专利名称：随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在室内对随钻电磁波电阻率测井仪响应进行检验的试验装置，即一种随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置。
背景技术：
在石油勘探中，随着陆上水平井和大斜度井钻井工作量增加以及海上钻井的需求，常规电缆测井已经不能满足测井技术的需要，因此随钻测井技术得到了非常迅速的发展。它可以实现钻井和测井同时进行，是将测井仪器安装在靠近钻头的部位，在地层未受到明显侵入和污染的条件下进行测量，和传统的电缆测井相比较，具有实时性好、测井精度高等优点。随钻电磁波电阻率测井仪器是随钻测井中最常用的仪器之一，它通过测量两个接收线圈上感应电动势的相位差和幅度比来获得地层的电阻率信息，由于油层的电阻率较高，因此它能够有效的识别油层，并还具有能够指导钻头在油层中水平钻进的地质导向功能。可见，研制随钻电磁波电阻率测井仪器具有非常重要的实际意义，能够增强我国在随钻测井领域中的实力，帮助油田找到更多的油气储层，缓解油气资源紧缺的局面。我国在研制此种仪器中大多采用仿制的方法，很少掌握核心技术，这样虽然能加快研制速度，但并不利于我国测井技术的真正发展。为了掌握核心技术，我们从基础理论研究开始，研制出了具有自主知识产权随钻电磁波电阻率测井仪器。在原理样机研制阶段，需要对该仪器的响应进行检验，但由于随钻电磁波电阻率测井仪的质量和体积都很大，搬运起来很不方便，如果等到在室外刻度时才发现仪器的响应规律错误，无疑会耽误很多时间，并需要付出很多额外的工作量和产生许多不必要的麻烦。因此，如果设计出一种对随钻电磁波电阻率测井仪响应进行室内检验的装置，实现在室内对随钻电磁波电阻率测井仪响应的检验，则能够为下一步进行室外的刻度试验提供一定的保障。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提出一种对随钻电磁波电阻率测井仪响应进行室内检验的装置，结构简单，使用方便，能够为随钻电磁波电阻率测井仪进行室外的刻度试验提供一定的保障。本发明所采用的技术方案
一种随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置，包括一个盘式绝缘支撑体，所述盘式绝缘支撑体的中心孔直径与随钻电磁波电阻率测井仪的直径相匹配，在所述盘式绝缘支撑体的支撑盘面上至少设有一个开路的圆形金属环(2)，所述圆形金属环围绕盘式绝缘支撑体的支撑盘面中心逐渐向外分布，从所述圆形金属环(2)的豁口端部引出快接头(6)，另外与所述快接头(6)匹配设有η个阻容模块(7)，η为自然数。所述的随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置，阻容模块包括由m个并联的电容与P个并联的电阻串联后组成的阻容电路以及与前述从圆形金属环的豁口端部引出的快接头匹配的接插件，所述阻容电路串联连接在接插件的两个快接头之间，m和P为自然数。
所述的随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置，盘式绝缘支撑体包括一支撑盘
(I)及一法兰座，所述支撑盘(I)与法兰座紧固连接，法兰座的开孔直径与随钻电磁波电阻率测井仪直径匹配。所述的随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置，盘式绝缘支撑体包括支撑盘(I) 及转筒(8)，所述转筒(8)匹配嵌套安装在所述盘式绝缘支撑体的支撑盘(I)中心孔内，支撑盘(I)所在平面与所述转筒(8)的中心线垂直，所述转筒(8)的孔径与随钻电磁波电阻率测井仪直径匹配。本发明随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置的工作原理
将金属环与仪器(随钻电磁波电阻率测井仪)同轴放置，并放在接收线圈附近，当仪器工作时，发射线圈会在金属环上产生感应电动势，在金属环开路两端串联不同电阻就会在金属环中产生不同的电流，这个电流就会在接收线圈上产生信号。在对仪器响应进行检验时可以将金属环放在两个接收线圈中间或者从接收线圈的一侧移动到另一侧，再通过改变串联电阻得到一系列的响应值，并将测量值与理论计算值对比，实现室内对仪器响应的检验目的。本发明的有益效果
I、本发明随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置，用非常简单的方式实现了在室内对随钻电磁波电阻率测井仪响应的检验，为下一步进行室外的刻度试验提供了一定的保障。 因为仪器的质量和体积都很大，搬运起来很不方便，本发明能够在室内及时对仪器的响应规律进行检验，能够避免许多不必要的麻烦，提高仪器室外刻度的效率，降低工作量。2、本发明随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置，结构简单，成本低，使用方便， 容易实施，能够理想的达到室内对仪器响应的检验目的。
图I :本发明随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置结构示意图2 :本发明随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置绝缘支撑体侧视图3 :本发明随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置阻容模块的一种实施方式原理
图4 :本发明随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置使用状态图5 图28 :不同的金属环结构尺寸及串联电阻情况下仪器的响应曲线(编号为奇数的为没有调谐的计算结果，编号为偶数的为调谐的计算结果，计算方法采用径向成层介质中的并矢格林函数法)。
具体实施例方式实施例一参见图I、图2，本发明随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置，包括一个盘式绝缘支撑体，所述盘式绝缘支撑体中心孔直径与随钻电磁波电阻率测井仪的直径相匹配，在所述盘式绝缘支撑体的支撑盘面上至少设有一个开路的圆形金属环2，所述圆形金属环2围绕盘式绝缘支撑体的支撑盘面中心逐渐向外分布，从所述圆形金属环2的豁口端部引出快接头6，另外与所述快接头6匹配设有η个阻容模块7，η为自然数。图中I为支撑盘。
实施例二 参见图I 图3，本实施例的随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置与实施例一不同的是进一步说明了阻容模块7的结构，所述阻容模块包括由m个并联的电容与P个并联的电阻串联后组成的阻容电路以及与从圆形金属环2的豁口端部引出的快接头 6匹配的接插件，所述阻容电路串联连接在接插件的两个快接头之间。m和P为自然数。本发明设有多个阻容模块，图3提供了阻容模块的一种实施方式。实施例三参见图I、图2，本实施例的随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置，盘式绝缘支撑体包括支撑盘I及转筒8，所述转筒8匹配嵌套安装在所述盘式绝缘支撑体支撑盘I的中心孔内，支撑盘I所在平面与转筒8的中心线垂直，转筒8的孔径与随钻电磁波电阻率测井仪直径匹配。
实施例四参见图1，本实施例的随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置，与实施例三不同的是转盘式绝缘支撑体包括支撑盘I及一法兰座，所述支撑盘I与法兰座紧固连接， 所述法兰座的开孔直径与随钻电磁波电阻率测井仪直径匹配。图4为本发明随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置工作状态示意图。图中，I为支撑盘(架)，2为金属环，3为仪器的发射线圈，4、5为仪器的接收线圈。I)、如图所示将测井仪响应检验装置与仪器同轴放置，位置放在两个接收线圈的中点，且可以在两个接收线圈附近移动。2)、发射线圈3发射电磁波，电磁波在两个接收线圈4、5以及金属环2上会产生感应电动势，将2串联一定阻值的电阻则2上会产生感应电流，这个感应电流又会在两个接收线圈4和5上产生附加的感应电动势，这样两个接收线圈上的感应电动势就是发射线圈3 产生的和金属环2产生的之和。3)、改变串联在2上的电阻，则2上的感应电流会随之变化，接收线圈4、5上的感应电动势也随之变化。4)、在金属环上串联的电阻一定的情况下，改变装置的位置则2上的感应电流也会随之变化，相应的接收线圈4、5上的感应电动势也随之变化。5)、理论计算出改变串联在2上的电阻或改变装置位置时两个接收线圈4、5上电动势的相位差和幅度比，并将这些数据作为参考，与实测的数据进行对比，实现对仪器响应检验的目的。本发明所述的随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置，金属环的结构尺寸及串联电阻的选取依据是，通过理论计算出金属环位置变化、半径变化和串联不同电阻时仪器的响应曲线，考虑实际仪器响应的测量范围，并以响应曲线变化明显作为原则来选取金属环的尺寸和串联电阻的范围。以频率为2MHz，源距为20in、30in、46in的随钻电磁波电阻率仪器为例，我们进行了大量的数值模拟，计算时将金属环放在了两个接收线圈的中点，并考虑了金属环自身的阻抗，采取了对金属环自身的感抗进行调谐与不调谐两种方式计算。图5 28是所有情况的计算结果。计算采用的数值计算方法是径向成层介质中的并矢格林函数法。此方法采用递推矩阵方法进行计算。根据圆柱形层界面处电场和磁场的连续性条件得到确定待定系数的矩阵方程组并通过递推方法快速求解。只需改变方程组中源项元素的位置，就可以方便地得到当源点和场点在任意层时的Green函数，形式简洁、 易于编程。图中的横坐标为串联的电阻，纵坐标为两个接收线圈间的相位差和幅度比响应， 不同颜色及样式的曲线代表不同金属环半径时的响应。
观察发现，调谐后各组曲线的变化幅度范围要明显高于不调谐时的变化范围，因此，建议在实测时对金属环进行调谐，去除感抗。另外，调谐后各图中变化幅度范围最大的曲线对应的金属环半径基本都在O. 3m-0. 5m范围内，所以建议实际测量时选用半径在此范围内的金属环。然后根据具体情况再选择电阻变化范围。此金属环的适用范围是频率在 400KHz 2MHz，源距在20in 46in范围内的随钻电磁波电阻率仪器。当然，针对其他频率和源距的电磁波电阻率仪器可以利用本专利提供的方法进行分析给出适合于该仪器的金属环半径和串联电阻的范围。本发明所述的随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置，材料的选取原则是整个实验装置中除了开路的圆形金属环是金属导体以外，其余的附件及支撑架均为电参数与空气接近的材料，如玻璃钢等。
权利要求
1.一种随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置，包括一个盘式绝缘支撑体，所述盘式绝缘支撑体的中心孔直径与随钻电磁波电阻率测井仪的直径相匹配，其特征是在所述盘式绝缘支撑体的支撑盘面上至少设有一个开路的圆形金属环(2)，所述圆形金属环围绕盘式绝缘支撑体的支撑盘面中心逐渐向外分布，从所述圆形金属环(2)的豁口端部引出快接头(6)，另外与所述快接头(6)匹配设有η个阻容模块(7)，η为自然数。
2.根据权利要求I所述的随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置，其特征是所述阻容模块包括由m个并联的电容与P个并联的电阻串联后组成的阻容电路以及与前述从圆形金属环(2)的豁口端部引出的快接头(6)匹配的接插件，所述阻容电路串联连接在接插件的两个快接头之间，m和P为自然数。
3.根据权利要求I或2所述的随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置，其特征是所述盘式绝缘支撑体包括一支撑盘(I)及一法兰座，所述支撑盘(I)与法兰座紧固连接，法兰座的开孔直径与随钻电磁波电阻率测井仪直径匹配。
4.根据权利要求I或2所述的随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置，其特征是所述盘式绝缘支撑体包括支撑盘(I)及转筒(8 )，所述转筒(8 )匹配嵌套安装在所述盘式绝缘支撑体的支撑盘(I)中心孔内，支撑盘(I)所在平面与所述转筒(8)的中心线垂直，所述转筒(8)的孔径与随钻电磁波电阻率测井仪直径匹配。
全文摘要
本发明涉及一种在室内对随钻电磁波电阻率测井仪响应进行检验的试验装置。一种随钻电磁波电阻率测井仪响应检验装置，包括一个盘式绝缘支撑体，所述盘式绝缘支撑体的中心孔直径与随钻电磁波电阻率测井仪的直径相匹配，在所述盘式绝缘支撑体的支撑盘面上至少设有一个开路的圆形金属环(2)，所述圆形金属环围绕盘式绝缘支撑体的支撑盘面中心逐渐向外分布，从所述圆形金属环的豁口端部引出快接头(6)，另外与所述快接头匹配设有n个阻容模块(7)，n为自然数。本发明试验装置结构简单，使用方便，能够为随钻电磁波电阻率测井仪进行室外的刻度试验提供一定的保障。
文档编号E21B49/00GK102606148SQ20121007671
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月22日 优先权日2012年3月22日
发明者宋殿光, 方辉, 李郴, 段宝良, 郭巍, 韩宏克, 魏少华 申请人:中国电子科技集团公司第二十二研究所