[实用新型]一种优化的短阵列感应测井仪

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理测井，尤其是感应测井仪器的结构。

背景技术

石油钻井十分昂贵，为节省成本钻井人员不许浪费任何一米的钻进，希望井深正好跨过目的层。但为了在目的层段取得完整的测井资料，钻井人员不得不在穿过目的层后再钻进一段称为“口袋”，以容纳测井仪器串，图1表明，测井仪器串越长，所需的“口袋”就越深。因此，研制尽量短的测井仪器变得非常重要。此外，短化的仪器可降低制造成本、方便仪器的运输和使用。

阵列感应测井仪已成为现今测井市场的常规测井仪，西方的主要测井公司都先后开发了自己的阵列感应测井仪，如图2斯伦贝谢公司的AIT-B、图4贝克休斯公司的HDIL、图6哈里伯顿公司的HRAI等。这些传统的阵列感应测井仪的探头普遍较长且在测量精度等多方面存在优化空间。

针对阵列感应测井仪西方的主要测井公司都作了短化的努力：1997年美国专利USP5,668,475中公开了斯伦贝谢公司研制的AIT-H，如图3所示，斯伦贝谢公司的AIT-H牺牲了原AIT-B的子阵列对称分布结构；如图5所示贝克休斯公司研制了HDIL-focus，则舍弃了最长源距的子阵列；在地球物理学2006年年会的文献SPE 3115916一文中介绍了哈里伯顿公司研制了ACRT，如图7所示，哈里伯顿公司的ACRT也是放弃了HRAI的对称性子阵列分布结构。

图8给出了传统阵列感应仪的典型结构，它包括压力平衡装置及硅油5、玻璃钢外壳6、金属芯棒7、阵列线圈骨架8、承压接头9、前放电路部分10。在玻璃钢外壳内腔充满硅油，硅油与井眼流体经压力平衡装置传递压力，由于里外压力平衡，所以不会因为玻璃钢壳体薄而产生损坏变形。这种设计的代价有两方面：一是压力平衡装置占据较大的一段仪器长度，二是探头腔与前放电子线路腔有压力差，需要一个昂贵的且结构复杂的承压接头来连接。

中国专利公告号CN200955390Y，公告日2007年10月3日，实用新型名称为’一种感应测井仪’中公开了其在结构上取消压力平衡装置而使仪器短化的努力。

发明内容

本实用新型涉及一种短阵列感应测井仪，具体的说是在传统仪器结构上取消了压力平衡装置并经优化的设计方案，如图9所示：前放电路部分10与玻璃钢外壳6构成一个腔体，所述玻璃钢外壳6采用多件组合缠绕为一体构成；金属芯棒7在径向支撑阵列线圈骨架8及玻璃钢外壳6，其中线圈骨架8的内孔和外径分别与金属芯棒7的外径和玻璃钢外壳6内径的装配采用间隙配合、并在金属芯棒7的下端留有受热膨胀的空间，由弹簧11提供轴向的压紧力作用在各子阵列线圈骨架8上。

图10为金属芯棒7经装配后走线槽、孔的结构示意图，中心为铜管其外径采用玻璃钢缠绕并加工有均布的贯穿全长的走线槽，各子阵列感应线圈的信号线及辅助测量的信号线经各自走线槽直接到前放电路部分，发射线圈电源线布置在中心孔内。

本实用新型短阵列感应测井仪与现有技术相比有如下有益效果：

1、在仪器中取消了压力平衡装置，总长度减短，简化结构。

2、由图9所示玻璃钢外壳6、金属芯棒7和线圈骨架8之间相互没有限制约束，所以在受热膨胀时，它们之间不会有因热应力而产生的损坏。

3、在玻璃钢外壳6和金属芯棒7受热伸长时，由弹簧11提供轴向的压紧力作用在线圈骨架8上、可以较好的保持其各子阵列线圈间距相对位置不变，从而使仪器具有稳定可靠的探测特性。

4、由图10，这种设计避免了发射线圈电源线对接收信号线之间以及信号连接线之间的串扰，提高了仪器的抗干扰能力；由于电连接线全部置于金属芯棒7内，线圈外部不再布线，所以给加厚玻璃钢外壳留出了空间。

附图说明

图1，钻井“口袋”示意图，本图标记：1-测井电缆、2-井眼、3-目的层底、4-测井仪器串。

图2，斯伦贝谢公司阵列感应仪AIT-B阵列线圈示意图，带有对称结构S.4、S.5、S.6。

图2至图6标记：TX-发射线圈、S.i-第i个接收子阵列线圈，i＝1、2、3....。

图3，斯伦贝谢公司的AIT-H把接收阵列排布在发射线圈TX的一侧，以便在保持相同的发射-接收间距条件下，使感应线圈系长度缩短。来自美国专利USP#5,668,475。

图4，贝克休斯公司的阵列感应仪HDIL阵列线圈结构示意图。

图5，贝克休斯公司的HDIL-focus的阵列线圈结构示意图，直接舍弃了94in(最大)源距的子阵列以使线圈系短一些。