用于定向电磁测井的方法和工具的制作方法_3

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-2中,这里示出为矩形,但可为诸如四边形或另外的细长形状的任何几何形 状。每个槽342、346由两侧、顶部和底部限定,其可选择地被磨圆。每个槽342、346还具有 可为工具体部12-1的厚度的一部分的深度。例如,该深度可为统一的、渐变的或圆弧的。每 个槽342、346的定向指槽342、346延伸的方向。在最简单的条件下,每个槽342、346充当与 槽342、346相同定向的磁偶极子。如所示,槽342被定向在相对于纵轴线341的非轴向方 向,而两个槽346被定向在相对于纵轴线341的轴向方向。线圈340B位于天线路径(未示 出)中,且穿过交替的槽342,并且穿过棱344,在槽342和346处以实曲线示出线圈340B, 在棱344处以虚曲线示出线圈。非轴向定向槽342被定向为倾斜于线圈340B。
[0055] 如上述,通过机械加工掉每个棱344的一部分,并且随后在线圈340B被缠绕之前 或之后将每个棱344焊接到工具体部12-1来形成天线路径。还能通过机械加工掉每个棱 344的一部分,并且随后在线圈340B被缠绕之后使用覆盖部在每个棱344的线圈上方覆盖 天线线圈来形成天线路径,覆盖部优选地具有与工具体部12-1的材料相似的电磁特性。覆 盖部的加入恢复了棱的整体径向尺寸。在一个实施方式中,还能通过机械加工掉每个棱344 的一部分,并且随后在线圈340B被缠绕之后使用诸如玻璃纤维或环氧树脂的非金属保护 材料来填充每个机械加工掉的部分,以恢复棱的整体径向尺寸来形成天线路径。可选地,天 线路径可被钻或冲压穿过每个棱。在实施方式中,在棱344中的天线路径优选地最小化,以 允许天线线圈从中穿过而没有余留在天线线圈周围的额外的空隙空间,并且可选择地,如 果存在空隙空间,可使用诸如玻璃纤维和环氧树脂的非金属填料来密封该空隙空间。
[0056] 在一个实施方式中,当设置线圈340B时,诸如玻璃纤维或环氧树脂的非金属保护 材料被设置在每个槽中,非金属保护材料大致地将槽的剩余的空间填充到与每个相邻的棱 344的外表面齐平的水平。在一个实施方式中,导磁材料插入件可选地被设置在每个槽中, 以便当线圈340B被设置为围绕工具体部12-1时插入件在线圈340B下面。导磁材例如料 可为铁氧体材料。
[0057] 在一个实施方式中,能从图3B移除两个轴向槽346。换言之,移除非轴向槽342或 使用来自图3B的轴向槽来代替非轴向槽342将导致非定向天线装置。
[0058] 图3C示出了第三天线装置300C的实施方式,旨在示出槽和线圈的相对位置。圆柱 形工具体部12-1具有外表面12-2,并且具有纵轴线341。六个槽被设置在外表面12-2中, 这里示出为矩形,但可为诸如四边形或另外的细长形状的任何几何形状。每个槽343、346 由两侧、顶部和底部限定,其可选择地被磨圆。每个槽343、346还具有可为工具体部12-1 的厚度的一部分的深度。例如,该深度可为统一的、渐变的或圆弧的。每个槽343、346的定 向指槽343、346延伸的方向。在最简单的条件下,每个槽343、346充当与槽343、346相同 定向的磁偶极子。如所示,槽343中的四个被定向为相对于纵轴线341垂直。槽346中的 两个相对于纵轴线341轴向定向。倾斜线圈340C位于天线路径中,且穿过交替的槽342,且 穿过棱344,在槽342处以实曲线示出线圈,在棱344处以虚曲线示出线圈。
[0059] 如上述,通过机械加工掉每个棱344的一部分,并且随后在线圈340C被缠绕之前 或之后将每个棱344焊接到工具体部12-1来形成天线路径。还能通过机械加工掉每个棱 344的一部分,并且随后在线圈340C被缠绕之后使用覆盖部在每个棱344的线圈上方覆盖 天线线圈来形成天线路径,覆盖部优选地具有与工具体部12-1的材料相似的电磁特性。覆 盖部的加入恢复了棱的整体径向尺寸。在一个实施方式中,还能通过机械加工掉每个棱344 的一部分,并且随后在线圈340C被缠绕之后使用诸如玻璃纤维或环氧树脂的非金属保护 材料来填充每个机械加工掉的部分,以恢复棱的整体径向尺寸来形成天线路径。可选地,天 线路径可被钻或冲压穿过每个棱。在实施方式中,在棱344中的天线路径优选地最小化,以 允许天线线圈从中穿过而没有余留在天线线圈周围的额外的空隙空间,并且可选择地,如 果存在空隙空间,可使用诸如玻璃纤维和环氧树脂的非金属填料来密封该空隙空间。
[0060] 在一个实施方式中,当设置线圈340C时,诸如玻璃纤维或环氧树脂的非金属保护 材料被设置在每个槽中,非金属保护材料大致地将槽的剩余的空间填充到与每个相邻的棱 344的外表面齐平的水平。在一个实施方式中,导磁材料插入件可选地被设置在每个槽中, 以便当线圈340C被设置为围绕工具体部12-1时插入件在线圈340C下面。例如,导磁材料 可为铁氧体材料。
[0061] 在一个实施方式中,能从图3C移除两个轴向槽346。
[0062] 图3D示出了第四天线装置300D的实施方式,旨在示出槽和线圈的相对位置。圆柱 形工具体部12-1具有外表面12-2,并且具有纵轴线341。六个槽被设置在外表面12-2中, 这里示出为矩形,但可为诸如四边形或另外的细长形状的任何几何形状。每个槽343、346 由两侧、顶部和底部限定,其可选择地被磨圆。每个槽343、346还具有可为工具体部12-1 的厚度的一部分的深度。例如,该深度可为统一的、渐变的或圆弧的。每个槽342、346的定 向指槽342、346延伸的方向。在最简单的条件下,每个槽343、346充当与槽343、346相同 定向的磁偶极子。
[0063] 如所示,槽343中的四个被定向为相对于纵轴线341垂直。槽346中的两个相对 于纵轴线341轴向定向。分段线圈340D位于天线路径中,且穿过交替的槽343和346。通 过机械加工掉每个棱344的一部分,并且(可选地)通过随后在线圈340A被缠绕之前或之 后将每个棱344焊接到工具体部12-1或通过其他方法来形成天线路径。
[0064] 如上述,还能通过机械加工掉每个棱344的一部分,并且随后在线圈340D被缠绕 之后使用覆盖部在每个棱344的线圈上方覆盖天线线圈来形成天线路径,覆盖部优选地具 有与工具体部12-1的材料相似的电磁特性。覆盖部的加入恢复了棱的整体径向尺寸。在 一个实施方式中,还能通过机械加工掉每个棱344的一部分,并且随后在线圈340C被缠绕 之后使用诸如玻璃纤维或环氧树脂的非金属保护材料来填充每个机械加工掉的部分,以恢 复棱的整体径向尺寸来形成天线路径。可选地,天线路径可被钻或冲压穿过每个棱。在实 施方式中,在棱344中的天线路径优选地最小化,以允许天线线圈从中穿过而没有余留在 天线线圈周围的额外的空隙空间,并且可选择地,如果存在空隙空间,可使用诸如玻璃纤维 和环氧树脂的非金属填料来密封该空隙空间。
[0065] 在一个实施方式中,当设置线圈340D时,诸如玻璃纤维或环氧树脂的非金属保护 材料被设置在每个槽中,非金属保护材料大致地将槽的剩余的空间填充到与每个相邻的棱 344的外表面齐平的水平。在一个实施方式中,导磁材料插入件可选地被设置在每个槽中, 以便当线圈340D被设置为围绕工具体部12-1时插入件在线圈340D下面。例如,导磁材料 可为铁氧体材料。
[0066] 在一个实施方式中,能从图3D移除两个轴向槽346。
[0067] 图3E示出了图3B所示的根据实施方式的天线装置的侧视图。示出了工具体部 12-1的外表面12-2。被定向在非轴向方向的多个槽被设置为围绕工具体部12-1的外表面 12-2,其中槽由减小的径向尺寸的区域和交替的棱构件限定。在图3E中,每个槽342的侧 面呈现为具有平整表面,然而,本领域的技术人员应该了解的是,根据槽结构的细节,槽的 两侧可由弧形表面表示。通过机械加工掉每个棱344的一部分来形成天线路径347 (图3E 中由两条虚线勾勒)。轴向天线线圈340B被设置在天线路径347中,其穿过交替的槽和棱。 图3E清晰地示出了槽被定向在相对于工具体部12-1的纵轴线的非轴向方向,并且清晰地 区别于被定向为相对于工具体部12-1的纵轴线341平行延伸的槽。
[0068] 在实施方式中,例如,不具有轴向槽,但具有两组非轴向槽,在非轴向槽组之间存 在棱段,该棱段具有与在同一组中的相邻的槽之间的棱的尺寸不同的尺寸。这种情况通过 图3E的实施方式被示出于单个工具体部12-1上。
[0069] 图3F是沿槽342的方向穿过单个槽342的剖视图,具有穿过单个槽342的线圈 340。诸如纤维玻璃和环氧树脂的非金属保护材料349被设置在每个槽中,将槽的剩余的空 间填充到大致与相邻的棱的外表面齐平的水平。在图3F中,线圈340呈现为具有圆形的形 状,然而,本领域的技术人员应该了解的是,根据特定的槽342的方向和/或线圈340自身 的线的形状,线圈340还可由椭圆形表示。更进一步,在图3F中,线圈340呈现为具有一圈 导线,然而本领域的技术人员应该了解的是,线圈340可由多于一圈的导线形成。
[0070] 如图3F的实施方式所述,导磁材料插入件348可被设置在每个槽中,以便当线圈 340被设置为围绕工具体部12-1时,插入件348在线圈340下面。导磁材料例如可为铁氧 材料。
[0071] 图3G是沿相邻的槽342的方向穿过棱344的剖视图。通过机械加工掉棱344的 一部分来形成天线穿过的天线路径347。在图3G中,在棱344中的天线路径347的剖视图 呈现为以一定角度倾斜,然而,本领域的技术人员应该了解的是,具有以不同的方向和形状 形成的天线路径的其他实施方式是可能的。诸如纤维玻璃和环氧树脂的非金属保护材料 349被设置在天线路径的任何残留空间中,将槽的剩余的空间填充到大致与相邻的棱的外 表面齐平的水平。在图3G中,线圈340呈现为具有圆形的形状,然而,本领域的技术人员应 该了解的是,根据特定的槽342的部分的方向和/或线圈340自身的线的形状,线圈340还 可由椭圆形表示。更进一步,如图中所示,在图3G中,在线圈340具有一圈导线被设置在棱 中的情况下,天线路径347被示出为通过将棱的单个部分机械加工掉被形成。然而,本领域 的技术人员应该了解的是,在一圈或多圈导线被设置在天线路径的多个部分的每个中的情 况下,可通过将棱的多个部分机械加工掉形成天线路径,其中相邻的部分轴向地互相间隔。
[0072] 方法
[0073] 现在转而讨论使用上述硬件进行的方法,图4示出了使用根据本发明的天线装置 获取数据的方法的流程图。
[0074] 获取形成在地层中的井孔中的数据的方法包括:460将包含至少一个发射器和至 少一个接收器的工具设置在井孔中。至少一个发射器和接收器将为这里所公开的且参考附 图3A至3G描
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