个高灵敏传感器的设置实现磁场的水平、垂直分量以及井斜的顶角的测量，基于磁化率的测量原理，以及测井仪中磁芯和线圈的设置，高导电率介质的涡流互相抵消，测量输出直接反映的是地层磁化率的变化，且测量结果可上传井上仪器记录，便于后续的分析和处理。在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，分段式所述管体包括依次连接设置的上接头、上线路管体、测斜接头、下线路管体、过渡接头和尖头外管。

采用上述进一步方案的有益效果是：管体采用分段式设计，降低制造成本。

进一步，所述上接头与所述上线路管体的一端、所述上线路管体的另一端和所述测斜接头的一端均为螺纹连接，所述过渡接头的两端与所述下线路管体和所述尖头外管之间均为螺纹连接；所述测斜接头的另一端与所述下线路管体背离所述过渡接头的一端通过挂钉连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：分段式的各管体之间连接关系简单，便于安装以及后期检修维护。

进一步，所述上线路管体内设置有第一线路板，所述第一线路板与多个所述传感器分别电性连接；所述下线路管体内设置有第二线路板，所述第二线路板与所述磁芯和所述线圈分别电性连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过将两个相同的线路板分别设置于上线路管体与下线路管体内，起到了保护线路板的作用，防止线路板进水，同时防止测井仪占用更大的空间，降低了加工成本；同时通过线路板的设置将传感器、磁芯和线圈的信号经过数模转换，经单片机传输至井上仪器进行采集与处理。

进一步，所述测斜接头的两端分别插入所述上线路管体和所述下线路管体的内腔中；

所述测斜接头插入所述上线路管体内的一侧向背离所述上线路管体的方向依次设置有加速度传感器和多个磁阻传感器；

所述测斜接头插入所述下线路管体内的一侧的端部设置有插头。

采用上述进一步方案的有益效果是：本测井仪采用了高灵敏度的磁阻传感器测量磁场的水平、垂直分量，采用了高灵敏度的加速度传感器测量井斜的顶角，实现磁三分量的测量；测斜接头起到连接器的作用，测斜插头设置有多个传感器的一端插入上线路管体内，距离上线路管体内的第一线路板更近，使得与第一线路板的连接更加便捷；同时下线路管体中的第二线路板通过插头连接，进而将信号经测斜接头传递到第一线路板处，信号干扰更小。

进一步，所述磁阻传感器的个数为3个。

采用上述进一步方案的有益效果是：本测井仪采用了高灵敏度的磁阻传感器测量磁场的水平、垂直分量，配合高灵敏度的加速度传感器测量井斜的顶角，实现磁三分量的测量。

进一步，所述测斜接头内设置有贯通所述插头和所述传感器的通道。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过在测斜插头内设置有贯通的通道，实现上线路管体与下线路管体之间信号的传输。

进一步，所述尖头外管内设置有线圈架，所述线圈架的内部空腔内分段设置有所述磁芯，相邻所述磁芯之间设置有绝缘堵头，背离所述过渡接头一端的所述磁芯的背离端设置有绝缘堵头。

采用上述进一步方案的有益效果是：尖头外管背离过渡接头的一端设置有尖头，便于下井；相邻磁芯之间、磁芯与尖头外管的尖头之间通过绝缘堵头起到了绝缘的作用。

进一步，述线圈架与相邻所述磁芯之间的绝缘堵头对应位置处的外壁与所述尖头外管的内腔抵接，所述线圈架的外壁与所述尖头外管的内壁之间被分隔成多个收容空腔，相邻所述收容空腔内缠绕的所述线圈的缠绕方向相反。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用电磁感应原理，通过将相邻收容空腔内缠绕的线圈相反方向缠绕，通过电感量相等、绕向相反的电感线圈向周围地层激发低频交变磁场，含有磁性介质的地层产生的同相二次磁场，改变了发射线圈的平衡，磁芯以及缠绕于磁芯外侧的线圈构成测量磁化率的传感器，通过磁芯以及线圈来测量失衡电桥的信号，经内置线路板处理后，以数字方式上传井上仪记录。进一步，所述线圈架内分段设置有两个所述磁芯；

所述尖头外管背离所述过渡接头的一端开设有连接孔，用于连接配重；

所述过渡接头贯通所述下线路管体与所述尖头外管设置。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过连接孔的设置可以连接配重，当测井仪比较轻时下井比较困难，通过增加一些配重，便于测井仪下井；通过线路可实现磁芯、线圈穿过过渡接头与下线路管体内的第二线路板连接。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例的整体结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、管体，2、磁芯，11、上接头，12、上线路管体，13、测斜接头，14、下线路管体，15、过渡接头，16、尖头外管，131、插头，161、线圈架，162、绝缘堵头，163、引线孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种测井仪，包括：分段式管体1，分段式管体1内设置有分段式磁芯2、分段缠绕于分段式磁芯2外侧的线圈和多个传感器，通过传感器实现磁三分量的测量，磁芯2以及缠绕于磁芯2外侧的线圈构成测量磁化率的传感器，用于测量磁化率。在本实施例中的测井仪为磁三分量磁化率组合测井仪，磁三分量主要用于解决井旁及井周地址问题，用于发现井旁盲矿，确定其空间位置；预报井底盲矿，估算可能见矿深度；圈定井间矿体范围和估计产状等。本测井仪中的多个传感器均采用高灵敏度传感器，其中传感器的种类不相同，通过多个高灵敏传感器的设置实现磁场的水平、垂直分量以及井斜的顶角的测量。

磁化率的测量原理是磁性介质在低频、弱磁场条件下，产生的二次磁场强度与外磁场强度的比值即为介质的初始磁化率，简称磁化率。在数值上，磁化率等于介质的相对磁导率减1。由于磁化率与矿物的含铁量有线性关系，通过磁化率测井曲线，可以迅速鉴定铁矿石的品位。本测井仪利用电磁感应原理，用分段式绕向不同的线圈向周围地层激发低频交变磁场，含有磁性介质的地层产生的同相二次磁场，改变了发射线圈的平衡，通过磁芯以及线圈来测量失衡电桥的信号，并可上传井上仪器记录。

在测井仪工作过程中，首先先将测井仪下井，到井底后上拉测井仪，在上拉的过程中，通过测井仪中的多个传感器不停的采集测量井内的数据，在具体操作过程中，可每上拉5公分进行一次测量，通过传感器进行磁场的水平、垂直分量以及井斜的顶角的测量，即磁三分量的测量，通过磁芯以及缠绕于磁芯外侧的线圈基于磁化率的测量原理进行二次磁场强度的测量，并可通过产生的二次磁场强度与外磁场强度的比值得出磁化率，并将采集到的数据传输至井上仪器记录。

上述方案中，通过多个高灵敏传感器的设置实现磁场的水平、垂直分量以及井斜的顶角的测量，基于磁化率的测量原理，以及测井仪中磁芯2和线圈的设置，高导电率介质的涡流互相抵消，测量输出直接反映的是地层磁化率的变化，且测量结果可上传井上仪器记录，便于后续的分析和处理。

如图1所示，优选的方案中，分段式管体1包括依次连接设置的上接头11、上线路管体12、测斜接头13、下线路管体14、过渡接头15和尖头外管16。其中上线路管体12和下线路管体14均为腔体结构，本实施例中均采用无磁铜材料加工而成；尖头外管16采用非金属材料制成，在本实施例中，尖头外管16采用玻璃钢制成，起到绝缘的作用。上接头11起到堵头的作用，并通过该上接头11与外部电缆的连接器连接，将测井仪内部与外部设备连接，实现处理信号的传输。

上述方案中，管体1采用分段式设计，降低制造成本。

如图1所示，优选的方案中，上接头11与上线路管体12的一端、上线路管体12的另一端和测斜接头13的一端均为螺纹连接，过渡接头15的两端与下线路管体14和尖头外管16之间均为螺纹连接；测斜接头13的另一端与下线路管体14背离过渡接头15的一端通过挂钉连接，同时设置双层密封圈进行密封。

在本实施例中，上接头11螺旋插入上线路管体12的内腔中，同时设置密封圈进行密封，在上接头11的外壁上设置与上线路管体12抵接的定位槽；过渡接头15的两端分别螺旋插入下线路管体14的内腔以及尖头外管16的内腔中，同时设置密封圈进行密封，可以想到的，在过渡接头15的外壁上同样设置有与下线路管体14和尖头外管16抵接的定位槽。

上述方案中，分段式的各管体之间连接关系简单，便于安装以及后期检修维护。

如图1所示，优选的方案中，上线路管体12内设置有第一线路板，下线路管体14内设置有第二线路板，其中第一线路板和第二线路按图中未示出，第一线路板和第二线路板通过线路板支架设置在上线路管体12以及下线路管体14内，第一线路板与多个传感器分别进行电连接，第二线路板与磁芯2和线圈分别电连接；在本实施例中第一线路板和第二线路板均采用相同型号的线路板。

上述方案中，通过将两个相同的线路板分别设置于上线路管体12与下线路管体14内，起到了保护线路板的作用，防止线路板进水，同时防止测井仪占用更大的空间，降低了加工成本；同时通过线路板的设置将传感器、磁芯和线圈的信号经过数模转换，经单片机传输至井上仪器进行采集与处理。

如图1所示，优选的方案中，测斜接头13的两端分别插入上线路管体12和下线路管体14的内腔中；具体的，测斜接头13的一端螺旋插入上线路管体1、另一端插入下线路管体14的内腔中并通过挂钉连接，相对应的，在测斜接头13的外壁上分别设置有与上线路管体12以及下线路管体14抵接的定位槽，并在连接处设置密封圈进行密封操作。

测斜接头13插入上线路管体12内的一侧向背离上线路管体12的方向依次设置有加速度传感器和多个磁阻传感器；在本实施例中，加速度传感器设置于测斜接头13靠近上线路管体12的端部，多个磁阻传感器设置于测斜接头13上的多个凹槽处，且凹槽的个数与磁阻传感器的个数相匹配，其中加速度传感器以及磁阻传感器图中未示出。

测斜接头13插入下线路管体14内的一侧的端部设置有插头131，通过插头131与第二线路板电性连接。

上述方案中，本测井仪采用了高灵敏度的磁阻传感器测量磁场的水平、垂直分量，采用了高灵敏度的加速度传感器测量井斜的顶角，实现磁三分量的测量；测斜接头13起到连接器的作用，测斜插头13设置有多个传感器的一端插入上线路管体12内，距离上线路管体12内的第一线路板更近，使得与第一线路板的连接更加便捷；同时下线路管体14中的第二线路板通过插头连接，进而将信号经测斜接头13传递到第一线路板处，信号干扰更小。

如图1所示，优选的方案中，磁阻传感器的个数为3个。

上述方案中，本测井仪采用了高灵敏度的磁阻传感器测量磁场的水平、垂直分量，配合高灵敏度的加速度传感器测量井斜的顶角，实现磁三分量的测量。

如图1所示，优选的方案中，测斜插头13内设置有贯通插头131和传感器的通道，并将插头131背离第二线路板的一端与各传感器电性连接，设置在下线路管体14内腔的第二线路板将信号经由插头131、传感器后传输至第一线路板，再经由第一线路板传输至井上仪器进行采集与处理。

上述方案中，通过在测斜插头13内设置有贯通的通道，实现上线路管体12与下线路管体14之间信号的传输。

如图1所示，优选的方案中，尖头外管16背离过渡接头15一端设置为尖头，尖头外管16内设置有线圈架161，线圈架161的内部空腔内分段设置有磁芯2，相邻磁芯2之间设置有绝缘堵头162，同时在靠近过渡接头15的尖头一端的磁芯2的背离端设置有绝缘堵头162；在本实施例中，定义磁芯2相互背离的一端为磁芯2的背离端，磁芯2的背离端为靠近尖头外管16的尖头的一端。

上述方案中，尖头外管16背离过渡接头15的一端设置有尖头，便于下井；相邻磁芯2之间、磁芯2与尖头外管16的尖头之间通过绝缘堵头162起到了绝缘的作用。

如图1所示，优选的方案中，线圈架161与相邻磁芯2之间的绝缘堵头162对应位置处的外壁与尖头外管16的内腔抵接，因此线圈架161的外壁与尖头外管16的内壁之间被分割成多个收容空腔，相邻收容空腔内缠绕的线圈的缠绕方向相反。

上述方案中，利用电磁感应原理，通过将相邻收容空腔内缠绕的线圈相反方向缠绕，通过电感量相等、绕向相反的电感线圈向周围地层激发低频交变磁场，含有磁性介质的地层产生的同相二次磁场，改变了发射线圈的平衡，磁芯2以及缠绕于磁芯2外侧的线圈构成测量磁化率的传感器，通过磁芯以及线圈来测量失衡电桥的信号，经内置线路板处理后，以数字方式上传井上仪器记录。

如图1所示，优选的方案中，线圈架161内分段设置有两个磁芯2，相对应的，在本实施例中，线圈架16的外壁与尖头外管16的内壁之间被分隔成两个收容空腔，两个收容空腔内分别缠绕电感量同等、绕向相反的线圈。同时在尖头外管16背离过渡接头15的一端开设有连接孔，用于连接配重。

如图1所示中，过渡接头15贯通下线路管体14与尖头外管16设置，且在线圈架161上开设有引线孔163，通过线路将设置在尖头外管16内腔内的磁芯2和线圈与下线路管体14内的第二线路板连接。

上述方案中，通过连接孔的设置可以连接配重，当测井仪比较轻时下井比较困难，通过增加一些配重，便于测井仪下井；通过线路可实现磁芯2、线圈穿过过渡接头15与下线路管体14内的第二线路板连接。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种测井仪，其特征在于，包括：分段式管体(1)，分段式所述管体(1)内设置有分段式磁芯(2)、分段缠绕于分段式所述磁芯(2)外侧的线圈和多个传感器，多个所述传感器用于测量磁三分量，所述磁芯(2)以及缠绕于所述磁芯(2)外侧的线圈用于测量磁化率。

2.根据权利要求1所述一种测井仪，其特征在于，分段式所述管体(1)包括依次连接设置的上接头(11)、上线路管体(12)、测斜接头(13)、下线路管体(14)、过渡接头(15)和尖头外管(16)。

3.根据权利要求2所述一种测井仪，其特征在于，所述上接头(11)与所述上线路管体(12)的一端、所述上线路管体(12)的另一端和所述测斜接头(13)的一端均为螺纹连接，所述过渡接头(15)的两端与所述下线路管体(14)和所述尖头外管(16)之间均为螺纹连接；所述测斜接头(13)的另一端与所述下线路管体(14)背离所述过渡接头(15)的一端通过挂钉连接。

4.根据权利要求2所述一种测井仪，其特征在于，所述上线路管体(12)内设置有第一线路板，所述第一线路板与多个所述传感器分别电性连接；所述下线路管体(14)内设置有第二线路板，所述第二线路板与所述磁芯(2)和所述线圈分别电性连接。

5.根据权利要求2所述一种测井仪，其特征在于，所述测斜接头(13)的两端分别插入所述上线路管体(12)和所述下线路管体(14)的内腔中；

所述测斜接头(13)插入所述上线路管体(12)内的一侧向背离所述上线路管体(12)的方向依次设置有加速度传感器和多个磁阻传感器；

所述测斜接头(13)插入所述下线路管体(14)内的一侧的端部设置有插头(131)。

6.根据权利要求5所述一种测井仪，其特征在于，所述磁阻传感器的个数为3个。

7.根据权利要求5或6所述一种测井仪，其特征在于，所述测斜接头(13)内设置有贯通所述插头(131)和所述传感器的通道。

8.根据权利要求2所述一种测井仪，其特征在于，所述尖头外管(16)内设置有线圈架(161)，所述线圈架(161)的内部空腔内分段设置有所述磁芯(2)，相邻所述磁芯(2)之间设置有绝缘堵头(162)，背离所述过渡接头(15)一端的所述磁芯(2)的背离端设置有绝缘堵头(162)。

9.根据权利要求8所述一种测井仪，其特征在于，所述线圈架(161)与相邻所述磁芯(2)之间的绝缘堵头(162)对应位置处的外壁与所述尖头外管(16)的内腔抵接，所述线圈架(161)的外壁与所述尖头外管(16)的内壁之间被分隔成多个收容空腔，相邻所述收容空腔内缠绕的所述线圈的缠绕方向相反。

10.根据权利要求8-9任一所述一种测井仪，其特征在于，所述线圈架(161)内分段设置有两个所述磁芯(2)；

所述尖头外管(16)背离所述过渡接头(15)的一端开设有连接孔，用于连接配重；

所述过渡接头(15)贯通所述下线路管体(14)与所述尖头外管(16)设置。