[发明专利]一种三维感应XY线圈系

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于三维感应测井仪的感应线圈。本线圈可在井下175℃，140MPa的高温高压下使用，线圈系的体积小，性能可靠，绝缘性能好。

背景技术

感应电阻率测井是获取地层电阻率的标准测量技术，由于常规感应测井仪仅使用Z轴线圈系(与仪器轴线同向)，其产生的电流与地层层面平行，因此测量的是地层的水平电阻率。三维感应测井仪则使用三维正交线圈系，其产生的电流既有与地层层面平行部分，又有与地层层面正交部分，因此该仪器既能测量地层的水平电阻率，也能测量地层的垂直电阻率。当井眼与地层面不垂直时，三维感应测井仪的测量数据可通过转换然后推算出与地层层面平行的电阻率和与地层层面垂直的电阻率。三维感应测井仪可有效识别薄层状的砂岩产层，更可精确量化其含油饱和度，而且克服了常规感应测井技术中仪器的响应精度在高阻地层和斜井中或倾斜的储层中可能会受到影响的缺点。三维感应测井仪在石油测井中广泛应用于各相异性地层电阻率的测量，其可对薄油层进行高分辨率识别和评价，对地层层内结构进行分析和解释，以得到地层含油饱和度，是识别复杂环境下油层最有效的测井仪器之一。在实际应用时，三维感应测井仪可测量得到地层水平方向(X方向、Y方向)与垂直方向(Z方)的电阻率，同时还可提供地层倾角和方位角。三维感应线圈系作为仪器信号发射与接受的传感器，其性能直接决定仪器的测量结果和仪器的灵敏度，由于测井仪器的特殊性，在保证线圈系有效面积的前提下，线圈系体积越小，可靠性越高，可实现性越大，仪器使用范围越广泛。

发明内容

本发明的目的是为三维感应测井仪提供一种简单、实用、体积较小的三维线圈系结构，此结构可使X、Y方向线圈处于同一个线圈骨架体上，测井时，结合独立的Z-线圈体，可测试同一深度地层水平与垂直方向地层电阻率响应信号，X、Y线圈骨架体采用整体结构形式，保证仪器在高温、高压下稳定使用，并使线圈系的屏蔽性更好。

本发明所述的三维感应仪器中的XY线圈系由骨架体、接线柱、固定块、连接线、屏蔽板和导线构成；骨架体是用陶瓷材料整体烧结而成的圆柱体，在陶瓷骨架体外部对称开有四个绕线槽，分别绕制两组X线圈与两组Y线圈，在对称的绕线槽之间有五个过线孔，两边绕线通过过线孔联通，在绕线槽与内孔之间开有两个长圆槽，绕线通过长圆槽与仪器控制部分连接，使线圈上的信号通过线圈系内孔传向仪器采集控制部分，骨架体外部有十个用于容纳联通绕线与内部线路之间的连接线的圆形槽，使连接线不高出骨架体的外圆面，连接线与连接柱焊接固定，连接柱与骨架体烧结成一体结构，在线圈体外圆面和轴向两端分别包袱用于线圈信号屏蔽的屏蔽层，两端屏蔽层与骨架体上固定块焊接，固定块与骨架体烧结成一体。

在XY线圈结构中，多方位绕制线圈的结构是该发明的主要关键之处，在国内外三维感应测井仪器中，一般都采用分体线圈系结构，即X线圈，Y线圈，Z线圈分布于轴向不同位置，这样使线圈系结构加长，仪器加重，仪器体积更大，由于各线圈系在轴向有位置差，在测井时，不能同时聚焦到同一深度地层，仪器所测地层电阻率存在一定深度差，同时，分体式线圈在径向处于仪器轴线的一侧，这样使X、Y线圈所测试地层分布不均匀，一边深一边浅，而本结构是将X、Y线圈分别拆分成两部分，使之对称的分布于仪器轴线的两侧，X、Y线圈所测试地层深度更均匀，数据更准确。

关键技术：

1.XY线圈骨架体采用陶瓷材料烧结而成，既可以承受较高的温度和压力、热膨胀系数小、耐酸碱腐蚀，而且无磁性、绝缘性能好。

2.线圈系中各接线柱，连接块都直接烧结在线圈骨架体中，与线圈骨架体融为一体，可使总体结构承压性更好，又节约安装空间。

3.线圈系采用分体屏蔽与整体屏蔽相结合的结构形式，在整体屏蔽形式中，由轴向两端各一个屏蔽层进行整体屏蔽，而在分体屏蔽中，在各绕线组的刻槽中另覆一个屏蔽层，使屏蔽结构简单，性能可靠，屏蔽层同时又对线圈系进行有效保护，这种结构既可对不同线圈系组之间进行屏蔽，同时又可对同一线圈系中的各线圈进行有效屏蔽，防止线圈系内部之间的干扰。

本线圈可在井下175℃，140MPa的高温高压下使用，线圈系的体积小，性能可靠，绝缘性能好。

附图说明

图1三维感应XY线圈骨架体圆周方向结构示意图。

图2三维感应XY线圈骨架体圆柱方向结构示意图。

图3三维感应XY线圈系结构示意图。

其中：1骨架体、2接线柱、3固定块、4固定块、5屏蔽板

具体实施方式

下面结合附图对本发明所述的三维感应仪器中的XY线圈系结构作进一步说明。

本发明的所述的三维感应仪器中的XY线圈系由骨架体1、接线柱2、固定块3、连接线4、屏蔽板5和导线构成；骨架体是用陶瓷材料整体烧结而成的圆柱体，在陶瓷骨架体外部对称开有四个绕线槽，分别绕制两组X线圈与两组Y线圈，在对称的绕线槽之间有五个过线孔，两边绕线通过过线孔联通，在绕线槽与内孔之间开有两个长圆槽，绕线通过长圆槽与仪器控制部分连接，使线圈上的信号通过线圈系内孔传向仪器采集控制部分，骨架体外部有十个用于容纳联通绕线与内部线路之间的连接线的圆形槽，使连接线不高出骨架体的外圆面，连接线与连接柱焊接固定，连接柱与骨架体烧结成一体结构，在线圈体外圆面和轴向两端分别包袱用于线圈信号屏蔽的屏蔽层，两端屏蔽层与骨架体上固定块焊接，固定块与骨架体烧结成一体。