专利名称：在钻井的同时进行测井的系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及利用核磁共振进行测井，特别是在钻井的同时，利用核磁共振测井的装置和方法。
推论出有关在地下地质构造中的石油或其它有机燃料储量的信息是多种技术研究的课题。例如，一种公知的普通现有技术是采用核磁共振(NMR)测井导出所述信息。一般的核磁共振(NMR)测井技术需要将核磁共振设备或探测器放入由传统钻井设备已钻好的井孔中。探测器用来激发周围地质构造材料中的原子核，可以测得周围地质建造的各种数据参数，如旋转密度，T1和T2松驰度等。根据那些数据可确定关于构造组分有价值的信息，如可提取的石油量。
现有技术中NMR测井装置和方法在如下的美国专利中进行了描述;即3，508，438(Alger等人的)，3，617，867(Herzog的)，3，667，035(Slichter的)，4，350，955(Jackson的)，4，467，642(Givens的)，4，528，508(Vail的，Ⅲ)，4，560，663(Nicksic等人的)，4，629，986(Clow等人的)，4，710，713(Taicher等人的)，4，714，881(Givens的)，4，717，878(Taicher等人的)和4，933，638(Kenyon等人的)。
上述公开的设备和技术一般都完成了其预期的目的，但其存在着一个明显的缺点。现有技术设备中的这个缺陷是没有设计(和不适合)在钻孔的同时进行有效的测井。相反，这样的设计是首先进行钻孔，然后将井下钻孔设备移出，再将测井设备或探测器放入钻孔中，就这样进行测量。
更为需要的技术是在实际钻井过程中允许测量所希望的岩石参数。在钻孔的同时，完成对钻孔附近地质结构参数的测量在技术上可称为“边钻井边测量”(缩写如“MWD”)或“边测井边钻井”(其缩写为“LWD”)。至今这样的工序利用非核磁共振设备可以完成。例如，梅瑞登CT06450，旁德威道105号(105 Pondview Drive，Meride'n CT06450)的泰勒可(Teleco)油田仪器股份有限公司出售的一种仪器名为“RGD(电阻率-γ射线定向)MWD仪器”。由泰勒可描述的这种装置是多传感器仪器，它将实时测量结果传输给用于检测、解码、显示和存储的地面设备。这种RGD仪器包括三个安装在四十英尺钻铤中的井下传感器。由电阻性传感器和γ射线传感器形成的组件位于定向传感器和发射机的下面的组件中，并且要尽可能地靠近钻头。两种可选择的整体组件，即井下数据记录组件，或在钻井泥浆中传送编码的压力脉冲形式的MWD井上数据组件。来自井下仪器和地面信息(深度、穿透率，起吊载荷和转速)的数据由建在地面上数据采集系统的舱或非舱进行记录，地面系统提供这些实时测井数据并编档保存在磁带、软磁舯上，或者二者之中。
井下RGD仪器的主要元件包括一发射机，发射机响应传感器的数字编码信号在钻井泥浆中产生正泥浆脉冲。泥浆循环驱动的涡轮机为井下组件提供动力。涡轮机的流量范围从250加仑/分钟至1100加仑/分钟。所提供的电阻率传感器是十六英寸间隔短电位测井电阻率传感器，其位于发射机和定向传感器下的组件中。由泰勒可提供的天然γ射线传感器位于两电阻电极的中间，以使两个生产层评价传感器同时获得同一深度的数据，也避免了存储两个测量结果的需要。还提供了一个仪器定向系统包括一数字传感系统，该系统测量仪器定向信息(如方位角和倾斜角)。
这种井下组件(DHA)在钻铤内部构成。MWD钻铤允许钻井泥浆围绕各种传感器流动。大多数传感器位于邻近外表面的钻铤的内壁，并且一般要与钻铤互相地电绝缘。
上述仪器由于在钻进的同时完成测井从而此绳索测井技术优异，尽管这样的仪器受到了某些限制。首先，这种局限性是由于上述仪器试图重复绳索测井仪器，而绳索测井仪器则在操作时要求比使用MWD仪器要好得多的周围环境下进行。这种MWD/LWD仪器需要更复杂和更耐用的技术，至使它们变得太昂贵。为了给出适当的岩油物理学评价，至少需要三种型式的测量结果或测井记录，即中子、深层电阻率和密度。由于缺乏特定的关键数据这样的系统不能够预测存在的石油的数量，也不能预测岩石的采油品质。
通过提供直接测量这关键数据，NMR测井设备和技术致力于突破这些局限。当与MWD仪器的电阻率、γ射线和取向参数综合后，完整的岩油物理学评价是可能做出的。通过将这种NMR设备的数值与绳索测井能提供的微孔结构和流体现状的信息相比较后更可以清楚地显示NMR仪器的数值。由于用NMR能用来评价岩石的孔隙率结构，它不取决于岩石的类型，上述的结论是可能的。然而，如前所述，现有技术中的NMR测井系统不能够将其测量系统用于MWD/LWD技术中。
本发明的一个基本目的在于提供一种能克服现有技术的那种缺点的采用核磁共振测井的设备和方法。
本发明的另一个目的在于提供一种在钻井的同时，采用核磁共振测井的设备和方法。
本发明的又一个目的在于提供一种结构简单但能有效钻井的设备，它在钻井的同时采用核磁共振完成测井。
本发明还有一个目的在于提供一种用于测井的核磁共振设备，该设备结构坚固并与钻井组件相连接，以便在钻井的同时能完成测井。
本发明的这些和其它目的通过所提供的设备和方法是可以实现的，从而在钻孔时对该钻孔进行地球物理检测。
该设备包括测井装置，该测井装置连到用于钻孔装置上，其测井装置随钻进装置穿过钻孔。测井装置包括第一个装置，如一个挠性的管状永久磁铁，用来在邻近测井装置的钻孔的一部分区域内产生一个静态磁场，这个区域内包含待分析的材料;第二个装置，如天线和相关的元件，用来激发上述区域中待分析材料的原子核;以及第三个装置，如天线和其它相关的元件，用来接收来自被激发的原子核磁共振信号，并提供指示待分析材料特性的输出信号。
根据本发明设备的一个较佳的实施例，该设备被安装在靠近钻头的地方，并在钻头钻出钻孔过程中随钻头旋转和纵向移动。该设备可操作成在那个时间产生一个指示设备附近待分析材料的特性输出信号。
通过下面的详细描述并参看附图，可对本发明的其它目的和所属特性有清楚的认识和更好的理解。
图1 是本发明带有局部剖视的侧视图，图中示出了用于在钻井中边钻井边测井的核磁共振装置的下部结构;
图2 是沿图1中2-2线截取的放大剖视图;
图3 是沿图1中3-3线截取的放大剖视图;
图4 是图1所示装置局部剖视部分放大的等角图。
下面参见各附图，附图中与图1中所示装置20中的元件相同的元件，其参考标号取相同与图1的标号，该装置采用核磁共振技术，在钻井的同时可有效地实现周围的地层结构的测井。系统20包括钻井机构22，NMR(核磁共振)测井机构24，和位置稳定机构26，以上各机构组成一整体密封装置或组件以便在由普通钻井设备(未示出)提供的动力驱动下用来钻井或钻孔。这样，装置20在钻井设备的动力驱动下围绕其纵向轴线28旋转，使钻井机构22钻进待分析的现场地质构造(材料)处的地层30(图2和图3)以形成钻孔32(图2和3)。
NMR测井机构24的细节将在后面描述。现暂将上述的装置阐述成应包括“探测”部分和“控制”部分就已足够，探测部分由永久磁铁组件和天线组成(二者将在后面描述)，控制部分由相关的电子/电气元件组成。探测器部分设计成能在径向即从装置的纵向轴线28的中心向外方向上产生梯度静态磁场。此外，该静态磁场的场方向基本垂直于轴28，在沿相对那轴线的方位上其振幅大小是均匀的。该磁场产生在邻近钻孔32的地层构造30处。探测器的天线在邻近钻孔的地层结构中产生无线电射频磁场，用来激发待分析材料的原子核。无线电射频磁场的方向实质上即垂直于装置的纵向轴线又与静态磁场的方向垂直。天线与NMR测井机构24的电子/电气元件耦合，以接收待分析材料的核磁共振信号，然后，由电子/电气元件产生指示这种材料的特征的输出信号。
对本领域的普通技术人员来说应当懂得如何去追索NMR测井机构24的探测器部分的描述，由那样装置产生的磁场与已在前述美国专利№4，710，713(该专利转让给本发明的同一受让人，其公开的部分通过引用而结合到本发明中)公开的相同。通过这样做，装置20可以检验钻孔周围地质构造的区域中材料的性质，这一区域一般是指在钻孔向周围延伸的圆柱形状区域。这一空间此后将称为“敏感空间”，在本发明最佳实施例中给出在10英寸(254cm)钻孔直径下，所形成的环形圆柱状敏感空间的范围为12英寸(30.5cm)至20英寸(50.8cm)，这是从装置20和钻孔的纵向轴线中心计算的。
在讨论系统20的结构和操作细节之前，应该注意的是，为了在钻孔附近岩石构造中进行流体(即石油)核磁共振测量，使用装置20时应满足三个基本条件。第一个条件是当装置20旋转时，静态和由装置产生的交变(RF)磁场应保持彼此间相互垂直，这样，如下文将会看到的那样，外部静态磁场和由NMR测井机构24产生的交变磁场在围绕装置的纵向轴线上对称。有效操作的第二个条件是钻进部分22的转动最好低于拉莫尔频率，如下文中将要详述的那样，在钻具旋转频率虽小于10Hz，但拉莫尔频率将会在1MHz的范围内。最后一个条件是，由于钻铤都是具有适当强度的导电的钢制成，众所周知电磁波很难穿透导电体，当它们挨得很近时，这些钢制品会影响到电磁波的传播，所以NMR测井机构24的探测部分包括RF天线，它配置在形成探测器的钢制套管的外部的非导磁的套筒上。
现在参看图1，可以看到装置20取一钢制外罩的形式，由一系列的纵向配置的部件组成，它们形成和/或包容钻进机构22、NMR测井机构24和稳定机构26。具体地说装置20的自由端为管状，钢制套管34，其上装有钻头36。钻头36和它的支撑套管34形成此前所述的钻进机构22。钻头36可以是适用于钻油井孔的任何传统型式的钻头。
钻头套管34安装在套管部分38的远(末)端。套管部分38也是管状元件，最好是钢制的，其外周边为圆环状。一系列翅片件40从套管部分38的外表面径向向外凸出。每个翅片件都是一个细长的构件，它具有一个纵向延伸的端部40A、倾斜延伸的中间延伸段40B和另一个纵向延伸的端部40C。这样，每一个翅片件的端部40A和40C，倾斜延伸的中间延伸段，彼此之间在圆周上是相互偏移的。这些翅片件安排形成此前所述的稳定机构，并且在这样做时，当钻进/测井时，改善设备20旋转的稳定性。此外，如图3中清楚地表示，这些翅片件的排列使其顶部表面与钻孔的内壁相接触，以保证在进行钻进和测量时，保持装置20在钻孔中对中。
起稳定作用的套管部分38由具螺纹连接器44可拆卸地连接到另一套管部分42上。套管部分42在这里构成NMR测井机构24的探测器部分，并且包括前面提到的磁性组件和天线组件。该组件基本上包括一磁铁46和一对天线48和50。可以看出套管部分42是一管状构件，最好由不锈钢制成，它具有一外螺纹端的连接器44，该螺纹伸入相应的稳定套管部分38的近端的螺纹喉管处。
磁铁46将在后面描述，现暂可阐述的是它包括一管状元件，以在敏感空间中产生静态磁场。天线48和50均安装在管状磁铁46上，其安装方式将在后面说明。
天线48作为在敏感空间中产生射频磁场的装置，以激发需待分析材料的原子核。此外天线48还作为接收由被激发的原子核产生的核磁共振(NMR)信号的装置。天线50则作为校准天线，即为了校准系统20，该天线和相关的电子仪器(未示出)测量周围环境的电负载。
通过参看附图1、3和4，天线48的结构和安装的详细情况是很容易弄懂的。可以看出，其中的天线48包括两对平行连接的导电体对52和54，两对导体对52和54彼此串接形成串联/并联天线48。串联/并联天线48与相关的系统的电子/电气元件相连接，例如与射频发射机/接收机(未示出)连接。这些元件最好设置于装置20的另一套部分中(将在后面描述)。
在图4中可以清楚地看到，导电体对52由两根纵向延伸的导体52A和52B制成。这些导体各以其一端部与一圆环导体56可导电地连接。以相似的方式，导电体对54也由两个纵向延伸的导体54A和54B构成，其一端与圆环导体56可导电地连接在一起。导体52A和52B的另一端通过桥接导体58彼此可导电地连接。导体54A和54B的另一端，也以同样的方式，通过桥接导体60可导电地连接在一起。桥接导体58本身又与同轴电缆62的中心导体62A连接，同时，桥接导体60与该同轴电缆62的编织电线导体62B可导电地连接。
天线48的两对导电体对52和54安装在套管部分42的磁铁46上，彼此在相对应的该套管部分42直径方向的两侧(见图2和4)。具体地说，导电体对52沿磁铁46的北极(N极)纵向配置，而导电体对54则沿南极(S极)配置。根据本发明的最佳实施例，每一个导体52A和52B由窄带构成，其宽度近似为在其上安装以天线的磁铁46的圆周的15度弧长。而导体52A和52B彼此之间隔开的距离近似为20度。导体54A和54B以相类似的方式构造和彼此间有相同的相对取向。
导体52A和52B及54A和54B的结构如前所述，由天线48产生的射频磁场的振幅近似按旋转方向角的余弦规律分布(该角的方向由图2中“RD”表示的箭头来指示)。这起到消除某种高次非均匀性，并造成在敏感空间中有最大的均匀磁场。
如前所述，天线与发射机/接收机相连。特别是，导体62A与射频发射机/接收机的输出/输入端的正电位相接(图4中标出了“+”)而导体62B接地。发射机/接收机可采用任何合适的构造，只要能产生激发敏感区材料原子核所需要的电信号，并且能提供代表被激发原子核所产生的核磁共振信号的电输出信号。
校准天线50是一个小型天线，基本上包括一对拧在一起的细的电导线50A，其末端形成环形端50B。导线50A的一根与另一同轴电缆64的中心导体64A可导电地连接，而导线50A的另一根导线与该电缆的编织电线导体64B可导电地连接。电缆64与位于套管(将在后面描述)中的合适的校准电路(未示出)相连接，构成系统20的其它电子/电气元件也位于其中。这样，电缆的编织电线导体64B接地，而导体64A则与校准电路正电位端连接(图4中的“+”)。
从图4中可清楚看到，磁铁46基本上包括一薄壁圆柱状管或套筒，它由不导电的、永久磁性铁氧体材料制成，例如铁氧体、钡和锶的组合物。最好该磁体具有一致的磁化轴，并与装置20的纵轴28相垂直。磁铁46被设置在延伸围绕套管部分42的纵向延伸的环槽66中。
由于在钻进时进行测量，装置20要绕其纵向轴旋转，磁铁46容易受到冲击和振动的影响。因此，最好将磁铁46制成挠性的，以吸收该冲击和振动。磁铁的替代物可以是陶瓷片或瓦，它们保持并安装在坚韧并吸收冲击震荡的基质材料中。
磁铁46的外表面覆盖有一层薄的涂层68，它由电绝缘材料制成，如玻璃纤维、聚四氟乙烯绝缘材料等，其厚度大约是100密耳。天线48和50装在磁铁的外表面涂层68上，并被涂层68绝缘。每个天线沿着磁铁外表面纵向延伸，天线48实质上在整个磁铁的长度上延伸，而天线50只在磁铁的一部分长度上延伸在导体54A和54B之间。为了保护磁铁46和安装在其上的天线48及50，将一种由例如玻璃纤维的电绝缘体套筒70配置在该磁铁/天线的组合体周围。
根据本发明的最佳实施例，磁铁46长约为183cm，天线48长约为137cm，而天线50长约等于76cm。而且，环形槽66的外侧直径约为12cm。被覆盖的磁铁的外部直径约为16cm。套筒70的外径约为18cm。
构成系统20的电子/电气元件组件，如发射机/接收机、控制器等，均装在“控制”套管部分72内。控制部分72是由钢制成的空心构件，最好具有一个腔(未示出)，系统的电子/电气组件安装在其内部。这个腔用来抵抗在钻进操作时经常遇到的高太冲击，以保护易破碎的电子/电气元件免受这样的压力的作用。
电缆62和64分别从天线48和50上延伸，然后穿过套管部分42上的延伸斜孔74。这个孔与连接套管部分42和72界面处的环形空间76连通，天线引线(即电缆62和64)延伸穿过孔74、环形空间76、然后进入套管部分72的内部与其中的电子设备连接。
就如同套管部分42一样，套管部分72包括安装在其外周边的多个稳定性翅片件40，以加速在钻孔中装置对中旋转的稳定性。
上文对本发明进行了全面的举例说明，无需作进一步详细说明便能通过使用目前的或将来的知识，使本发明能够用于各种变化的工作条件。
磁铁46容易受到冲击和振动的影响。因此，最好将磁铁制成柔韧的，以吸收其冲击和振动。磁铁的替代物可以是陶瓷片或瓦，它们保持在其中并安装得很结实，冲击由这些复合材料吸收。
磁铁46的外表面覆盖有一层薄的涂层68，它由绝缘材料制成，如玻璃纤维、聚四氟乙烯绝缘材料等，其厚度大约是100密耳。天线48和58装在磁铁的外表面涂层68上，并被涂层68绝缘。每个天线沿着磁铁外表面纵向延伸，天线48实质上在整个磁铁的长度上延伸，而天线50只是在磁铁的一部分长度上延伸，即导体54A和54B之间。为了防止磁铁46和天线48及50碰到一起，一种电绝缘体，例如玻璃纤维套筒70安装在磁铁和天线的结合部。
根据本发明的最佳实施例，磁铁46长约为183cm，天线48长约为137cm，而天线50长约等于76cm。而且，环形槽66的外侧直径约为12cm。被覆盖的磁铁的外部直径约为16cm。套筒70的外径约为18cm。
装到系统20上的电子/电元件组件，如发射机/接收机，控制器等，均装在“控制”套管部分72内。控制部分72是由钢制成的空心构件，最好具有一个腔(未示出)，系统的电子/电组件安装在其内部。这个腔用来抵抗在钻进操作时频繁的高压冲击，以防止在这样的压力下，电子/电元件的破碎。
电缆62和64分别从天线48和50上延伸，然后穿过套管部分42上的延伸斜孔74。这个孔与连接套管部分42和72处的环形空间76连通，天线引线(即电缆62和64)延伸穿过孔74，环形空间76，然后进入套管部分72的内部与其中的电子设备连接。
就如同套管部分42一样，套管部分72包括安装在其外周边的多个稳定器的翅片件40，以增强装置在钻孔中旋转的稳定性。
上文对本发明进行了全面的举例说明，无需作进一步详细说明，通过使用目前的或将来的知识，本发明能够用于各种变化的工作条件。
权利要求
1.一种用于钻孔地球物理检测的测井设备，它包括该测井装置连到用于钻孔的装置上，在钻进装置钻所述孔时，所述测井装置随所述钻进装置一起穿过该孔，所述的测井装置包括(a)在邻近测井装置的钻孔的一部分区域内产生静态磁场的第一机构，这个区域包含待分析的材料；(b)用于激发所述区域内待分析材料原子核的第二机构；和(c)从被激发的原子核接收核磁共振信号和指示待分析材料特性的输出信号的第三机构。
2.如权利要求1所述设备，其特征在于所述钻进装置旋转形成所述钻孔，所述测井装置连到钻进装置上并一起旋转。
3.如权利要求1所述设备，其特征在于所述钻进装置包括一钻头，它安装在钻铤上，所述第一机构包括一管状元件，它设置在围绕远离所述钻头的所述钻铤的一段上，所述的管状元件包括至少一块永久磁铁。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于所述管状元件包含有弹性部分。
5.如权利要求2所述的设备，其特征在于所述钻进装置包括一钻头，它安装在钻铤上，所述第一机构包括管状磁铁元件，它设置在围绕紧邻钻头的钻铤部分上，所述的磁铁元件包括至少一块永久磁铁。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于所述的磁铁元件包含有弹性部分。
7.如权利要求2所述的设备，其特征在于所述第一机构在所述区域内产生一梯度静态磁场，所述第二机构在所述区域内产生一射频磁场，以激发其内的原子核，所述的磁场彼此间是互相垂直的。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于所述测井装置包括安装在所述第一机构上的天线装置，所述天线装置形成了第二和第三机构的一部分。
9.如权利要求7所述的设备，其特征在于所述钻进装置包括一钻头，它安装在钻铤上，第一机构包括一管状磁铁元件，它设置在围绕邻近所述钻铤的一段上，所述管状磁铁元件包括至少一块永久磁铁。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于所述的磁铁元件是有弹性的。
11.如权利要求9所述的设备，其特征在于所述的测井装置包括安装在所述磁铁上的天线装置，所述的天线装置形成了第二和第三机构的一部分。
12.如权利要求10所述的设备，其特征在于所述测井装置包括安装在所述磁铁元件上的天线装置，所述的天线装置形成了第二和第三机机构的一部分。
13.如权利要求11所述的设备，其特征在于所述天线装置与所述磁铁元件之间电绝缘。
14.如权利要求12所述的设备，其特征在于所述天线装置与所述磁铁元件之间电绝缘。
15.如权利要求11所述的设备，其特征在于所述的磁铁元件是一具有纵向中心轴线的细长元件，其中所述天线装置包括至少一个平行于所轴线沿所述磁铁方向延伸的细长元件。
16.如权利要求13所述的设备，其特征在于所述磁铁元件是一具有纵向中心轴线的细长元件，其中所述天线装置包括至少一个平行于所述轴线沿所述磁铁方向延伸的细长元件。
17.如权利要求14所述的设备，其特征在于所述磁铁元件是一具有纵向中心轴线的细长元件，所述天线装置包括至少一个沿平行于所述轴线沿所述磁铁方向延伸的细长元件。
18.如权利要求5所述的设备，其特征在于所述有钻铤是具有一中心纵向轴线的圆柱状零件，它包括一纵向延伸的环形槽，其中安装以所述磁铁元件。
19.如权利要求18所述的设备，其特征在于所述测井装置包括天线装置，它安装在所述的磁铁元件上，所述的天线装置构成了第二和第三机构的一部分。
20.如权利要求19所述的设备，其特征在于所述天线装置与所述磁铁元件之间电绝缘。
21.如权利要求19所述的设备，其特征在于所述磁铁元件是一具有纵向中心轴线且具有围绕该轴线的圆柱状外表面的延伸的细长元件，其中所述天线包括至少一细长元件，其轴线平行于磁铁轴线并在磁铁元件的外表面上延伸。
22.如权利要求20所述的设备，其特征在于所述磁铁元件是一具有纵向中心轴线且具有围绕该轴线的圆柱状外表面的延伸的细长元件，其中所述天线包括至少一细长元件，其轴线平行于磁铁轴线并在磁铁元件的外表面上延伸。
23.如权利要求21所述的设备，其特征在于它还包括一电绝缘和非磁性的套筒，该套筒位于围绕所述磁铁装置和天线装置处。
24.如权利要求23所述的设备，其特征在于所述套筒是由玻璃纤维制成的。
25.如权利要求23所述的设备，其特征在于在所述磁铁和天线装置之间还包括一层电绝缘的和非磁性的材料。
26.如权利要求24所述的设备，其特征在于在所述磁铁和天线装置之间还包括一层电绝缘的和非磁性材料。
27.如权利要求22所述的设备，其特征在于它还包括一电绝缘和非磁性的套筒，该套筒设置在围绕所述磁铁和天线装置处。
28.如权利要求27所述的设备，其特征在于所述套筒由玻璃纤维制成。
29.如权利要求27所述的设备，其特征在于在所述磁铁和天线装置之间还有一层电绝缘和非磁性的材料。
30.如权利要求28所述的设备，其特征在于在所述磁铁和天线装置之间还有一层电绝缘和非磁性的材料。
31.如权利要求8所述的设备，其特征在于所述的天线装置可产生一与脉冲偶极磁场非常近似的磁场。
32.如权利要求8所述的设备，其特征在于所述的天线装置包括两对设置在第一机构附近的细长导体对。
33.如权利要求32所述的设备，其特征在于所述的第一机构包括一具有纵向中心轴线的细长管状永久磁铁，其中所述细长导体对平行于所述中心轴线沿所述永久磁铁方向延伸。
34.如权利要求33所述的设备，其特征在于所述的每一导体具有相对较窄的宽度，这个宽度由相对于所述轴线测量到的第一预定极角的圆弧所确定，每对导体圆弧中心之间的距离由相对于所述轴线的第二预定极角所确定。
35.如权利要求34所述的设备，其特征在于所述第一预定极角近似为15度。
36.如权利要求34所述的设备，其特征在于所述第二极角近似为20度。
37.如权利要求35所述的设备，其特征在于所述第二极角近似为20度。
38.如权利要求32所述的设备，其特征在于所述导体对彼此间相互串联连接，所述导体对的每一导体彼此平联连接。
39.如权利要求38所述的设备，其特征在于所述的第一机构包括一具有纵向中心轴线的细长的管状永久磁铁，所述细长导体对平行于所述中心轴线沿所述永久磁铁方向延伸。
40.如权利要求39所述的设备，其特征在于所述每一导体具有相对较窄的宽度，这个宽度由相对于所述轴线测量到的第一预定极角的圆弧所确定，每对导体圆弧中心之间的距离由相对于述轴线测量到的第二预定极角所确定。
41.如权利要求40所述的设备，其特征在于所述第一预定极角近似等于15度。
42.如权利要求40所述的设备，其特征在于所述第二极角近似等于20度。
43.如权利要求41所述的设备，其特征在于所述第二极角近似等于20度。
44.如权利要求5所述的设备，其特征在于所述管状磁铁包含一纵向中心轴线，所述天线装置包括两对细长的导体对，该导体对平行于所述轴线沿所述管状磁铁方向延伸。
45.如权利要求44所述的设备，其特征在于所述导体对彼此串联连接在一起，所述导体对的每一导体彼此平联连接。
46.如权利要求45所述的设备，其特征在于所述的每一个导体具有相对较窄的宽度，这个宽度由相对于所述轴线测量到的第一预定极角的圆弧所确定，每对导体圆弧中心之间的距离由相对于所述轴线测量到的第二预定极角所确定。
47.如权利要求46所述的设备，其特征在于所述第一预定极角近似等于15度。
48.如权利要求46所述的设备，其特征在于所述第二极角近似等于20度。
49.如权利要求47所述的设备，其特征在于所述第二极角近似等于20度。
50.一种采用核磁共振测井设备的方法，能完成钻孔的地球物理检验，所述的方法包括(a)将所述的测井设备与进行旋转和纵向位移的钻头相连接，(b)旋转所述钻头以形成钻孔，和(c)操作所述测井装置;(1)在邻近所述测井装置的钻孔的一部分区域内产生一静态磁场，该区域包含待分析的材料，(2)激发在所述区域内待分析材料的原子核，(3)接收来自被激发的原子核的核磁共振信号，以提供指示待分析材料特性的输出信号。
51.如权利要求50所述的方法，其特征在于在由所述钻头钻孔的同时，完成对所述钻孔的检测。
52.如权利要求50所述的方法，其特征在于所述的静态磁场是一梯度场。
53.如权利要求51所述的方法，其特征在于在由钻头进行钻孔的同时，完成对所述钻孔的检测。
全文摘要
核磁共振测井的设备和方法，用于在钻井的同时对钻孔进行地球物理检测。该设备与钻头相连接，在形成钻孔的同时穿过钻孔。该设备包括一有弹性的管状永久磁铁，用于在邻近设备的钻孔的一段区域内产生静态磁场，该区域包含了待分析的材料，天线安装在磁铁上并与相关的电路相连接，该电路用于激发区域内待分析材料的原子核，一个与天线相连的接收器用于接收被激发原子的核磁共振信号，以及提供指导待分析材料特性的输出信号。
文档编号G01VGK1064913SQ9110758
公开日1992年9月30日 申请日期1991年12月5日 优先权日1990年12月5日
发明者M·N·米勒 申请人:纽马公司