一种随钻核磁共振测井仪探头结构

阅读：评论：0

1.本发明属于测井设备技术领域，涉及一种随钻核磁共振测井仪探头结构。

背景技术：

2.与电缆测井相比，随钻核磁共振测井能在泥浆未浸入地层或浸入很浅时，对地层参数进行探测，可以为地层评估提供更准确的数据；可实现与岩性无关的总孔隙度测量，可准确进行地层物性分析；低梯度磁场的设计，使轻质流体的识别更为简洁；数据实时传输和处理，有利于随时做出调整；实时的孔隙度分布形态，可准确分析低阻油藏是否为泥质、束缚水或者毛管束缚水引起的；在钻遇气层或者凝析气层中的孔隙度偏低的情况时，需要进行含氢指数校正，利用t2谱的分布形态可以判断地层大致岩性及其孔隙结构；随钻测井时可以利用其实时测量的孔隙度分布及t2谱形态，进行水平井导向等优点。
3.目前，随钻核磁测井涡轮发电机、磁体、算法、电子线路及相关软件等技术已相对成熟，而探头是极化地层、发射射频脉冲和接收信号等的主要部分，因此以解决随钻核磁共振测井仪器的探头结构为主要目标。现有技术仅仅提供了笼统的布局方式，并未对复杂的井下环境及实际实现核磁共振随钻测井方式提出具体的可实现结构，也未考虑下井前较大的上扣扭矩不应破坏磁体等内部结构，井下高温高压环境、腐蚀性、弯矩、扭矩、钻杆柱压力和振动等都会造成探头失效，更没有提出合理的布线方式及密封结构。

技术实现要素：

4.为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种随钻核磁共振测井仪探头结构，具有合理的机械结构同时保护内部结构，实现目标磁场测量的同时，具有合理密封和布线结构，可以适应复杂的随钻核磁共振测井环境，最终实现随钻核磁共振测井。
5.本发明解决上述问题的技术方案是：一种随钻核磁共振测井仪探头结构，其特殊之处在于：
6.包括芯轴一与芯轴二，
7.所述芯轴一与芯轴二由芯轴螺栓锁紧在一起，且为密封连接；
8.芯轴一、芯轴二以连接点为中心分别对称安装有软磁骨架、磁体固定轴、芯轴居中块、弹簧垫圈、固定螺母、锁紧螺母一、穿线端子固定板和锁紧螺母二；
9.两个软磁骨架对称套设于芯轴一、芯轴二上，两软磁骨架一端相连接，另一端分别与主磁体连接，软磁骨架内部的大孔道与芯轴一通过过渡舱连接，小孔道与芯轴一、芯轴二连接，大端面处台阶孔与磁体固定轴连接，软磁骨架大外径阶梯处与磁体外壳连接和由键三导向与防磨套连接，软磁骨架小外径阶梯上安装短射频屏蔽层和射频屏蔽层；所述的射频屏蔽层外部安装软磁及软磁缓冲块一；所述的短射频屏蔽层外部安装软磁缓冲块组件；所述的软磁套装于射频屏蔽层外部；天线部分套装于软磁外部，两端分别与防磨套密封连接；防磨外壳安装于天线部分外部，与防磨套固定连接；磁体固定轴对称安装，分别套装于芯轴一和芯轴二上，外侧固定主磁体，一端与软磁骨架连接，一端安装主磁体缓冲块；所述
的主磁体缓冲块由磁体固定轴螺母将其固定于磁体固定轴上；所述的继电器固定架安装于芯轴一上。
10.两个磁体外壳对称安装，一端与防磨套连接，另一端分别与压力平衡装置和调谐装置连接；调谐装置包括调谐钻铤，压力平衡装置包括压力平衡舱；所述磁体外壳内部安装穿线端子；所述压力平衡舱与磁体外壳密封连接，芯轴一末端装入调谐钻铤，芯轴二末端装入压力平衡舱。
11.进一步地，上述芯轴一与芯轴二内部设置有泥浆通道，所述泥浆通道分别与调谐钻铤内部泥浆通道及压力平衡舱内的泥浆通道相连通，芯轴一与芯轴二连接处有过渡舱，过渡舱上有插针密封件，可实现后期加装元器件，过渡舱外部有过线槽，芯轴一与芯轴二上分别加工有密封台阶段和螺纹台阶段，所述密封台阶段安装密封件七。
12.进一步地，上述调谐钻铤上安装有注油密封嘴，并对称布置有调谐腔体，调谐腔体内部安装调谐电路板，调谐腔体上安装调谐舱盖。
13.进一步地，上述压力平衡外壳上加工有注油孔用于安装出油密封嘴，所述压力平衡外壳内部有活塞孔、泥浆通道，活塞孔内设有压力平衡活塞、弹簧、压力平衡弹簧座一和压力平衡弹簧座二，
14.所述压力平衡弹簧座二固定在活塞孔内，压力平衡活塞与压力平衡弹簧座一固定连接，所述弹簧套设在压力平衡弹簧座一和压力平衡弹簧座二上，且弹簧由销钉分别固定于压力平衡弹簧座一、压力平衡弹簧座二的台阶上，所述的压力平衡弹簧座一上有密封槽，密封槽安装密封件三，所述的压力平衡弹簧座二由固定螺钉一固定于压力平衡外壳上；
15.所述密封塞用于密封活塞孔，密封塞上有泥浆通道，且与压力平衡外壳的泥浆通道相接。
16.进一步地，上述所述继电器固定架上有继电器安装槽，继电器安装槽沿圆周均匀分布。
17.进一步地，上述防磨套上有螺纹孔用于固定防磨外壳，所述防磨套上有密封槽用于安装密封件八。
18.进一步地，上述磁体外壳内部有锥面台阶用于与芯轴居中块限位；所述磁体外壳的活塞孔上有安装溢流阀。
19.进一步地，上述穿线端子与穿线端子固定板上均设有相对应的穿线孔，所述穿线端子上有键槽用于安装键七。
20.进一步地，上述压力平衡活塞的外壁面上设置有凹槽和密封槽，所述凹槽内填充满润滑脂，所述密封槽安装密封件四。
21.进一步地，上述软磁缓冲块组件由三块软磁缓冲块组成，中间用普通无磁销钉穿连，所述软磁缓冲块组件上有穿线孔，该穿线孔与软磁骨架上的穿线孔相通。
22.本发明的优点：
23.1)本发明提供的随钻核磁共振测井仪探头结构，可配合现有发电装置、电子线路和相应软件实现随钻时预定磁场下对目的层极化、脉冲发射和核磁信号采集。磁场设计、结构设计及材料选取主要依靠有限元计算，磁场强度及均匀度不断调整达到设计目的；天线部分的设计主要参考磁场梯度及电压等参数，埋置于玻璃钢中，配合防磨套、防磨外壳达到随钻测井要求；提出根据所设计的脉冲频率等参数给出调谐电容及继电器等电子元器件的
布线设计；对井下工作环境进行分析设计出了合理的机械结构、布线方式和保障磁体、电子元器件等随钻时正常工作的压力调节装置。
24.2)本发明提供的随钻核磁共振测井仪探头结构，可实现海上、陆地随钻探测地层信息，反馈井下核磁共振信号。
25.3)本发明提供的随钻核磁共振测井仪探头结构，针对深井、超深井、高温高压、振动等环境实现随钻测井，本发明对整体布局、密封及承载部件等进行了系统性设计，从材料选取及受力分析等方面提出了合理的结构布局。
26.4)本发明提供的随钻核磁共振测井仪探头结构，针对随钻测井时信号微弱、背景噪声比较大的恶劣工作环境，本发明可以屏蔽环境中的干扰噪声。
27.5)本发明提供的随钻核磁共振测井仪探头结构，探头外接螺纹与现有钻杆螺纹保持一致，保障通用钻具锥螺纹的准确对接；内部泥浆通道尺寸合理过渡，保障钻井泥浆通畅。
28.6)本发明提供的随钻核磁共振测井仪探头结构，压力平衡部分可保障探头中布置的电子元器件及磁体等部件随温度、压力等，调整为合适的内部温压环境；压力平衡部分也可根据实际需求，结合强度、刚度等力学参数计算，改变行程、形状及尺寸，进而平衡调整内外压力。
29.7)本发明提供的随钻核磁共振测井仪探头结构，采用主磁体对称、软磁在中间的磁体布局形式，主磁体与无磁缓冲装置配合，软磁与无磁垫块配合，特殊高温制备胶，保证了刚度的同时，也具备缓冲性；对磁场的强度、均匀性和梯度的设计进行有限元计算，进而优化磁体部分，在满足磁场要求的同时，也满足整体结构的合理性。
30.8)本发明提供的随钻核磁共振测井仪探头结构，天线选择埋置方式、防磨外壳、对称防磨套设计，保障了天线部分充分的耐磨性与抗弯性，可以满足旋转钻进过程中发射射频脉冲及信号接收。
31.9)本发明提供的随钻核磁共振测井仪探头结构，芯轴内部具有耐冲蚀性，所述芯轴对称布置与居中块、弹垫、固定螺母和防脱螺母的巧妙配合具有缓冲性、居中性及抗拉压性。
附图说明
32.图1是本发明的装配示意图；
33.图2是本发明的装配拆分1示意图；
34.图3是本发明的装配拆分2示意图；
35.图4是本发明的装配拆分3示意图；
36.图5是本发明的装配拆分4示意图；
37.图6是本发明的磁体强度及均匀性仿真分析示意图；
38.图7是本发明的整体三维爆炸示意图；
39.图8是本发明的压力平衡部分炮炸示意图；
40.图9是本发明的溢流阀位置示意图。
41.调谐钻铤1、密封件六2、调谐舱盖3、注油密封嘴4、磁体外壳5、键一6、密封件一7、穿线端子固定板8、密封件二9、锁紧螺母二10、锁紧螺母一11、键二12、固定螺母13、芯轴居
中块14、芯轴一15、穿线端子16、磁体固定轴17、磁体固定轴螺母18、主磁体缓冲块19、主磁体20、螺钉21、防磨套22、软磁缓冲块组件23、软磁缓冲块一24、短射频屏蔽层25、软磁26、天线部分27、防磨外壳28、键三29、密封件八30、软磁骨架31、键四32、继电器固定架33、键六34、射频屏蔽层35、插针密封件36、密封件七37、芯轴螺栓38、高温胶带39、芯轴二40、键五41、防磨外壳螺钉42、出油密封嘴43、密封件44、压力平衡弹簧座二45、密封件三46、弹簧47、压力平衡弹簧座一48、压力平衡活塞49、密封件五50、密封塞51、压力平衡外壳52、固定螺钉一53、弹簧垫圈54、固定螺钉二55、溢流阀56。
具体实施方式
42.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
43.由于深井、超深井及海上油田随钻测井的工况较为复杂，目前随钻核磁共振测井在探头结构设计上的短板阻碍了该技术的发展，因此本发明提出一种合理的与当前配套技术相契合的核磁共振随钻探头结构。
44.参见图1～9，一种随钻核磁共振测井仪探头结构，包括调谐钻铤1、注油密封嘴4、调谐舱盖3、主磁体20、软磁26、天线部分27、磁体固定轴17、继电器固定架33、防磨套22、防磨外壳28、插针密封件36、芯轴一15、键一6、键二12、键三29、键四32、键五41、键六34、键七12、溢流阀56、芯轴二40、密封件一7、密封件二9、密封件六2、密封件七37、密封件八30、芯轴螺栓38、磁体固定轴螺母18、压力平衡部分、出油密封嘴43、磁体外壳5、芯轴居中块14、固定螺母13、锁紧螺母一11、锁紧螺母二10、弹簧垫圈54、穿线端子16、穿线端子固定板8、软磁骨架31、软磁缓冲块一24、软磁缓冲块组件23、主磁体缓冲块19、短射频屏蔽层25、射频屏蔽层35。
45.所述芯轴一15与芯轴二40连接，由键五41导向并由芯轴螺栓38锁紧在一起，且为密封连接，其上安装插针密封件36，芯轴一15、芯轴二40上对称安装软磁骨架31、磁体固定轴17、芯轴居中块14、弹簧垫圈54、固定螺母13、锁紧螺母一11、穿线端子固定板8和锁紧螺母二10。
46.芯轴一15末端装入调谐钻铤1，芯轴二40末端装入压力平衡舱52，由键四32导向安装于软磁骨架31，键六34安装于芯轴一15上；两个软磁骨架31对称套设于芯轴一15、芯轴二40上，两软磁骨架31一端相连接，另一端与主磁体20连接，软磁骨架31内部大孔道与芯轴一15通过过渡舱连接，小孔道与芯轴一15、芯轴二40连接，大端面处台阶孔与磁体固定轴17连接，软磁骨架31大外径阶梯处与磁体外壳5连接和由键三29导向与防磨套22连接，软磁骨架31小外径阶梯上安装短射频屏蔽层25和射频屏蔽层35；所述的射频屏蔽层35外部安装软磁26及软磁缓冲块一24；所述的短射频屏蔽层25外部安装软磁缓冲块组件23；所述的软磁26套装于射频屏蔽层35外部；所述的天线部分27套装于软磁26外部，两端分别与防磨套22密封连接；所述的防磨外壳28安装于天线部分27外部，与防磨套22固定连接；所述的磁体固定
轴17对称安装，分别套装于芯轴一15和芯轴二40上，外侧固定主磁体20，一端与软磁骨架31连接，一端安装主磁体缓冲块19；所述的主磁体缓冲块19由磁体固定轴螺母18将其固定于磁体固定轴17上；所述的继电器固定架33安装于芯轴一15上键六34处；所述的磁体外壳5对称安装，一端与防磨套22连接，另一端分别与压力平衡装置和调谐装置连接；所述调谐钻铤1一端由键一6导向与芯轴一及磁体外壳5分别密封连接，其上安装调谐舱盖3；所述的穿线端子16由键二12导向安装于磁体外壳5内部；所述的压力平衡部分一端由键一6导向安装于磁体外壳5且为密封连接，内孔与芯轴二40密封连接。
47.进一步地，所述芯轴一15与芯轴二40内部设置有泥浆通道，所述泥浆通道分别与调谐钻铤1内部泥浆通道及压力平衡部分泥浆通道相连通，芯轴一15与芯轴二40连接处有过渡舱，过渡舱上有插针密封件36，可实现后期加装元器件，过渡舱外部有过线槽，芯轴一15与芯轴二40上分别加工有密封台阶段和螺纹台阶段，所述密封台阶段安装密封件七37。
48.进一步地，所述调谐钻铤1上安装有注油密封嘴4，上对称布置调谐腔体，调谐腔体内部安装调谐电路板，调谐腔体处有台阶，台阶上加工有固定螺纹孔，腔体有穿线孔与过油孔至端面位置，外部加工有对中键槽，密封台阶处有对称的键槽及密封槽，此处密封槽安装密封件一7、内部密封台阶处也有密封槽，此处密封槽安装密封件二9，另一端加工有外锥螺纹。
49.进一步地，所述压力平衡装置包括压力平衡外壳52、密封件一7、密封件二9、密封件三46、密封件四、密封件五50、注油密封嘴4、密封塞51、固定螺钉一53、固定螺钉二55、固定螺钉三56、销钉、压力平衡活塞49、弹簧47、压力平衡弹簧座一48和压力平衡弹簧座二45，所述压力平衡弹簧座二45与所述压力平衡外壳52连接。
50.所述压力平衡活塞49上有螺纹孔，压力平衡活塞49与压力平衡弹簧座一48用固定螺钉二55连接在一起，所述压力平衡活塞49上设置有凹槽，所述凹槽内填充满润滑脂，所述压力平衡活塞49上设置有密封槽，所述密封槽安装密封件四46。
51.所述压力平衡外壳52，外部有对中键槽及固定螺纹孔，所述固定螺纹孔用于安装固定螺钉一53，内部有活塞孔、泥浆通道、内台阶及用于固定密封塞51的螺纹孔，所述压力平衡外壳52加工有密封台阶，所述密封台阶上有密封槽用于安装密封件一7，所述密封台阶处有键槽，所述的内台阶处有密封槽用于安装密封件二9，所述压力平衡外壳52加工有注油孔用于安装出油密封嘴，所述压力平衡外壳52有泥浆孔，随钻时外部泥浆流入达到调节活塞行程调节内外压力，所述压力平衡外壳52一端加工有内锥螺纹。
52.进一步地，所述所述弹簧47套设在压力平衡弹簧座一48和压力平衡弹簧座二45上，弹簧47由销钉分别固定于压力平衡弹簧座一48、压力平衡弹簧座二45的台阶上，所述的压力平衡弹簧座一48上有密封槽，密封槽安装密封件三46，，参见图3所述的压力平衡弹簧座二45由固定螺钉一53固定于压力平衡外壳52上。
53.进一步地，所述密封塞51用于密封活塞孔，密封塞51上有泥浆通道与压力平衡外壳52泥浆通道相接，密封塞51上有密封槽安装密封件五50，所述密封塞51有通孔，通孔与压力平衡外壳52螺纹孔相对，用固定螺钉三56固定于压力平衡外壳52。
54.进一步地，所述调谐舱盖3上有沉孔与上螺纹孔对应，由普通螺栓将其固定，所述调谐舱盖3上有密封槽，用于安装密封件六2。
55.进一步地，所述磁体固定轴17内孔有半圆孔用于布线，所述磁体固定轴17上有螺
纹孔与软磁骨架31上孔相对应，用于螺钉21二者定位，所述磁体固定轴17上有螺纹段用于安装磁体固定轴螺母18。
56.进一步地，所述磁体固定轴螺母18上有台阶孔，用于与芯轴居中块14上圆柱台阶定位。
57.进一步地，所述芯轴居中块14上有穿线孔，用于布线，所述芯轴居中块14上有圆柱台阶，用于与磁体固定轴螺母18定位。
58.进一步地，所述继电器固定架33上有继电器安装槽，所述继电器安装槽沿圆周均匀分布。
59.进一步地，所述软磁缓冲块组件由三块组成，中间用普通无磁销钉穿连，所述软磁缓冲块组件上有穿线孔与软磁骨架31上穿线孔相通。
60.进一步地，所述防磨套22上有螺纹孔用于固定防磨外壳28，所述防磨套22上有密封槽用于安装密封件八30。
61.进一步地，所述磁体外壳5上有对中键槽，用于装配对中使用，所述磁体外壳5内部有锥面台阶用于与芯轴居中块14限位；所述磁体外壳5上有安装溢流阀56的螺纹孔位。
62.进一步地，所述穿线端子16与穿线端子固定板8上均有穿线孔相对应，所述穿线端子16上有键槽用于安装键七12。
63.本发明提出的随钻核磁共振测井探头结构的装配过程如下：
64.使用高温特殊制备胶将主磁体磁块充磁并配合工装粘接成磁环形，磁环固化后拼装成柱状结构的空心磁棒即完成主磁体20的准备，主磁体可选择铝镍钴为永磁材料，然后将主磁体20与主磁体缓冲块19安装于磁体固定轴17备用，将磁体固定轴17内部布高温漆包线，最后将以上部分与软磁骨架31对装，所布高温漆包线走软磁骨架31内部穿线孔，并用螺钉21将其固定，此处主磁体缓冲块19可根据磁场需求选择无磁材料或导磁材料，由于本实施例我们定位是梯度场集中测量的方式，磁场强度我们主要利用的是100-150高斯的梯度场，也考虑到节约成本，因此主磁体缓冲块19选择微磁材料，主磁体20的粘接材料选择丙烯酸酯、高温树脂及固化剂。
65.将所述的软磁磁块配合高温特殊制备胶粘接成环形，并将环形软磁粘接成柱状即完成软磁26的准备，两主磁体20间加软磁结构，使得两边的磁场拉到中间来满足磁场使用范围及均匀度，软磁作为导磁作用，本实施例材料选择钕铁硼，软磁26的粘接材料选择丙烯酸酯、高温树脂及固化剂。
66.根据本实施例所设计的天线的使用范围是60cm，将负责信号接收、射频发射的线圈主要设计成铜皮形式，埋置于玻璃钢内部，只露出接线点即可完成天线部分27的装配准备。
67.将所述的键六34、键四32和插针密封件36安装于芯轴一15上，然后安装继电器固定架33与继电器，布置所需的高温漆包线，最后将此结构装入软磁骨架31中，并将所布好的线通过软磁骨架31的穿线孔，继电器的个数和发射频率的个数有关系，本实施例中用五个发射频率，就用了四个继电器控制接入的电容个数，继电器是由控制电路的程序控制的，测井时有直流电源作为功率源，直流电源用到580伏，通过功率放大器产生方波，再通过滤波器产生正弦波。
68.将所述的键五41、键四32与密封件七37装入芯轴二40，将芯轴二40与芯轴一15对
接并用芯轴螺栓38将二者固定。
69.进一步地，将软磁缓冲块一24、软磁缓冲块组件23、键三29、短射频屏蔽层25、密封件八30、射频屏蔽层35及防磨套22装于软磁骨架31，已经与芯轴一15对接的软磁骨架31上装入软磁26和天线部分27；最后将另一个软磁骨架31部分与芯轴二40对接，以上步骤的同时将天线部分等所布线根据功能连接在一起。
70.将所述的磁体固定轴螺母18旋紧，然后依次装入芯轴居中块14、弹簧垫圈54、固定螺母13与锁紧螺母一11，同时将键七12装入穿线端子16，将穿线端子固定板8装入并装上锁紧螺母二10，同时将所布高温漆包线由磁体固定轴17到芯轴居中块14到穿线端子16最后到穿线端子固定板8引出并装好磁体外壳5。
71.将所述的密封件一7、密封件二9和键一6装入调谐钻铤1，同时将密封件六2装入调谐舱盖3，然后将所述的调谐舱盖3以螺钉固定于调谐钻铤1，将以上部分与磁体外壳5对接，调谐的作用是调节谐振频率，是电感加电容会发生正弦波，电感是固定的，所以改变电容会改变正弦波频率，使天线发射出去，不同的电容通过继电器连接到lc谐振电路中，以产生不同频率的正弦波，调谐电容与电路板安装于调谐钻铤1内，有高温漆包线连接至继电器骨架上的继电器上。
72.将所述的压力平衡部分装配起来，具体的将弹簧47用销钉根据所需弹簧刚度的设计要求固定于压力平衡弹簧座一48和压力平衡弹簧座二45，此时固定螺钉二55已经装入压力平衡弹簧座一48内部，然后将装好密封件三46的压力平衡活塞49与压力平衡弹簧座一48用固定螺钉二55连接在一起，最后将压力平衡活塞49凹槽处填满高温润滑硅脂，此时已完成压力平衡活塞部分装配；将密封件一7、密封件二9和键一6装入压力平衡外壳52，此时将已完成的压力平衡活塞部分装配装入压力平衡外壳52并用固定螺钉一53将其固定；最后将所述的压力平衡部分与磁体外壳5对接安装；值得注意的是本实施例中压力平衡外壳52出于力学性能和无磁性原则材料选取tc11并在加工中注意应力集中位置进行倒角处理；压力平衡弹簧座一48、压力平衡活塞49和压力平衡弹簧座二45出于力学性能、无磁性和与压力平衡外壳52避免同材料过力咬死原则选择铍青铜qbe2；弹簧47材料选取50crva。
73.上述部件安装到一起，仅注油密封嘴4、出油密封嘴43和溢流阀56，然后溢流阀的打开压力调节到5mpa再安装在磁体外壳5，其次注油密封嘴安装孔和出油密封嘴安装孔连接循环注油机，抽真空测试仪器整体密封性，密封性能没有问题后注二甲基硅油，直到压力平衡活塞49达到预定位置停止注油，安装注油密封嘴4和出油密封嘴43，完成整体安装。值得注意的是本实施例所选密封件为氟橡胶密封圈硬度为80，具体密封尺寸根据标准选取，安装密封圈时需要涂抹硅脂，所有螺纹结构涂抹螺纹防咬死膏。
74.优选地，本实施例中所有键、主磁体缓冲块19、螺钉材料皆选取不锈钢0cr17ni4cunb，满足力学性能的同时具有无磁性干扰。
75.优选地，本实施例中高温特殊制备胶配方主要有屏蔽作用的金属粉末，连接的高温树脂、固化剂和丙烯酸酯。
76.优选地，本实施例中磁体采用有限元电磁仿真方法设计出的磁体可在制备完成后用磁体三维测量仪进行校核调整。
77.优选地，本实施例中调谐钻铤1、注油密封嘴4、调谐舱盖3、磁体固定轴17、继电器固定架33、防磨套22、芯轴一15、溢流阀56、芯轴二40、芯轴螺栓38、磁体固定轴螺母18、出油
密封嘴43、磁体外壳5、芯轴居中块14、固定螺母13、锁紧螺母一11、锁紧螺母二10、弹簧垫圈54、穿线端子16、穿线端子固定板8和软磁骨架31的材料皆选用tc11；软磁缓冲块一24和软磁缓冲块组件23选取材料为耐高温且无磁性材料聚四氟乙烯；短射频屏蔽层25和射频屏蔽层35材料选取为具有屏蔽性能的c12000；值得注意的是本实施例中调谐钻铤1与磁体外壳5、磁体外壳5与防磨套22及磁体外壳5与压力平衡外壳52之间留有焊缝，最终焊接固定；值得注意的是本实施例中两主磁体选择n级相对布置；防磨外壳28材料选择环氧树脂。
78.优选地，从室温25℃到井下环境175℃，压力平衡活塞49由于硅油热膨胀的行程可根据液体由温度t1至t2的体积膨胀量以下公式计算根据需要进行尺寸或行程的调整：
[0079]vt2
＝v
t1
[1+β(t
2-t1)]
[0080]
其中v
t1
、v
t2
‑‑‑‑‑‑‑‑
—单一液体在温度为t1和t2时的体积；
[0081]
β—
‑‑‑‑‑‑‑‑‑
单一液体温度由t1至t2的平均体积膨胀系数。
[0082]
b.2随钻核磁共振测井探头刻度过程
[0083]
在屏蔽信号的环境中将已经装配好的探头放置于地层模拟器中，然后与现有随钻测井电子线路连接，电子线路与控制台电脑连接，打开测井调试软件，给仪器上电开始对gain,b1,测量，也对噪声，振铃，高压，直流低压等的测试，如有不符合测井要求的参数时，分析各种原因进行对探头的调试，直到所有参数符合要求。
[0084]
本发明提出的随钻核磁共振测井探头结构与其它井下仪器对接过程为：
[0085]
将装入特殊箱体内运输的随钻核磁共振测井探头运输至目的地，随钻核磁共振测井探头两端有nc锥螺纹，上端可对接电子线路短节钻铤和发电装置；下部靠近钻头位置连接，上扣扭矩3kn.m，若遇卡钻等井下特殊情况可采用井下打捞工具，可承受拉力250t或震击器等的冲击载荷。
[0086]
综上，本发明提出的随钻核磁共振测井仪探头结构，可与随钻核磁共振电子线路、测井软件和随钻发电机等设备在深井、超深井或海上钻井时的复杂地层环境中随钻进行核磁共振测井，兼具极化地层流体、提供合理的梯度磁场和调节探头内外压力的功用，相比现有核磁共振随钻测井的方案，具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、耐冲击等优点。整体结构与现有井下钻具兼容性好，降低了核磁共振测井成本；也为进一步研究随钻核磁共振测井先进算法、磁场结构、准确了解地层信息等打下了坚实的基础。
[0087]
以上所述仅为本发明的实施例，并非以此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的系统领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

技术特征：

1.一种随钻核磁共振测井仪探头结构，其特征在于：包括芯轴一(15)与芯轴二(40)，所述芯轴一(15)与芯轴二(40)由芯轴螺栓(38)锁紧在一起，且为密封连接；芯轴一(15)、芯轴二(40)以连接点为中心分别对称安装有软磁骨架(31)、磁体固定轴(17)、芯轴居中块(14)、弹簧垫圈(54)、固定螺母(13)、锁紧螺母一(11)、穿线端子固定板(8)和锁紧螺母二(10)；两个软磁骨架(31)对称套设于芯轴一(15)、芯轴二(40)上，两软磁骨架(31)一端相连接，另一端分别与主磁体(20)连接，软磁骨架(31)内部的大孔道与芯轴一(15)通过过渡舱连接，小孔道与芯轴一(15)、芯轴二(40)连接，大端面处台阶孔与磁体固定轴(17)连接，软磁骨架(31)大外径阶梯处与磁体外壳(5)连接和由键三(29)导向与防磨套(22)连接，软磁骨架(31)小外径阶梯上安装短射频屏蔽层(25)和射频屏蔽层(35)；所述的射频屏蔽层(35)外部安装软磁(26)及软磁缓冲块一(24)；所述的短射频屏蔽层(25)外部安装软磁缓冲块组件(23)；所述的软磁(26)套装于射频屏蔽层(35)外部；天线部分(27)套装于软磁(26)外部，两端分别与防磨套(22)密封连接；防磨外壳(28)安装于天线部分(27)外部，与防磨套(22)固定连接；磁体固定轴(17)对称安装，分别套装于芯轴一(15)和芯轴二(40)上，外侧固定主磁体(20)，一端与软磁骨架(31)连接，一端安装主磁体缓冲块(19)；所述的主磁体缓冲块(19)由磁体固定轴螺母(18)将其固定于磁体固定轴(17)上；所述的继电器固定架(33)安装于芯轴一(15)上；两个磁体外壳(5)对称安装，一端与防磨套(22)连接，另一端分别与压力平衡装置和调谐装置连接；调谐装置包括调谐钻铤(1)，压力平衡装置包括压力平衡舱(52)；所述磁体外壳(5)内部安装穿线端子(16)；所述压力平衡舱(52)与磁体外壳(5)密封连接，芯轴一(15)末端装入调谐钻铤(1)，芯轴二(40)末端装入压力平衡舱(52)。2.根据权利要求1所述的一种随钻核磁共振测井仪探头结构，其特征在于：所述芯轴一(15)与芯轴二(40)内部设置有泥浆通道，所述泥浆通道分别与调谐钻铤(1)内部泥浆通道及压力平衡舱(52)内的泥浆通道相连通，芯轴一(15)与芯轴二(40)连接处有过渡舱，过渡舱上有插针密封件(36)，可实现后期加装元器件，过渡舱外部有过线槽，芯轴一(15)与芯轴二(40)上分别加工有密封台阶段和螺纹台阶段，所述密封台阶段安装密封件七(37)。3.根据权利要求2所述的一种随钻核磁共振测井仪探头结构，其特征在于：所述调谐钻铤(1)上安装有注油密封嘴(4)，并对称布置有调谐腔体，调谐腔体内部安装调谐电路板，调谐腔体上安装调谐舱盖(3)。4.根据权利要求3所述的一种随钻核磁共振测井仪探头结构，其特征在于：所述压力平衡外壳(52)上加工有注油孔用于安装出油密封嘴(43)，所述压力平衡外壳(52)内部有活塞孔、泥浆通道，活塞孔内设有压力平衡活塞(49)、弹簧(47)、压力平衡弹簧座一(48)和压力平衡弹簧座二(45)，所述压力平衡弹簧座二(45)固定在活塞孔内，压力平衡活塞(49)与压力平衡弹簧座一(48)固定连接，所述弹簧(47)套设在压力平衡弹簧座一(48)和压力平衡弹簧座二(45)上，且弹簧(47)由销钉分别固定于压力平衡弹簧座一(48)、压力平衡弹簧座二(45)的台阶上，
所述的压力平衡弹簧座一(48)上有密封槽，密封槽安装密封件三(46)，所述的压力平衡弹簧座二(45)由固定螺钉一53固定于压力平衡外壳(52)上；所述密封塞(51)用于密封活塞孔，密封塞(51)上有泥浆通道，且与压力平衡外壳(52)的泥浆通道相接。5.根据权利要求4所述的一种随钻核磁共振测井仪探头结构，其特征在于：所述所述继电器固定架(33)上有继电器安装槽，继电器安装槽沿圆周均匀分布。6.根据权利要求5所述的一种随钻核磁共振测井仪探头结构，其特征在于：所述防磨套(22)上有螺纹孔用于固定防磨外壳(28)，所述防磨套(22)上有密封槽用于安装密封件八(30)。7.根据权利要求6所述的一种随钻核磁共振测井仪探头结构，其特征在于：所述磁体外壳(5)内部有锥面台阶用于与芯轴居中块(14)限位；所述磁体外壳(5)的活塞孔上有安装溢流阀(56)。8.根据权利要求7所述的一种随钻核磁共振测井仪探头结构，其特征在于：所述穿线端子(16)与穿线端子固定板(8)上均设有相对应的穿线孔，所述穿线端子(16)上有键槽用于安装键七(12)。9.根据权利要求8所述的一种随钻核磁共振测井仪探头结构，其特征在于：所述压力平衡活塞(49)的外壁面上设置有凹槽和密封槽，所述凹槽内填充满润滑脂，所述密封槽安装密封件四(46)。10.根据权利要求9所述的一种随钻核磁共振测井仪探头结构，其特征在于：所述软磁缓冲块组件(23)由三块软磁缓冲块组成，中间用普通无磁销钉穿连，所述软磁缓冲块组件上有穿线孔，该穿线孔与软磁骨架(31)上的穿线孔相通。

技术总结

本发明属于测井设备技术领域，涉及一种随钻核磁共振测井仪探头结构，包括密封连接的芯轴一与芯轴二由芯；芯轴一、芯轴二以连接点为中心分别对称安装有软磁骨架、磁体固定轴、芯轴居中块、弹簧垫圈、固定螺母、锁紧螺母一、穿线端子固定板和锁紧螺母二；两个软磁骨架对称套设于芯轴一、芯轴二上，软磁骨架上安装短射频屏蔽层和射频屏蔽层；两个磁体外壳对称安装，一端与防磨套连接，另一端分别与压力平衡装置和调谐装置连接。本发明具有合理的密封结构、布线结构，整体结构具有耐高温、耐高压、耐腐蚀等优点。腐蚀等优点。腐蚀等优点。