《核磁共振測井儀的探頭磁體、探頭和核磁共振測井儀》是中國石油大學（北京）於2011年8月3日申請的專利，該專利的申請號為2011102210763，公布號為CN102331588A，授權公布日為2012年1月25日，發明人是肖立志、胡海濤、李新、于慧俊、吳保松、劉化冰、張曉玲、謝慶明、傅少慶、安天琳。該發明涉及油井探測技術。
該發明公開了一種核磁共振測井儀的探頭磁體、探頭和核磁共振測井儀，該探頭磁體包括支撐桿和多個磁片，支撐桿為中間開有線路孔的中空直線形桿，支撐桿的橫截面為多邊形；每個磁片均開設有與支撐桿的橫截面形狀相匹配的多邊形通孔，各磁片相互重疊粘接以形成一具有多邊形貫通孔的磁體，支撐桿穿過所述磁體的多邊形貫通孔，且磁體的多邊形貫通孔與支撐桿外表面之間的接觸處粘接。該探頭中的磁體與支撐桿之間不易發生周向轉動，避免因磁體與支撐桿之間的周向轉動對探頭內部部件的損害，延長探頭的使用壽命。
2017年12月11日《核磁共振測井儀的探頭磁體、探頭和核磁共振測井儀》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《反應杯運載機構及運載方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：核磁共振測井儀的探頭磁體、探頭和核磁共振測井儀
- 申請公布號：CN102331588A
- 申請公布日：2012年1月25日
- 申請號：2011102210763
- 申請日：2011年8月3日
- 申請人：中國石油大學（北京）
- 地址：北京市昌平區府學路18號中國石油大學260信箱
- 發明人：肖立志、胡海濤、李新、于慧俊、吳保松、劉化冰、張曉玲、謝慶明、傅少慶、安天琳
- Int. Cl.：G01V3/32(2006.01)I、E21B49/00(2006.01)I
- 專利代理機構：北京同立鈞成智慧財產權代理有限公司
- 代理人：黃健
- 類型：發明專利
技術背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
技術背景
核磁共振測井儀是利用核磁共振原理測量油井周圍的地層情況，從而探測地層中與油氣特徵相關的信息，該測井儀通過探頭形成磁場並採集共振信號，進而根據共振信號對賦存在地層岩石孔隙中的流體進行分析，可以直接測量儲層流體中氫核的密度，並且可以將利用核磁共振信號得到的核磁數據直接轉換為視含水孔隙度，還可以確定儲層中不同流體的存在、含量及流體的相關特性。另外，利用核磁共振測井數據可以得到豐富的岩石孔隙尺寸信息，進而更好的估算岩石物理參數，例如，滲透率、毛管束縛水體積等。
2011年以前主要有採用居中測量模式和貼井壁測量模式進行測量的核磁共振測井儀。測井儀主要包括探頭和地面系統等，探頭主要包括骨架、磁體和天線等，磁體和天線固定於骨架上，磁體用於產生核磁共振所需的靜磁場，天線用於發射射頻脈衝以產生射頻場，並接收回波信號。
但是2011年之前所有的探頭中，磁體與固定磁體的骨架之間容易產生相對運動，而這種相對運動很容易對探頭的內部部件造成損害。
發明內容
專利目的
《核磁共振測井儀的探頭磁體、探頭和核磁共振測井儀》提供了一種核磁共振測井儀的探頭磁體、探頭和核磁共振測井儀，增加探頭中的磁體與探頭骨架之間連線的牢固性。
技術方案
《核磁共振測井儀的探頭磁體、探頭和核磁共振測井儀》提供的探頭磁體包括：
支撐桿，所述支撐桿為中間開有線路孔的中空直線形桿，所述支撐桿的橫截面為多邊形；
多個磁片，每個磁片均開設有與所述支撐桿的橫截面形狀相匹配的多邊形通孔，
各磁片相互重疊粘接以形成一具有多邊形貫通孔的磁體，所述支撐桿穿過所述磁體的多邊形貫通孔，且所述磁體的多邊形貫通孔與所述支撐桿外表面之間的接觸處粘接。
該發明還提供了一種核磁共振測井儀的探頭，該探頭包括該發明提供的探頭磁體，所述探頭磁體的支撐桿固定於探頭的骨架上；所述探頭的骨架上還固定有天線。
該發明還提供了一種核磁共振測井儀，該測井儀包括天線調諧電路，還包括該發明提供的探頭，所述探頭天線的每個導電片分別與所述天線調諧電路相連，且每個所述導電片與天線調諧電路的接口處均設定有切換開關。
改善效果
《核磁共振測井儀的探頭磁體、探頭和核磁共振測井儀》提供的核磁共振測井儀的探頭磁體，由多個磁片組成的磁體用於產生核磁共振所需的外加靜磁場，通過多邊形貫通孔將磁體套設在支撐桿上，磁體與支撐桿之間不易發生周向轉動，因此，避免因磁體與支撐桿之間的周向轉動對探頭內部部件的損害，延長探頭的使用壽命。
該發明實施例提供的核磁共振測井儀可應採用居中測量模式進行測量，也可以採用貼井壁測量模式進行測量，並且，當採用貼井壁測量模式時，可在探頭外殼周圍底層中形成兩個不同的獨立的探測區域，能夠從井眼地層周圍兩個方向上探測地層的信息，使得核磁共振測井儀具有方位探測特性，這就使得測井儀能夠探測到不同方位地層中的信息，提高測井儀根據採集的共振回波信號解析地層中相關信息的準確性。並且，該測井儀的探頭磁體和天線的結構簡單，從而降低了製作成本。
附圖說明
圖1為《核磁共振測井儀的探頭磁體、探頭和核磁共振測井儀》實施例所提供的核磁共振測井儀的探頭磁體的結構示意圖。
圖2為該發明實施例所提供的核磁共振測井儀的探頭磁體中磁體的橫截面示意圖。
圖3為該發明實施例所提供的核磁共振測井儀的探頭中天線的結構示意圖。
圖4為該發明實施例所提供的核磁共振測井儀的探頭採用居中測量模式時磁力線分布圖。
圖5為該發明實施例所提供的核磁共振測井儀的探頭採用貼井壁測量模式時磁力線分布圖。
圖6為該發明實施例所提供的核磁共振測井儀的探頭採用貼井壁測量模式時另一種磁力線分布圖。
附圖示記：
1-支撐桿；2-線路孔；3-磁片；4-通孔；5-磁體；6-保護套；7-非導磁膠；8-第一連線片；9-第二連線片；10-第一導電片；11-第二導電片；12-第三導電片；13-第四導電片；14-間隙；15-貫通孔；21-靜磁場磁力線；22-第一射頻場磁力線；23-第一敏感區域；24-第二射頻場磁力線；25-第二敏感區域；26-第三射頻場磁力線；27-第三敏感區域。
權利要求
1.一種核磁共振測井儀的探頭，其特徵在於，包括核磁共振測井儀的探頭磁體，所述探頭磁體的支撐桿固定於探頭的骨架上；所述探頭的骨架上還固定有天線；其中，所述探頭磁體包括：支撐桿，所述支撐桿為中間開有線路孔的中空直線形桿，所述支撐桿的橫截面為多邊形；
多個磁片，每個磁片均開設有與所述支撐桿的橫截面形狀相匹配的多邊形通孔，每個磁片外輪廓的形狀和尺寸均相同，各磁片相互重疊粘接以形成一具有多邊形貫通孔的磁體，所述支撐桿穿過所述磁體的多邊形貫通孔，且所述磁體的多邊形貫通孔與所述支撐桿外表面之間的接觸處粘接；
所述天線包括兩個圍成環形的連線片，所述連線片之間設定有至少兩個導電片，每個所述導電片的第一端分別與其中一個連線片電連線；
其中另一個連線片沿周向分為與所述導電片數量相等的數個導電段，每個導電段之間保持設定距離，且每個導電段分別與各所述導電片的第二端電連線；
所述天線圍設於所述探頭磁體的周圍，所述天線用於發射射頻脈衝，產生射頻場，並接收核磁共振回波信號，再經電子線路傳輸至地面系統進行處理。
2.根據權利要求1所述的核磁共振測井儀的探頭，其特徵在於：所述磁體外表面包裹有保護套，所述保護套與所述磁體外表面之間粘接。
3.根據權利要求2所述的核磁共振測井儀的探頭，其特徵在於：所述保護套的厚度範圍為2毫米-4毫米，材料為聚四氟乙烯。
4.根據權利要求1-3任一項所述的核磁共振測井儀的探頭，其特徵在於：所述磁片的外輪廓形狀為圓形，每個所述磁片的外直徑範圍為80毫米-130毫米,厚度範圍為10毫米-40毫米；所述磁片的數量範圍為30-100個；所述多邊形通孔為正方形通孔，所述正方形通孔的邊長範圍為20毫米-30毫米。
5.根據權利要求1-3任一項所述的核磁共振測井儀的探頭，其特徵在於：所述支撐桿中間的線路孔為圓孔，圓孔的直徑範圍為6毫米-10毫米，所述支撐桿的材料為鈦鋼。
6.根據權利要求1所述的核磁共振測井儀的探頭，其特徵在於：所述連線片為圍成圓形的長方形剛性金屬片，所述導電片為長方形剛性金屬片，且每個所述導電片的形狀和尺寸均相同。
7.根據權利要求1或2所述的核磁共振測井儀的探頭，其特徵在於：所述導電片為四個，且均勻布設於所述連線片之間；所述連線片與所述導電片的厚度範圍均為0.1毫米-0.4毫米，寬度範圍均為10毫米-30毫米；所述天線的中心軸線與所述探頭磁體的中心軸線重合，且所述天線設定於所述磁體的軸向中部處。
8.一種核磁共振測井儀，包括天線調諧電路，其特徵在於，還包括權利要求1-7任一項所述的探頭，所述探頭的天線的每個導電片分別與所述天線調諧電路相連，且每個所述導電片與天線調諧電路的接口處均設定有切換開關。
實施方式
為使《核磁共振測井儀的探頭磁體、探頭和核磁共振測井儀》的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合該發明實施例中的附圖，對該發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是該發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於該發明中的實施例，該領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於該發明保護的範圍。
核磁共振是指原子核在另一外加磁場作用下發生能級躍遷，由低能態躍遷到高能態的物理現象。
並不是所有原子核都能產生這種現象，只有磁性核才能產生核磁共振現象，質量數和質子數均為偶數的原子核，自旋量子數為0，這類原子核沒有自旋現象，稱為非磁性原子核。質量數為奇數的原子核，自旋量子數為半整數，其自旋量子數不為0，稱為磁性原子核。質量數為偶數，質子數為奇數的原子核，自旋量子數為整數，這樣的核也是磁性原子核。
當磁性原子核自旋時，會因自旋產生一個磁矩，當該原子核在外加靜磁場中接受其他來源的能量輸入後會吸收特定頻率的電磁波，從較低的能級躍遷到較高能級產生能級躍遷，這種過程就是核磁共振，發生核磁共振時，原子核磁矩與外加磁場的夾角會發生變化。
使原子核發生能級躍遷的頻率由外加磁場的強度和原子核本身的性質決定，也就是說，對於某一特定原子，在一定強度的外加磁場中，其原子核進動的頻率是固定不變的，該頻率被稱為拉莫爾頻率。
為了讓原子核發生能級躍遷，需要為原子核提供躍遷所需要的能量，該能量與外加磁場、核磁矩、以及核磁矩與外加磁場的夾角相關。這一能量通常是通過外加射頻場來提供的，並且當外加射頻場的頻率與拉莫爾頻率相同的時候，外加射頻場的能量才能夠有效地被原子核吸收，產生核磁共振。
如定義外加靜磁場的方向為Z軸，自旋的原子核達到熱平衡狀態後被扳離Z軸的角度稱為扳轉角，並由下式給出：θ＝γB1τ，其中θ為扳轉角，B1為射頻場強度，τ為射頻脈衝持續的時間，射頻脈衝的強度和持續時間決定了射頻脈衝的能量。
要實現通過發射射頻脈衝產生的射頻場將原子核從縱向上（與外加靜磁場B0方向一致）扳轉到橫向平面，通常施加與外加靜磁場方向垂直的射頻場，並且，射頻脈衝的頻率要和拉莫爾頻率相等，這樣才能保證對原子核的有效扳轉。
該發明實施例提供了一種核磁共振測井儀的探頭磁體，該探頭磁體用於提供核磁共振所需的外加靜磁場B0。
圖1為該發明實施例所提供的核磁共振測井儀的探頭磁體的結構示意圖，圖2為該發明實施例所提供的核磁共振測井儀的探頭磁體中磁體的橫截面示意圖。
如圖1和圖2所示，該探頭磁體包括支撐桿1和多個磁片3。
支撐桿1為中間開有線路孔2的中空直線形桿，支撐桿的橫截面為多邊形。
每個磁片均開有與支撐桿的橫截面形狀相匹配的多邊形通孔4，且每兩個磁片3相互重疊粘接在一起以形成一具有多邊形貫通孔15的磁體5，支撐桿1穿過磁體5的多邊形貫通孔15以將磁體5整體套設於支撐桿1上，且磁體5的多邊形貫通孔15與支撐桿1外表面之間的接觸處粘接。
該磁體由多個磁片組成，磁片的外輪廓形狀可以為圓形、方形或其他形狀，並不限於該實施圖示所示的形狀。
磁片的材料為磁性材料，例如，鐵氧體材料、釹鐵硼等，每個磁片的外表面需要機械加工，保證足夠光滑平齊。由於將磁片充磁以後，每個磁片之間產生的磁場會有一定的排斥力，因此，每個磁片之間粘接在一起，避免磁片分離，多個磁片粘接在一起後形成一個具有多邊形貫通孔的磁體，並且將磁體與支撐桿外表面之間的接觸處粘接，以將磁體牢固的固定於支撐桿上。
支撐桿可採用硬度足夠大且具有低導磁性的合金材料，例如鈦鋼，支撐桿可以單獨設定，通過該支撐桿與探頭的骨架相連，或者支撐桿與探頭骨架一體設定，作為探頭骨架的一部分。
探頭通過電纜等下到探測井中以進行探測，探頭上還設定有電子線路，但是電子線路不能從探頭殼體的外部通過，因此，在支撐桿中間開設有線路孔，可將探頭的部分電子線路穿過該線路中，以布置該電子線路。
將多個磁片粘接在一起形成具有多邊形貫通孔的磁體後，該貫通孔的作用一方面在於將磁體套設於支撐桿上；另一方面，由於多邊形貫通孔的特點，增加了磁體與支撐桿之間連線的穩定性，不會因為磁體與支撐桿之間的接觸面因粘接不牢或者在油田現場工作時因為探測的井底條件，例如，高溫高壓，高機械拉力等，而發生周向的轉動。而由於磁體固定於探頭的骨架上，探頭骨架內部還安裝有其他部件，並且探頭磁體與探頭中內部的天線的位置要相對固定，如果磁體與支撐桿之間發生轉動會直接損壞探頭內部的部件，最顯著的損壞就是探頭中的天線。
由上述技術方案可知，該發明實施例提供的探頭磁體，由多個磁片組成的磁體用於產生核磁共振所需的外加靜磁場，通過多邊形貫通孔將磁體套設在支撐桿上，磁體與支撐桿之間不易發生周向轉動，因此，避免因磁體與支撐桿之間的周向轉動對探頭內部部件的損害，延長探頭的使用壽命。
在上述實施例的基礎上，進一步的，磁體外表面包裹有保護套6，保護套6與磁體5外表面之間粘接，可通過耐受300攝氏度以上溫度的膠水粘接以將保護套6固定在磁體5上或者採用其他方式將保護套6固定在磁體5上。
由於探頭磁體用於井下探測，而井下條件比較惡劣，探頭磁體經常在的高溫高壓條件下工作，因此，磁體外表面很容易受到損傷，因此，通過設定保護套對磁體起到保護作用。
保護套的厚度和材料可根據實際需要設定，該實施例中，保護套的厚度範圍為2毫米-4毫米，保護套的材料可選用耐受300攝氏度以上溫度的具有一定柔性的塑膠，例如，聚四氟乙烯。
該探頭磁體的磁片的數量、直徑大小、開設的多邊形通孔的大小、厚度等可根據實際需要進行設計，將磁片粘接後形成的磁體的尺寸應適合探測井的井眼尺寸。
為方便對多個磁片的統一加工，方便對各個磁片均勻充磁，每個磁片外輪廓的形狀和尺寸均相同，磁片外輪廓的形狀可為圓形。
該實施例中，每個磁片的尺寸和數量具體可以：每個磁片的外直徑範圍可為80毫米-130毫米，厚度範圍可為10毫米-40毫米；磁片的數量範圍可為30-100個；多邊形通孔可為正方形通孔，正方形通孔的邊長可為20毫米-30毫米。
支撐桿的長度根據將多個磁片粘接在一起後形成的大磁鐵的長度設定，支撐桿的長度通常大於等於磁體的長度，支撐桿的長度可以為2000毫米-2500毫米，支撐桿中間的線路孔可以為方孔或者圓孔，也可以為其他形狀的線路孔，該實施中，該線路孔為圓孔，圓孔的直徑範圍為6毫米-10毫米。
並且，為更好的適應探頭磁場井下作業可能存在的高溫高壓環境，每個磁片之間通常採用耐受300攝氏度以上溫度的非導磁膠7粘接，磁體5的方形通孔與支撐桿1外表面之間的接觸處也可採用耐受300攝氏度以上溫度的膠粘接，上述的粘接處不能留有氣泡。
該發明實施例還提供了一種核磁共振測井儀的探頭，該探頭至少包括該發明實施例提供的探頭磁體，探頭磁體的支撐桿固定於探頭的骨架上；探頭的骨架上還固定有天線，當然，探頭中還包括有其他已有的必要部件。
該核磁共振測井儀的探頭，探頭的骨架上固定有該發明實施例提供的探頭磁體和天線，通過該探頭磁體在探頭殼體的周圍地層中產生靜磁場，將地層中的氫核極化，建立核磁共振的基本條件，通過天線發射射頻脈衝產生射頻場，從而激發極化質子，產生核磁共振回波信號，並通過天線將接收到的核磁共振回波信號返回地面系統，通過地面系統對該信號進行處理和分析得到地層的相關信息。
核磁共振測井儀的探頭結構簡單，並且磁體與支撐桿之間的連線穩定，不易發生周向轉動，因此，避免因磁體與支撐桿之間的周向轉動對探頭內部部件的損害，延長探頭的使用壽命。
在上述實施例的基礎上，進一步的，該探頭的天線可採用如下結構的天線。
該天線包括兩個圍成環形的連線片，連線片之間設定有至少兩個導電片，每個導電片的第一端分別與其中一個連線片電連線。
其中另一個連線片沿周向分為與導電片數量相等的數個導電段，每個導電段之間保持設定距離，且每個導電段分別與各導電片的第二端電連線。將天線圍設於探頭磁體的周圍。
天線的連線片和導電片採用具有良好導電性的材料製作，例如，銅等低電阻率材料，連線片與導電片之間可採用高溫銀焊以使連線片與導電片良好的接觸，導電片的數量、連線片和導電片的尺寸、每個導電段之間保持的設定距離值等根據需要設計。
該發明實施例提供的天線，將其中的一個連線片分成若干導電段並將各導電段分別與各導電片電連線，由於各導電段之間保持一定距離，可根據需要選擇向不同的數量和位置的導電片通入射頻脈衝，以產生不同分布形式的射頻場，通過不同分布形式的射頻場與磁體產生的靜磁場相互作用，可產生不同的共振區域，進而，通過採集不同共振區域產生的回波信號獲得相應區域地層中流體的相關信息。
下面通過一優選實施例詳細介紹該發明實施例提供天線的結構。
圖3為該發明實施例所提供的核磁共振儀的探頭中天線的結構示意圖，如圖3所示，該天線的連線片為圍成圓形的長方形剛性金屬片，分別記為第一連線片8、第二連線片9，兩個連線片之間設定有四個長方形剛性金屬片作為導電片，分別記為第一導電片10、第二導電片11、第三導電片12和第四導電片13，四個導電片均勻布設於第一連線片8、第二連線片9之間，其中第一連線片8平均分為四個導電段，每個導電段之間相互獨立保持一定的間隙14，每個導電段分別與各導電片的一端電連線，且第一導電片10、第二導電片11、第三導電片12和第四導電片13的另一端分別焊接於第二連線片9上。
兩個連線片和每個導電片的厚度範圍均為0.1毫米-0.4毫米，寬度範圍均為10毫米-30毫米。
由於磁體可產生核磁共振所需的外加靜磁場，而靜磁場軸向分布在磁體軸線的中間處最為均勻，因此，優選的是，天線的兩個連線片的中心軸線與探頭磁體的中心軸線重合，且天線設定於探頭磁體軸向中間處，使天線產生的射頻場與磁體中間處的靜磁場相互作用，使產生的核磁共振回波信號的質量更好，以便地面系統通過對該回波信號的處理和分析得到的地層的相關信息更加準確。
當然該天線中連線片和導電片的形狀也可以為其他形狀，例如，為圓柱形或者其他多邊形的形狀，導電片的數量可以為兩個、三個或多個，導電片的尺寸也可以根據需要設計，天線也不一定設定於探頭磁體的軸向軸心處，也可以設定於其他位置，並不限於該實施例提供的方案，只要使天線產生的射頻場能與探頭磁體的靜磁場相互作用以產生共振現象即可。
該發明實施例還提供了一種核磁共振測井儀，該測井儀包括天線調諧電路，還包括該發明實施例提供的探頭，探頭的天線的每個導電片分別與天線調諧電路相連，且每個導電片與天線調諧電路的接口處均設定有切換開關。
該核磁共振測井儀中，天線與磁體是探頭的關鍵部分，探頭也是核磁共振測井儀的重要部分，在核磁共振測井儀中至少還設定有天線調諧電路和地面系統等，天線調諧電路用於控制天線發射的射頻脈衝的頻率，使之與拉莫爾頻率相等，天線用於發射射頻脈衝，產生射頻場，並接收核磁共振回波信號，再經電子線路傳輸至地面系統進行處理。
切換開關可採用高頻高壓繼電器，該切換開關為已有技術中的開關裝置，在此不再說明。
將該發明實施例提供的天線中的每個導電片分別與天線調諧電路相連，並在每個導電片與天線調諧電路的連線處設定切換開關，可通過切換開關的開閉控制相應連線片與天線調諧電路的導通或斷開，從而改變天線發射的射頻場的磁力線分布形式，進而使磁體產生的靜磁場的磁力線與射頻場的磁力線相互作用形成的共振區域不同，而共振區域也是產生核磁共振回波信號的探測區域，從而實現不同的探測區域的選擇。
通過控制天線的不同導電片與天線調諧電路切換開關的開閉，可使天線產生的射頻場磁力線與靜磁場磁力線形成不同的探測區域，使探頭形成兩種不同的測量模式，一種為居中測量模式，一種為貼井壁測量模式，該測井儀只需在天線的各導電片與天線調諧電路的接口處增加切換開關，即能實現這兩種測量模式的快速切換，不需要對測井儀的其他硬體進行改動。
下面通過一實施例並結合圖1-圖6詳細介紹該發明實施例提供的探頭的結構和工作原理。
該實施例中的探頭磁體由60個磁片3組成，每個磁片3的厚度為30毫米，磁片3粘接在一起後形成的磁體5總長度為1800毫米。
支撐桿1的長度為2000毫米，支撐桿1穿過磁體5的正方形貫通孔，磁體5的貫通孔與支撐桿1外表面之間採用耐受300攝氏度以上溫度的膠粘接，以將磁體5固定在支撐桿1上，並且，支撐桿1的中間開有圓形通孔2以方便安裝探頭的電子線路。
整個磁體5外表面用保護套6包裹，保護套6與磁體5外表面之間通過耐受300攝氏度以上溫度的膠水粘接。
該天線採用圖3所示的天線，具體的結構在上述實施例中已有描述，在此不再贅述。
天線圍設於探頭磁體的周圍，並且天線的兩個連線片的中心軸線與探頭磁體的中心軸線重合，且天線設定於探頭磁體軸向中間處。
該探頭磁體採用徑向充磁，各個磁片3之間的充磁誤差不超過1％，在每個磁片3徑向上對稱形成N極和S極，磁體整體在徑向上對稱形成N極和S極。
該磁體結構能夠在距離磁體表面6厘米-15厘米範圍內產生磁場強度範圍為100*10-4T-363*10-4T，天線發射的射頻脈衝的頻率範圍為425.8千赫茲-1545.7千赫茲，這一範圍完全覆蓋了核磁共振測井儀所能正常工作的範圍。
當採用居中測量模式測量時，將天線的四個導電片與天線調諧電路之間的切換開關均閉合。通過電纜將探頭下放到探測井中，並通過扶正器使探頭在井底進行居中模式測量。
利用有限元數值模擬方法可得到探頭磁體的靜磁場和天線產生的射頻場的分布情況。
圖4為該發明實施例所提供的核磁共振測井儀的探頭採用居中測量模式時磁力線分布圖，如圖4所示，靜磁場磁力線21上下左右對稱分布，在探頭磁體周圍形成360度沿磁體徑向分布的梯度磁場，其形狀以支撐桿的軸心順時針轉動90度後與第一射頻場磁力線22相似，通過控制射頻脈衝的頻率，可使靜磁場磁力線21與第一射頻場磁力線22交叉分布在距離探頭外殼周圍一定距離產生第一敏感區域23。
通過反覆實驗後可知，該探頭磁體的靜磁場磁力線21與第一射頻場磁力線22交叉分布在距離探頭外殼周圍約為7厘米-12厘米之間的地層中產生第一敏感區域23，該區域厚度約為1.5毫米，高度約為60厘米，該第一敏感區域23為可產生質量較好的核磁共振回波信號的最佳探測區域，通過天線將地層中該區域產生的核磁共振回波信號接收並通過電纜傳送到地面系統，地面系統通過對該回波信號的處理和分析得到地層的相關數據信息。
當採用貼井壁型測量模式測量時，將天線的第一導電片10、第二導電片11與天線調諧電路之間的切換開關均閉合，而第三導電片12、第四導電片13與天線調諧電路之間的切換開關均斷開；或者將第三導電片12、第四導電片13與天線調諧電路之間的切換開關均閉合，而第一導電片10、第二導電片11與天線調諧電路之間的切換開關均斷開。通過電纜將探頭下放到探測井中，並通過推靠器使探頭在井底進行貼井壁模式測量。
利用有限元數值模擬方法可得到探頭磁體的靜磁場和天線產生的射頻場的分布情況。
圖5為該發明實施例所提供的核磁共振測井儀的探頭採用貼井壁測量模式時磁力線分布圖，當將天線的第一導電片10、第二導電片11與天線調諧電路之間的切換開關均閉合時，如圖5所示，靜磁場磁力線21與第二射頻場磁力線24相匹配形成第二敏感區域25，該第二敏感區域25為距離探頭外殼周圍約為7厘米-12厘米之間的地層中，厚度約為1.5毫米，高度約為60厘米，該區域開角約為120度。
圖6為該發明實施例所提供的核磁共振測井儀的探頭採用貼井壁測量模式時另一種磁力線分布圖，當將天線的第三導電片12、第四導電片13與天線調諧電路之間的切換開關均閉合時，如圖6所示，靜磁場磁力線21與第三射頻場磁力線26相匹配形成第三敏感區域27，該第三敏感區域27為距離探頭外殼周圍約為7厘米-12厘米之間的地層中，厚度約為1.5毫米，高度約為60厘米，該區域開角約為120度，該第三敏感區域27與將第一導電片10、第二導電片11與天線調諧電路之間的切換開關閉合產生的第二敏感區域25對稱分布。
與上述採用居中測量模式測量時道理相同，採用貼井壁測量模式測量時，第二敏感區域25和第三敏感區域27為可產生質量較好的核磁共振回波信號的最佳探測區域，通過天線將地層中該區域產生的核磁共振回波信號接收並通過電纜傳送到地面系統，地面系統通過對該回波信號的處理與分析得到地層的相關數據信息。
榮譽表彰
2017年12月11日《核磁共振測井儀的探頭磁體、探頭和核磁共振測井儀》獲得第十九屆中國專利優秀獎。
