專利名稱：用于感應(yīng)測(cè)井儀器中的內(nèi)部校準(zhǔn)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電磁感應(yīng)電阻率測(cè)井設(shè)備領(lǐng)域。更準(zhǔn)確地說(shuō)，本發(fā)明涉及操作于頻域和/或時(shí)域的感應(yīng)電阻率測(cè)井工具的校準(zhǔn)和測(cè)井前后檢驗(yàn)的方法和裝置，用來(lái)減少引入到獲得的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)中的誤差。
背景技術(shù)：
電磁感應(yīng)電阻率測(cè)井設(shè)備在其領(lǐng)域中是公知的。電磁感應(yīng)電阻率測(cè)井設(shè)備被用來(lái)確定由鉆孔穿透的地層的電導(dǎo)率和與之相反的電阻率?；谠O(shè)備在鄰接鉆孔的地層中感應(yīng)的渦流的磁場(chǎng)的測(cè)量結(jié)果來(lái)確定地層的傳導(dǎo)率。除其它原因外，電導(dǎo)率被用來(lái)推斷地層的流體內(nèi)容。通常，較低的傳導(dǎo)率(較高的電阻率)與含碳?xì)浠衔锏牡貙佑嘘P(guān)。電磁感應(yīng)測(cè)井的物理原理在例如1962年12月探測(cè)地球物理學(xué)家協(xié)會(huì)的地球物理學(xué)第27卷，第6期，第1部分，第829-858頁(yè)的J.H.Moran和K.S.Kunz的Basic Theory of Induction Loging and Applicationto Study of Two-Coil Sondes中有很好的描述。對(duì)在上述Moran和Kunz參考書(shū)目中描述的許多電磁感應(yīng)電阻率設(shè)備的改進(jìn)和修改被設(shè)計(jì)出來(lái)，其中一些在例如授予Barber的美國(guó)專利第4,837,517、授予Chandler等人的美國(guó)專利第5,157,605和授予Fanini等人的美國(guó)專利第5,600,246中有描述。
傳統(tǒng)的地球物理感應(yīng)電阻率測(cè)井工具是適合放下到鉆孔中的探針，并且它包括傳感器部分，所述傳感器部分包括發(fā)送器和接收器以及其它主要用來(lái)測(cè)量數(shù)據(jù)以推斷表現(xiàn)地層特性的物理參數(shù)的電氣設(shè)備。所述傳感器部分或心軸包括沿儀器軸安置、根據(jù)特定儀器或工具規(guī)范按順序排列并與鉆孔軸平行放置的感應(yīng)發(fā)送器和接收器。所述電氣設(shè)備生成將被進(jìn)一步施加到發(fā)送器感應(yīng)線圈的電壓，調(diào)節(jié)來(lái)自接收器感應(yīng)線圈的信號(hào)，處理獲得的信息，存儲(chǔ)或借助于遙測(cè)通過(guò)用來(lái)將工具放入鉆孔的線纜將數(shù)據(jù)發(fā)送到地表。
有幾個(gè)硬件容限和軟件限制影響傳統(tǒng)的橫向感應(yīng)測(cè)井工具的性能并且導(dǎo)致獲得的數(shù)據(jù)中出現(xiàn)差錯(cuò)。
一般的硬件問(wèn)題通常與工具感應(yīng)發(fā)送器所輻射的不可避免的電場(chǎng)有關(guān)，同時(shí)與必要的磁場(chǎng)有關(guān)，并且它的發(fā)生符合用于時(shí)變場(chǎng)的麥克斯韋方程式。發(fā)送器電場(chǎng)與感應(yīng)測(cè)井工具的剩余模塊并且與地層相互作用；然而，該相互作用不會(huì)產(chǎn)生任何有用的信息。當(dāng)然，由于始終存在該場(chǎng)通過(guò)寄生位移電流直接耦合到傳感器部分的接收器部件中的可能性，它引入了噪聲。當(dāng)該耦合發(fā)生時(shí)，電場(chǎng)會(huì)在接收器信號(hào)調(diào)節(jié)的輸入產(chǎn)生不需要的電位，主要在感應(yīng)線圈接收器兩端，并且該電壓成為到感興趣的信號(hào)的附加噪聲分量，將系統(tǒng)誤差引入測(cè)量結(jié)果。幸運(yùn)的是，被證實(shí)的技術(shù)允許抑制在上述美國(guó)專利第6,586,939 B1中討論的不良影響。
感應(yīng)測(cè)量的進(jìn)一步改進(jìn)與長(zhǎng)時(shí)間工具可靠性相關(guān)，并且尤其與發(fā)送器-接收器磁矩的整體穩(wěn)定性相關(guān)，并且當(dāng)操作于較寬范圍的井孔溫度時(shí)計(jì)算可能的增益和相位改變。
因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在快速改變的環(huán)境條件下操作井底儀器導(dǎo)致工具幾何形狀的改變，包括感應(yīng)線圈的延長(zhǎng)和甚至它們沿儀器心軸的微小錯(cuò)位。存在這些影響是由于建造工具心軸的材料的不同和有限溫度膨脹系數(shù)、工具制造過(guò)程中的一些缺陷等等。通常，鉆井儀器的設(shè)計(jì)瞄準(zhǔn)硬件解決方案，其中這些改變是單調(diào)的，最好與溫度呈線性并且沒(méi)有滯后現(xiàn)象，即是完全可逆的。顯然，如果當(dāng)處理獲取的數(shù)據(jù)時(shí)不考慮這些改變，它將導(dǎo)致最終地層電阻率值計(jì)算中的重大誤差。
為能夠正確處理獲得的數(shù)據(jù)，在制造過(guò)程中，井底工具應(yīng)當(dāng)經(jīng)過(guò)綜合的溫度、壓力和振動(dòng)測(cè)試。這些測(cè)試的結(jié)果通常形成校正表，該校正表對(duì)于每個(gè)儀器是唯一的，被存儲(chǔ)在工具的板上固件中或表面處理單元中。
然而，具有這些表格并不總是足夠的，因?yàn)榭偸菐缀醪豢赡茴A(yù)測(cè)在運(yùn)輸和操作過(guò)程中工具所處的每一種情況?？焖贆z驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)儀器參數(shù)、運(yùn)行快速測(cè)井前后檢驗(yàn)以及能夠在測(cè)量中甚至當(dāng)測(cè)井時(shí)檢查它們的能力將進(jìn)一步增強(qiáng)測(cè)量精度。
因此，需要進(jìn)行這些性能檢驗(yàn)或校準(zhǔn)的方法和裝置，以便可以在獲得的數(shù)據(jù)中處理并說(shuō)明它們。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是提高在頻域和/或時(shí)域中操作的井眼感應(yīng)測(cè)井工具的性能。本發(fā)明改進(jìn)了在存在測(cè)井工具的發(fā)送器所生成的初級(jí)磁場(chǎng)的情況下的地層感應(yīng)響應(yīng)的測(cè)量。在本發(fā)明的示范實(shí)施例中，提供了一種具有新的電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)特征組合的結(jié)構(gòu)，其提供了在測(cè)井操作之前、之中和之后，用于天線性能和特性的內(nèi)部校準(zhǔn)和檢查的測(cè)井工具。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，所提供的測(cè)井工具包括用于將檢驗(yàn)信號(hào)耦合到接收線圈的檢驗(yàn)繞組。


圖1示意性地示出了延伸到層積地層中的井眼，根據(jù)本發(fā)明使用的感應(yīng)測(cè)井工具被放入到井眼中；圖2是優(yōu)選的傳感器穩(wěn)定性檢驗(yàn)回路的圖示；圖3是校準(zhǔn)模式的例子；圖4是測(cè)井模式的例子；圖5是本發(fā)明的模型化；圖6是本發(fā)明的例子中提供的有源負(fù)載的例子；以及圖7示出了具有補(bǔ)償線圈的開(kāi)環(huán)發(fā)送器線圈配置。
具體實(shí)施例方式
本感應(yīng)測(cè)井工具在鉆孔時(shí)的監(jiān)測(cè)、鉆孔時(shí)的測(cè)井和有線應(yīng)用中非常有用。本例包括初級(jí)磁場(chǎng)發(fā)送器、由被調(diào)查的地層中的渦流感應(yīng)的磁場(chǎng)的接收器、用來(lái)管理感應(yīng)測(cè)井工具的電子操作以及用來(lái)收集和處理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)。發(fā)送器包括振蕩器、由振蕩器驅(qū)動(dòng)的放大器和發(fā)送天線。接收器電子器件包括串聯(lián)的感應(yīng)天線和輸入放大器。這種井底工具應(yīng)用采用感應(yīng)線圈用于接收器和發(fā)送器天線兩者。
本發(fā)明提供的儀器結(jié)構(gòu)能夠提高感應(yīng)井眼測(cè)井工具的穩(wěn)定性和精確性以及它的操作能力，其又導(dǎo)致在測(cè)井過(guò)程中獲得更高質(zhì)量和效用的井眼數(shù)據(jù)。本發(fā)明的特征適用于改進(jìn)多數(shù)已知感應(yīng)工具的結(jié)構(gòu)，例如由得克薩斯州休斯敦的Baker Atlas設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)的那些感應(yīng)工具。這些感應(yīng)工具包括Baker Atlas感應(yīng)工具型號(hào)1507、1515和1520。
現(xiàn)在將通過(guò)例子參考附圖來(lái)更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。圖1示意性地示出了延伸到層積的地層中的井眼1，使用根據(jù)本發(fā)明的感應(yīng)測(cè)井工具被放入到井眼中。圖1中的井眼延伸到地層中，所述地層包括含碳?xì)浠衔锷皩?，其位于上頁(yè)巖層5和比含碳?xì)浠衔锷皩?具有更高傳導(dǎo)率的層之間。用在本發(fā)明的實(shí)踐中的感應(yīng)測(cè)井工具9經(jīng)由延伸穿過(guò)位于地表15的防噴器13(示意性地示出)的鋼絲繩11，被放入到井眼1中。地面設(shè)備22包括用來(lái)為線圈組18供電的電源和用來(lái)接收和處理來(lái)自接收器線圈19的電信號(hào)的信號(hào)處理器?？商鎿Q地，電源和/或發(fā)送器信號(hào)驅(qū)動(dòng)器和接收器處理器位于測(cè)井工具中。
井眼1和測(cè)井工具9相對(duì)于層3、5、7的相對(duì)方位由兩個(gè)角來(lái)確定，其中一個(gè)角θ30如圖1所示。對(duì)于這些角的確定，可參閱例如Gupta等人的美國(guó)專利第5,999,883號(hào)。測(cè)井工具9被提供一組發(fā)送器線圈18和一組接收器線圈19，每一組線圈18、19通過(guò)沿鋼絲繩11延伸的適當(dāng)導(dǎo)線(未示出)與地面設(shè)備22相連。
每一組線圈18、19包括三個(gè)線圈(未示出)，其被安排使得所述線圈組具有處于相互正交方向上，即x、y和z方向上的三個(gè)磁偶極矩。三線圈發(fā)送器線圈組發(fā)送Tx、Ty和Tz。接收器線圈接收Rx、Ry和Rz加上交叉分量Rxy、Rxz和Rzy。因此，發(fā)送器線圈組18具有磁偶極矩26a、26b、26c，并且接收器線圈組19具有磁偶極矩28a、28b、28c。
發(fā)送器線圈組18與接收器線圈組19具有或不具有電絕緣是特定工具設(shè)計(jì)的選擇。在優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)送器線圈組18與接收器線圈組19電絕緣。在可替換實(shí)施例中，發(fā)送器線圈組18中的每一個(gè)線圈相互電絕緣，并且接收器線圈組19中的每一個(gè)線圈相互電絕緣。具有磁偶極矩26a和28a的線圈是橫向線圈，即，它們被定位使得磁偶極矩被定位成與井眼軸垂直，由此，磁偶極矩28a的方向與磁偶極矩26a的方向成90度。此外，線圈組18和19被置于基本上沿測(cè)井工具9的縱軸。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，示出了示范傳感器穩(wěn)定性檢驗(yàn)回路的圖示。如圖2所示，功率放大器100接收檢驗(yàn)音參考信號(hào)113作為發(fā)送器線圈組18的輸入(線圈組18包括x、y和z軸線圈，具有如圖1所示的磁偶極矩26a、26b和26c。)當(dāng)開(kāi)關(guān)104在第一位置并與節(jié)點(diǎn)107連接時(shí)，參考回路103檢測(cè)來(lái)自發(fā)送器線圈組的發(fā)送場(chǎng)并將接收的信號(hào)發(fā)送到具有高輸入阻抗的發(fā)送器參考通道109，因此沒(méi)有電流流經(jīng)回路103。為了在感應(yīng)工具的操作頻率范圍內(nèi)提供足夠高的阻抗，參考通道109中的輸入級(jí)可以基于CMOS技術(shù)來(lái)構(gòu)建。
因此，在開(kāi)關(guān)104的第一位置，回路103作為將信號(hào)通過(guò)參考通道109發(fā)送到處理器111并且隨后通過(guò)遙測(cè)112發(fā)送到地面的感應(yīng)接收器。在測(cè)井時(shí)，參考信號(hào)被記錄以追蹤發(fā)送器電流的改變，使得能夠隨后去除在測(cè)井時(shí)發(fā)送器電流的改變對(duì)接收信號(hào)的影響。
在第三位置，開(kāi)關(guān)104與節(jié)點(diǎn)105連接，其中，回路103的信號(hào)施加到具有可變相移阻抗的元件114。將該元件114與回路103并聯(lián)允許出現(xiàn)由發(fā)送器磁場(chǎng)在回路103中感應(yīng)的電壓驅(qū)動(dòng)的電流。反過(guò)來(lái)，在回路103中感應(yīng)的所述電流的磁場(chǎng)耦合到接收器線圈組19中，因此在接收器中產(chǎn)生控制信號(hào)(線圈組19包括x、y和z軸線圈，具有如圖1所示的磁偶極矩28a、28b和28c。)元件114可以被選擇用來(lái)將期望的相角移動(dòng)引入接收器電壓中以便測(cè)量控制信號(hào)的正交和實(shí)分量，其中，相位基準(zhǔn)相對(duì)于發(fā)送器磁場(chǎng)。在第二位置，開(kāi)關(guān)104被連接而沒(méi)有損耗元件，因此沒(méi)有損耗，使得可以比較有損耗和非損耗信號(hào)。在該位置，所述結(jié)構(gòu)使得能夠收集正交傳感器穩(wěn)定性檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，僅用來(lái)與測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的正交分量進(jìn)行比較。正交數(shù)據(jù)很重要，因?yàn)樗^少受鉆孔效應(yīng)的影響。因此，正交檢驗(yàn)信號(hào)可以被用來(lái)去除正交信號(hào)中的誤差和影響，使得在測(cè)井期間獲得的同相和異相數(shù)據(jù)更加精確。
優(yōu)選的是，參考回路103最好與各發(fā)送器線圈良好磁耦合以提供更大的感應(yīng)信號(hào)。同時(shí)，發(fā)送器線圈LT18的漏電感最好遠(yuǎn)大于回路103-LL的漏電感。這些配置導(dǎo)致這兩個(gè)線圈之間的互感M與LT本身相比可以被忽略。因此，在示范實(shí)施例中，橫向線圈的漏電感LT≈200μH，而參考回路103的電感LL≈0.5μH并且M≈6μH。通過(guò)這些參數(shù)，在參考回路103中感應(yīng)的電壓將√(LT/M)倍低于施加到發(fā)送器線圈上的電壓。
加載基準(zhǔn)同樣會(huì)改變加到發(fā)送器驅(qū)動(dòng)電子器件上的有效阻抗，反過(guò)來(lái)改變發(fā)送器線圈電流。然而，通過(guò)上述電參數(shù)，即使施加最大負(fù)載(開(kāi)關(guān)104在第二位置)，整體發(fā)送器阻抗的改變不會(huì)超過(guò)3％。此外，因?yàn)榘l(fā)送器電流的這些變化在整個(gè)工具設(shè)計(jì)階段中已經(jīng)被徹底校驗(yàn)過(guò)，可以在操作中精確地說(shuō)明它們。
圖2的電路的開(kāi)關(guān)104與節(jié)點(diǎn)107相連被用來(lái)測(cè)量發(fā)送器的磁場(chǎng)，以便在“校準(zhǔn)”模式下校準(zhǔn)接收器輸入信號(hào)條件電路并控制測(cè)井期間的主場(chǎng)。在圖2的電路中，通過(guò)獲得與感應(yīng)發(fā)送器緊密磁耦合的低阻抗回路103的兩端所感應(yīng)的電壓或“參考信號(hào)”來(lái)測(cè)量發(fā)送器場(chǎng)。為避免任何電流在參考電路中流動(dòng)并扭曲整個(gè)磁場(chǎng)分布，獲得電壓而不加載回路。通過(guò)遵循該條件，感應(yīng)的電壓包含有關(guān)發(fā)送器場(chǎng)形狀的信息并被連續(xù)記錄。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3，來(lái)自參考回路320的信號(hào)被輸入到參考通道300和衰減器306。參考通道輸出信號(hào)到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器310。衰減器306輸出信號(hào)到接收器通道，該接收器通道包括輸出信號(hào)到平衡線路驅(qū)動(dòng)器302的放大和濾波器304。平衡線路驅(qū)動(dòng)器302輸出信號(hào)到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器310。因此，在如圖3所示的“cal”模式下，接收器線圈與各自的預(yù)放大器的輸入斷開(kāi)，而測(cè)量參考電壓，允許計(jì)算輸入條件電路的振幅相位響應(yīng)。該操作在測(cè)井開(kāi)始之前執(zhí)行，并且可以由現(xiàn)場(chǎng)工程師根據(jù)井的條件和溫度而重復(fù)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，來(lái)自參考回路320的信號(hào)被輸入到參考通道300。參考通道輸出信號(hào)到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器310。來(lái)自接收器線圈340的信號(hào)被輸出到接收器通道，該接收器通道包括輸出信號(hào)到平衡線路驅(qū)動(dòng)器302的放大和濾波器304。平衡線路驅(qū)動(dòng)器302輸出信號(hào)到模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器310。如圖4所示，當(dāng)接收器線圈和它們的相關(guān)放大器之間的連接被恢復(fù)時(shí)，連續(xù)記錄參考電壓還被用于在“Log”模式下標(biāo)準(zhǔn)化接收器信號(hào)。該標(biāo)準(zhǔn)化導(dǎo)致正確估計(jì)地層視電阻率并且?guī)椭?jì)算主場(chǎng)中的任何缺陷或改變。
以上參考信號(hào)的使用具有局限，因?yàn)樗蕾囉诮邮掌骶€圈的穩(wěn)定性，或至少這些線圈行為的知識(shí)。因此，在“Log”模式下，線圈與預(yù)放大器斷開(kāi)。在場(chǎng)中使用感應(yīng)工具的經(jīng)驗(yàn)證明，該假設(shè)在許多情況下是正確的；然而，有許多時(shí)候線圈性能變得不確定。本發(fā)明能夠簡(jiǎn)化和快速實(shí)施修改的“cal”(校準(zhǔn))模式，而不需要重大硬件修改，并且使得現(xiàn)場(chǎng)工程師可以在將感應(yīng)測(cè)井工具放入井之前檢驗(yàn)線圈性能電路，而不與信號(hào)條件電路斷開(kāi)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6，在示范實(shí)施例中，圖6的參考回路電路或附加參考回路被置于心軸上并與發(fā)送器18緊密磁耦合。在校準(zhǔn)“cal”模式期間，當(dāng)開(kāi)關(guān)104在位置3時(shí)，參考回路103被連接到預(yù)定的負(fù)載115。在本例中，參考回路連接到有源負(fù)載。預(yù)定的負(fù)載在“回路-負(fù)載”網(wǎng)絡(luò)19中產(chǎn)生感應(yīng)電流。感應(yīng)的電流生成與發(fā)送器完全相關(guān)的次級(jí)磁場(chǎng)和偏移工具讀數(shù)。圖5示出了0.01歐姆有源回路負(fù)載510、0.5歐姆有源回路負(fù)載512、1歐姆有源回路負(fù)載514和2歐姆有源回路負(fù)載516的校準(zhǔn)模式的模型化例子。在制造階段、測(cè)井前校準(zhǔn)和檢驗(yàn)期間取得的這些讀數(shù)的一致性是整個(gè)工具的接收器模塊的穩(wěn)定性的指示。
兩個(gè)附加功能被提供以便降低在井內(nèi)使用本發(fā)明以及在導(dǎo)電地層和/或?qū)щ娔酀{中執(zhí)行測(cè)井的那些情況下的不良影響。當(dāng)在這些測(cè)井條件下，從周?chē)h(huán)境感應(yīng)到接收器線圈中的信號(hào)可以很大。首先提供了具有很多匝的附加參考回路116，以便使能大感應(yīng)電流下的操作。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖7，具有部分30和部分32的開(kāi)環(huán)發(fā)送器線圈具有置于這兩部分之間并與沿心軸的主發(fā)送器線圈分開(kāi)的補(bǔ)償線圈33。開(kāi)關(guān)34閉合時(shí)，關(guān)閉任何由補(bǔ)償線圈33生成的任何場(chǎng)。關(guān)閉由發(fā)送器補(bǔ)償線圈輻射的磁場(chǎng)使得上面解釋的“修改的”校準(zhǔn)模式處于導(dǎo)電泥漿的不利條件下。在這些情況的每一個(gè)中，為具有可靠的工具設(shè)計(jì)，單獨(dú)的工具發(fā)送器應(yīng)當(dāng)在接收器線圈的區(qū)域中生成磁通量，通常比預(yù)期來(lái)自地層的最大響應(yīng)大一個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，使用具有大匝數(shù)的正確加載線圈或斷開(kāi)補(bǔ)償發(fā)送器便于接收器線圈中的相對(duì)大信號(hào)并因此將其用于校驗(yàn)。
前面的例子不打算限制由下面對(duì)權(quán)利要求定義的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于感測(cè)井底感應(yīng)測(cè)井工具中的天線性能的裝置，包括感應(yīng)測(cè)井工具中的發(fā)送器和接收器；與接收器磁耦合的磁場(chǎng)生成機(jī)構(gòu)；以及處理來(lái)自接收器的信號(hào)以便感測(cè)感應(yīng)測(cè)井工具中的天線性能的處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述磁場(chǎng)生成機(jī)構(gòu)還包括與發(fā)送器磁耦合的參考回路，其中，在所述參考回路內(nèi)，電流產(chǎn)生磁場(chǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述磁場(chǎng)大于來(lái)自地層的預(yù)期最大響應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述磁場(chǎng)比來(lái)自地層的預(yù)期最大響應(yīng)大一個(gè)數(shù)量級(jí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述參考回路還包括負(fù)載。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述負(fù)載還包括相移負(fù)載。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述磁場(chǎng)生成機(jī)構(gòu)還包括與發(fā)送器磁通信的補(bǔ)償線圈和用來(lái)關(guān)閉補(bǔ)償線圈所發(fā)送的磁場(chǎng)的開(kāi)關(guān)。
8.一種用于感測(cè)井底感應(yīng)測(cè)井工具中的天線性能的裝置，包括感應(yīng)測(cè)井工具中的發(fā)送器和接收器；與發(fā)送器磁耦合的參考回路，其中，在參考回路內(nèi)，電流產(chǎn)生磁場(chǎng)；用來(lái)選擇參考回路的負(fù)載的第一開(kāi)關(guān)；與發(fā)送器磁通信的補(bǔ)償線圈；用來(lái)關(guān)閉補(bǔ)償線圈所發(fā)送的磁場(chǎng)的第二開(kāi)關(guān)；以及處理來(lái)自接收器的信號(hào)以便感測(cè)感應(yīng)測(cè)井工具中的天線性能的處理器。
9.一種用于感測(cè)感應(yīng)測(cè)井工具中的天線性能的系統(tǒng)，包括用來(lái)部署感應(yīng)測(cè)井工具的表面控制器；感應(yīng)測(cè)井工具中的發(fā)送器和接收器；與接收器磁耦合的磁場(chǎng)生成機(jī)構(gòu)；以及處理來(lái)自接收器的信號(hào)以便感測(cè)感應(yīng)測(cè)井工具中的天線性能的處理器。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述磁場(chǎng)生成機(jī)構(gòu)包括由可切換補(bǔ)償線圈和參考回路組成的組中的至少一個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器被配置用來(lái)接通由所述可切換補(bǔ)償線圈和參考回路組成的組中的至少一個(gè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器被配置用來(lái)切換負(fù)載到所述參考回路上。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述負(fù)載還包括復(fù)雜相移負(fù)載。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)送器還包括與發(fā)送器磁通信的補(bǔ)償發(fā)送器線圈。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，還包括用來(lái)關(guān)閉發(fā)送器補(bǔ)償線圈所發(fā)送的磁場(chǎng)的開(kāi)關(guān)。
16.一種用于感測(cè)感應(yīng)測(cè)井工具中的天線性能的方法，包括在鉆孔中部署感應(yīng)測(cè)井工具；在參考回路中耦合發(fā)送器電場(chǎng)；在參考回路中生成與發(fā)送器場(chǎng)相關(guān)的次級(jí)磁場(chǎng)；感測(cè)接收器中的次級(jí)磁場(chǎng)；以及處理響應(yīng)于次級(jí)磁場(chǎng)來(lái)自接收器的信號(hào)，以便感測(cè)天線性能。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括通過(guò)有源負(fù)載來(lái)加載參考回路。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的測(cè)井工具，其中，在回路負(fù)載網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生感應(yīng)電流。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括在參考回路中感應(yīng)具有比來(lái)自地層的預(yù)期最大響應(yīng)大一個(gè)數(shù)量級(jí)的磁場(chǎng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，生成次級(jí)磁場(chǎng)還包括關(guān)閉由發(fā)送機(jī)補(bǔ)償線圈發(fā)送的磁場(chǎng)。
全文摘要
本發(fā)明改進(jìn)了在存在由測(cè)井工具的發(fā)送器生成的初級(jí)磁場(chǎng)的情況下地層感應(yīng)響應(yīng)的測(cè)量。在本發(fā)明的示范實(shí)施例中，提供了一種具有新的電氣和機(jī)械設(shè)計(jì)特征組合的結(jié)構(gòu)，其提供了在測(cè)井操作之前、之中和之后用于天線性能和特性的內(nèi)部校準(zhǔn)和檢查的測(cè)井工具。在本發(fā)明的一個(gè)方面中，提供了一種測(cè)井工具，包括用來(lái)將檢驗(yàn)信號(hào)耦合到接收器線圈的檢驗(yàn)繞組。
文檔編號(hào)G01V3/28GK1989424SQ200580024235
公開(kāi)日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2005年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月15日
發(fā)明者奧托·N·法尼尼, 斯坦尼斯拉夫·W·福根尼, 邁克爾·S·克羅斯諾 申請(qǐng)人:貝克休斯公司