[发明专利]增强材料的调查

权利要求书

1.一种用于测量井孔、管或通道中的流体的特性的电磁测量系统，包括：

天线，包括：

在邻近于所述流体或流体内的相应不同位置处的多个发射机，所述多个发射机被配置为发射射频或微波电磁能到所述井孔、管或通道中的流体中；

至少一个接收机，其被配置为接收已穿过所述流体的电磁能；以及

具有负折射率的多个超材料元件，所述超材料元件被配置为聚焦每个发射机发射到所述流体中的电磁能。

2.根据权利要求1所述的电磁测量系统，其中，所述井孔、管或通道中的流体是流动的流体。

3.根据权利要求2所述的电磁测量系统，其中，所述流体包括从由油、水、多相流体和气体组成的组中选择的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的电磁测量系统，其中，每个超材料元件包括在一个频率范围上具有负相对电容率和负相对磁导率的材料。

5.根据权利要求1所述的电磁测量系统，其中，每个超材料元件包括设置在所述天线的顶部上的透镜或涂覆于所述天线上的涂层。

6.根据权利要求1所述的电磁测量系统，其中，所述超材料元件包括设置在天线的顶部上的透镜，外壳设置在超材料透镜上，其中，所述外壳被配置为接触所述井孔、管或通道的壁。

7.根据权利要求5所述的电磁测量系统，其中，每个超材料透镜具有大约1mm与大约13mm之间的厚度。

8.根据权利要求5所述的电磁测量系统，其中，每个超材料透镜具有半径在大约5cm与大约10cm之间的半圆形结构。

9.根据权利要求1所述的电磁测量系统，其中，所述天线还包括第二超材料元件，所述第二超材料元件聚焦一个频率范围内的电磁能，所述频率范围不同于由所述超材料元件所聚焦的电磁能的频率范围。

10.根据权利要求1所述的电磁测量系统，其中，所述超材料元件的折射率的绝对值大致等于所述流体的折射率的绝对值。

11.一种测量管、通道或井孔内的流体的特性的方法，包括：

提供电磁测量系统，所述电磁测量系统包括：

在邻近于所述流体或流体内的相应不同位置处的多个发射机，所述多个发射机被配置为发射射频或微波电磁能到所述井孔、管或通道中的流体中；

至少一个接收机，其被配置为接收穿过所述流体之后的电磁能；以及

具有负折射率的多个超材料元件，所述超材料元件被布置和配置成用于聚焦所述电磁能；

邻近于所述流体或在所述流体内放置所述发射机和/或所述接收机；

经由所述发射机发射电磁能，所述电磁能通过所述超材料元件进入所述管、通道或井孔内的流体中，所述超材料元件聚焦由发射机发射的电磁能；

用所述至少一个接收机接收已穿过所述流体的电磁能；以及

处理所接收的电磁能的特性，以测量所述流体的特性。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所接收的电磁能的特性包括所接收的电磁能的幅度、相位和频率中的至少一种。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述发射机被配置成发射频率范围在20MHz与50GHz之间的电磁能，所述超材料元件聚焦所述发射频率范围内的电磁能。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述负折射率具有大约-1与大约-4之间的值。

15.根据权利要求11所述的方法，还包括：配置所述超材料元件，使得所述超材料元件的折射率的绝对值大致等于所述流体的折射率的绝对值。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述超材料元件基于所述电磁能的极化聚焦所述电磁能。

17.根据权利要求11所述的方法，其中，所述电磁测量系统包括核磁共振扫描器、偶极天线电介质扫描器或多相流量计。

18.根据权利要求11所述的方法，其中，所述超材料元件包括尺寸小于所聚焦的电磁波的波长的共振器阵列，且至少一个共振器的磁导率和电容率在共振频率下为负。