一种核磁共振探头及井下作业工具的制作方法

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1.本发明属于石油钻井技术领域，具体涉及一种核磁共振探头及井下作业工具。

背景技术：

2.核磁共振(nuclear magnetic resonance)现象自从二十世纪中期发现以来，已经在物理、化学、生物等自然科学研究以及医学诊断、油气勘探开发等领域取得了广泛的应用，在石油钻井技术领域中，为了获得各种石油地质及工程技术资料，在钻井的各个阶段往往会进行多次测井，在石油测井中使用到核磁共振测井技术能够提供独特的信息，核磁共振测井具有测量参数准确、不受岩层性质影响、获取的井下参数多等优点，因此逐渐成为近年来全球测井界的关注热点。
3.信噪比是指信号与噪声的比值，其比值越大，则组织内信号成分越多，图像的清晰度也就越高。在现有技术中，核磁共振的信噪比强度不足，存在噪声过多、成像不够清晰等技术问题，对测井作业造成影响。

技术实现要素：

4.为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种核磁共振探头及井下作业工具。
5.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种核磁共振探头，包括探头本体、沿探头本体的周向覆于探头本体外壁的第一载板和沿探头本体的周向覆于第一载板外的第二载板；第一载板与第二载板上分别设有第一线圈与第二线圈，第一线圈具有两个第一回路，两个第一回路交汇处形成有第一回流线，第二线圈具有两个第二回路，两个第二回路交汇处共同形成由第二回流线，第一回流线与第二回流线不平行。
6.通过在第一载板上设置第一线圈，在第二载板上设置第二线圈，使第一线圈与第二线圈的第一回流线与第二回流线互相不平行，使第一线圈与第二线圈的磁场产生交叉，增大了信号接收区域，信号接收更加充分的同时不会扩大噪声，提高了核磁共振的信噪比。
7.根据本发明实施例的一个方面，第一载板沿探头本体的周向方向的长度不大于探头本体底面周长的二分之一。
8.在测井时，探头本体的一侧贴靠井壁，另一侧为井下管道，若核磁共振的信号在贴靠井壁的一侧发出，则可直接穿透地层岩石获取地质情况，若核磁共振的信号在靠近井下管道的一侧发出，井下管道中的水流与泥浆等杂物会严重干扰信号获取效率，并会对正确方向的信号获取到的信息成像造成影响，通过使第一载板沿探头本体的周向方向的长度不大于探头本体底面周长的二分之一，使第一载板上的第一线圈的信号方向主要集中在探头本体的一侧，不易在探头本体的其它部位分散出不必要的信号，核磁共振采集到的数据的指向性更加准确，不易因为不必要的信号导致噪声增加，提高了核磁共振的信噪比。
9.根据本发明实施例的一个方面，第二载板沿探头本体的轴向方向的长度小于探头本体轴向方向的长度。
10.端部效应的产生原因有多种，产生端部效应会对核磁共振探头磁场造成影响，降低核磁共振成像的准确性，同时也会使线圈的电阻增加，引起电机的附加损耗，降低电机效率。为了避免端部效应的产生，通过使第二载板沿探头本体的轴向方向的长度小于探头本体轴向方向的长度，间接使设置在第二载板上的第二线圈沿探头本体轴向方向的长度短于探头本体轴向方向的长度，使第二线圈与探头本体的两端保持有一定距离，有效避免了静态磁场的端部效应，保证了核磁共振信号的稳定性与准确性。
11.根据本发明实施例的一个方面，第一线圈沿探头本体轴向方向两端的导线形成有互相平行的横档，横档与探头本体最近一端的距离小于横档与探头本体沿轴向方向的中心的距离；第一载板沿探头本体轴向方向的长度小于探头本体轴向方向的长度。
12.通过使横档与探头本体最近一端的距离小于横档与探头高的长度中心的距离，使两个横档能够分别靠近探头本体的两端，扩大了第一线圈沿上下方向产生信号的有效范围，提高了核磁共振信号的范围。
13.根据本发明实施例的一个方面，第一回流线至少部分与第二回流线重叠。
14.通过使第一回流线至少部分与第二回流线重叠，使第一线圈与第二线圈的信号重叠，从而形成核磁共振的敏感区，当实际使用时，可以方便地通过调整第一回流线与第二回流线重叠处对应的方位，来实现准确地朝向指定区域进行核磁共振测井。
15.根据本发明实施例的一个方面，第一回流线至少部分与第二回流线的中点重叠，第二回流线至少部分与第一回流线的中点重叠。
16.通过使第一回流线至少部分与第二回流线的中点重叠，第二回流线至少部分与第一回流线的中点重叠，使第一线圈与第二线圈的信号重叠部位更加准确，实际使用时能够更准确的调整核磁共振信号发射的方向，达到更好的核磁共振测井效果。
17.根据本发明实施例的一个方面，两个第一回路分别形成有第一包围空间与第二包围空间，第一包围空间与第二包围空间的形状与第一载板相适应；两个第二回路分别形成有第三包围空间与第四包围空间，第三包围空间与第四包围空间的形状与第二载板相适应；第一载板与第二载板为矩形。
18.通过使第一包围空间、第二包围空间、第三包围空间与第四包围空间形成与矩形的第一载板与第二载板相适应的形状，使第一线圈与第二线圈能够形成矩形的拓扑结构，并且通过设置第一包围空间、第二包围空间、第三包围空间与第四包围空间，使第一线圈与第二线圈中空出无导线部分，使能量更分散的同时提高了散热能力，减少了作业时的热损耗。
19.根据本发明实施例的一个方面，第一线圈与第二线圈形成第一射频场，探头本体形成第二射频场，第一射频场与第二射频场具有重叠部，重叠部位于探头本体靠近第一回流线的一侧。
20.通过使第一线圈与第二线圈形成第一射频场，使探头本体产生的第二射频场与第一射频场形成位于探头本体靠近第一回流线一侧的重叠部，使信号更加密集，提高了核磁共振探头获取信息的清晰度与信噪比。
21.根据本发明实施例的一个方面，第一射频场与第二射频场彼此正交。
22.通过使第一射频场与第二射频场彼此正交，使第一射频场与第二射频场形成的重叠部对核磁共振的信号接收更加全面，能够采集到全部的信号，对信号资源的利用更加充
分，而第一射频场与第二射频场彼此正交与噪声不相关，对信号的增大更为明显，因此提高了信噪比。
23.根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种井下作业工具，包括如上所述的核磁共振探头。
24.在井下作业工具中应用本技术实施例提供的核磁共振探头时，通过设置第一载板与第二载板，并在第一载板与第二载板上设置第一线圈与第二线圈，使第一线圈与第二线圈相对独立，不易互相造成干扰，提高了井下作业工具的核磁共振的信号稳定度与清晰度。第一线圈具有两个第一回路，第二线圈具有两个第二回路，使线圈可以在有限的范围内的匝数增加，提高核磁共振的信号强度。通过使两个第一回路交汇形成的第一回流线与两个第二回路交汇形成的第二回流线互相不平行，使线圈的磁场产生交叉，接收信号更加密集，提高了信号接收效率与清晰度。通过上述设计，本技术实施例提供的核磁共振探头及井下作业工具实现了提高核磁共振信噪比的效果。
附图说明
25.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
26.图1示出了本发明实施例提供的整体结构示意图；
27.图2示出了本发明实施例提供的另一角度的整体结构示意图；
28.图3示出了本发明实施例提供的第一载板示意图；
29.图4示出了本发明实施例提供的线圈位置示意图；
30.图5示出了本发明实施例提供的射频场示意图。
31.具体实施方式中的附图标号如下：
32.100、核磁共振探头；
33.110、探头本体；120、第一载板；130、第二载板；140、第一射频场；150、第二射频场；160、重叠部；
34.121、第一线圈；122、第一回路；123、第一回流线；124、横档；125、第一包围空间；126、第二包围空间；
35.131、第二线圈；132、第二回路；133、第二回流线；134、第三包围空间；135、第四包围空间；
36.a、底面直径；b、软板长；c、软板高；d、探头高。
具体实施方式
37.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
38.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
39.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
40.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
41.在本技术实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，可以表示：存在a，同时存在a和b，存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
42.在本技术实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
43.在本技术实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
44.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
45.为了方便描述，将图1至图5中的x轴方向定义为左右方向，x轴的箭头指向为向左方向，y轴方向定义为前后方向，y轴的箭头指向为向前方向，z轴方向定义为上下方向，z轴的箭头指向为向上方向。
46.在石油测井的过程中，核磁共振由于具有测量参数准确、不受岩层性质影响、获取的井下参数多等优点，在石油钻井技术领域中发挥着重要作用。在核磁共振测井时，由于核磁共振探头通过井下管柱通入地下，管柱作为井下泥浆水流的通道，经常会对核磁共振探头收集到的信号造成影响，使收集到的信号在包括井下岩层地质信息的同时掺杂了管柱中的泥浆水流的无用信息，产生噪声，当有意义的信号与无意义的噪声的比例过低，则会严重影响测井效果。
47.发明人注意到，现有技术中，仅采用线圈单回路、线圈缠绕在磁芯外面的方式用于核磁共振探头的信号操作，制作工艺复杂，且需要额外分出线圈作为扰流天线用来减少噪声，而发射与接收信号的天线的信号强度与接收信号的能力都不高，难以有效提高信噪比，核磁共振采集的信息清晰度有限。为了使核磁共振测井采集到的信息更加清晰，如何提高核磁共振探头的信噪比是尤为重要的。
48.为了解决上述问题，本技术发明人经过研究，设计了一种核磁共振探头，该核磁共振探头具有第一载板与第二载板，第一载板与第二载板上分别设有具有两个第一回路的第
一线圈与具有两个第二回路的第二线圈，两个第一回路交汇处形成第一回流线，两个第二回路交汇处形成第二回流线，第一回流线与第二回流线不平行，通过上述设计，使核磁共振探头对信号的获取更加密集，且第一线圈与第二线圈通过第一载板和第二载板相对独立设置，不易互相形成干扰，信号受干扰程度低，获取到的信号不易掺杂噪声，信号清晰度较高，提高了核磁共振探头的信噪比。
49.本技术实施例公开的核磁共振探头可以但不限于用于钻井、固井、测井、完井、注水、井下等作业，还可以应用于其他任何需要核磁共振的场景，在本技术实施例中，仅以用于配合测井为例进行说明。
50.根据本技术的一些实施例，参照图1和图2，本技术提供了一种核磁共振探头100，包括探头本体110、沿探头本体110的周向覆于探头本体110外壁的第一载板120和沿探头本体110的周向覆于第一载板120外的第二载板130；第一载板120与第二载板130上分别设有第一线圈121与第二线圈131，第一线圈121具有两个第一回路122，两个第一回路122交汇处形成有第一回流线123，第二线圈131具有两个第二回路132，两个第二回路132交汇处共同形成由第二回流线133，第一回流线123与第二回流线133不平行。
51.探头本体110用于在核磁共振中发挥永磁体的作用，需要采用磁性材料制成以实现核磁共振效果，可以根据实际需要采用不同种类的磁性材料，例如，可以采用钐钴、铁氧体、钕铁硼或超导材料制成，本技术实施例对此不作特殊限定，由于用于制成探头本体110的部分材料具有脆而硬的特点，考虑到加工的困难性，也可以以多个小块材料粘接的形式形成探头本体110，本技术实施例对此不作特殊限定。在本技术实施例中，探头本体110用于石油测井核磁共振，为适应石油测井中管道形状与空间，探头本体110为圆柱体，当然，探头本体110的形状可以根据使用环境进行一定调整，例如探头本体110的形状根据需要设置为方体或者台体或者其他形状，本技术实施例对此不作特殊限定。
52.由于第一载板120覆于探头本体110外壁上，第二载板130覆于第一载板120外，第一载板120与第二载板130的材质应当使其可以一定程度上适应探头本体110的形状，例如。第一载板120与第二载板130可以采用柔性材料制成，使得第一载板120与第二载板130能够沿探头本体110的外壁形状进行适应性变形。亦或者，第一载板120与第二载板130无需弹性形变，第一载板120与第二载板130的形状即与探头本体110外壁相适应，目的是使第一载板120和第二载板130能够更好的覆于探头本体110外壁上，本技术实施例对此不作特殊限定。
53.第一线圈121与第二线圈131均为具有两个回路的线圈，第一线圈121具有两个第一回路122，第二线圈131具有两个第二回路132，由于第一线圈121设置在第一载板120上，第二线圈131设置在第二载板130上，可以理解的是，要使第一线圈121形成两个回路，第一线圈121的导线缠绕方式可以呈数字“8”排列，也可以为其等效拓扑，例如两个具有交汇的“口”型，第二线圈131绕线方式也与第一线圈121类似。第一线圈121可以为单匝线圈或多匝线圈，第二线圈131可以为单匝线圈或多匝线圈，可以根据实际需要调整第一线圈121或第二线圈131的匝数，本技术实施例对此不作特殊限定。两个第一回路122交汇处形成有第一回流线123，两个第二回路132交汇处形成有第二回流线133，第一回流线123可以由第一线圈121中的一根或多根导线形成，也可以由第一线圈121中的多根导线共同形成，第二回流线133可以由第二线圈131中的一根或多根导线形成，也可以由第二线圈131中的多根导线共同形成，以第一线圈或第二线圈的匝数而定，本技术实施例对此不作特殊限定。第一回流
线123与第二回流线133的导线数量分别与第一线圈121和第二线圈131的匝数正相关。第一回流线123与第二回流线133不互相平行，即可以理解的是，第一回流线123与第二回流线133可以正交或以其他不平行的交叉方式设置。
54.通过在第一载板120上设置第一线圈121，在第二载板130上设置第二线圈131，使第一线圈121与第二线圈131的第一回流线123与第二回流线133互相不平行，使第一线圈121与第二线圈131的磁场产生交叉，第一线圈与第二线圈能够同时接收到信号的位置更加密集，接收到的信号更加清晰。通过设置具有两个第一回路的第一线圈与具有两个第二回路的第二线圈，使第一线圈与第二线圈能够同时发射与接收信号的同时消除无用信号，使获得的信号噪声减少，不需要额外设置扰流线圈，两个线圈同时工作使信号强度与准确性更高，增大了信号接收区域，信号接收更加充分，提高了核磁共振的信噪比。
55.根据本技术的一些实施例，参照图1和图3，第一载板120沿探头本体110的周向方向的长度不大于探头本体110底面周长的二分之一。
56.探头本体110底面周长指的是底面直径a与π的积，第一载板120沿探头本体110的周向方向的长度指的是软板长b，即软板长b不大于π与底面直径a的积。例如，在一个实施例中，探头本体110的底面直径a为11.4cm，此时第一载板120沿探头本体110的周向方向的长度不大于11.4π/2cm，即软板长b约不大于17.9cm。可以理解的是，第一载板120沿周向覆盖不超过探头本体110侧壁的一半。
57.在测井时，探头本体110的一侧贴靠井壁，另一侧为井下管道，若核磁共振的信号在贴靠井壁的一侧发出，则可直接穿透地层岩石获取地质情况，若核磁共振的信号在靠近井下管道的一侧发出，井下管道中的水流与泥浆等杂物会严重干扰信号获取效率，并会对正确方向的信号获取到的信息成像造成影响，通过使第一载板120沿探头本体110的周向方向的长度不大于探头本体110底面周长的二分之一，使第一载板120上的第一线圈121的信号方向主要集中在探头本体110的一侧，不易在探头本体110的其它部位分散出不必要的信号，核磁共振采集到的数据的指向性更加准确，不易因为不必要的信号导致噪声增加，提高了核磁共振的信噪比。
58.根据本技术的一些实施例，参照图1和图3，第二载板130沿探头本体110的轴向方向的长度小于探头本体110轴向方向的长度。
59.探头本体110轴向方向的长度即为探头高d，第二载板130沿探头本体110的轴向方向的长度指的是软板高c，即软板高c小于探头高d。例如，在一个实施例中，探头本体110的探头高d为60cm，此时第二载板130沿探头本体110的轴向方向的长度小于60cm，即软板高c小于60cm。在软板高c小于探头高d的前提下，软板高c的长度可以根据实际情况采用不同设置，例如，为减轻核磁共振探头100的端部效应，软板高c的长度可以远小于探头高d，软板高c的长度可以为探头高d的三分之一或以下，例如，为增大核磁共振探头100的信号有效区域，软板高c的长度可以适当增加，本领域技术人员可以根据实际情况与实际作业需要对软板高c与探头高d进行相应调整，只需要保证软板高c小于探头高d即可，本技术实施例对此不作特殊限定。
60.端部效应的产生原因有多种，产生端部效应会对核磁共振探头100磁场造成影响，降低核磁共振成像的准确性，同时也会使线圈的电阻增加，引起电机的附加损耗，降低电机效率。为了避免端部效应的产生，通过使第二载板130沿探头本体110的轴向方向的长度小
于探头本体110轴向方向的长度，间接使设置在第二载板130上的第二线圈131沿探头本体110轴向方向的长度短于探头本体110轴向方向的长度，使第二线圈131与探头本体110的两端保持有一定距离，有效避免了静态磁场的端部效应，保证了核磁共振信号的稳定性与准确性。
61.根据本技术的一些实施例，参照图1、图2和图3，第一线圈121沿探头本体轴向方向两端的导线形成有互相平行的横档124，横档124与探头本体110最近一端的距离小于横档124与探头本体110沿轴向方向的中心的距离；第一载板120沿探头本体110轴向方向的长度小于探头本体110轴向方向的长度。
62.横档124由第一线圈121沿探头本体110轴向方向两端的导向形成，可以理解的是，横档124应当至少包含位于第一线圈121的上下两端的两根导线，也可以包含位于第一线圈121的上下两端的两组导线，根据线圈匝数的不同，形成横档124的导线数量会不同，即横档124本身属于第一线圈121中的导线的一部分。上下两端的横档124互相平行，若第一线圈121中上下两端的导线为弧形，则可以理解为这种情况下上下两端导线的平行区域最少，横档124的左右方向长度最短。探头本体110沿轴向方向的中心指的是探头高d的长度中点，即横档124与探头本体110最近一端的距离小于探头高d的长度中点的距离。第一载板120沿上下方向的长度小于探头本体110上下方向的长度，即软板高c小于探头高d。
63.通过使横档124与探头本体110最近一端的距离小于横档124与探头高d的长度中心的距离，使两个横档124能够分别靠近探头本体110的两端，扩大了第一线圈121沿上下方向产生信号的有效范围，提高了核磁共振信号的范围。
64.根据本技术的一些实施例，参照图4，第一回流线123至少部分与第二回流线133重叠。
65.第一回流线123与第二回流线133至少部分重叠，即第一回流线123内的至少部分导线与第二回流线133内的至少部分导线在探头本体110外侧重叠。
66.通过使第一回流线123至少部分与第二回流线133重叠，使第一线圈121与第二线圈131的信号重叠，从而形成核磁共振的敏感区，当实际使用时，可以方便地通过调整第一回流线123与第二回流线133重叠处对应的方位，来实现准确地朝向指定区域进行核磁共振测井。
67.根据本技术的一些实施例，参照图4，第一回流线123至少部分与第二回流线133的中点重叠，第二回流线133至少部分与第一回流线123的中点重叠。
68.第一回流线123中至少部分导线与第二回流线133中至少部分导线的中点重叠，第二回流线133中至少部分导线与第一回流线123中至少部分导线的中点重叠，根据实际情况，也可以在使第一回流线123中至少部分导线与第二回流线133中至少部分导线的中点重叠的同时，使第二回流线133中至少部分导线与第一回流线123中至少部分导线的中点重叠。
69.通过使第一回流线123至少部分与第二回流线133的中点重叠，第二回流线133至少部分与第一回流线123的中点重叠，使第一线圈121与第二线圈131的信号重叠部160位更加准确，实际使用时能够更准确的调整核磁共振信号发射的方向，达到更好的核磁共振测井效果。
70.根据本技术的一些实施例，参照图4，两个第一回路122分别形成有第一包围空间
125与第二包围空间126，第一包围空间125与第二包围空间126的形状与第一载板120相适应；两个第二回路132分别形成有第三包围空间134与第四包围空间135，第三包围空间134与第四包围空间135的形状与第二载板130相适应；第一载板120与第二载板130为矩形。
71.第一包围空间125与第二包围空间126指的是第一载板120上位于第一线圈121的两个第一回路122中的未被第一线圈121的导线覆盖的区域，一个第一回路122形成第一包围空间125，另一个第一回路122形成第二包围空间126，第三包围空间134与第四包围空间135指的是第二载板130上位于第二线圈131的两个第二回路132中的未被第二线圈131的导线覆盖的区域，一个第二回路132形成第三包围空间134，另一个第二回路132形成第四包围空间135。第一包围空间125与第二包围空间126的形状与第一载板120相适应，第三包围空间134与第四包围空间135的形状与第二载板130相适应，第一载板120与第二载板130为矩形，意味着要使第一包围空间125、第二包围空间126、第三包围空间134和第四包围空间135的形状分别与第一载板120和第二载板130相适应，第一包围空间125、第二包围空间126、第三包围空间134与第四包围空间135的形状应当分别为相似矩形，也可以使第一包围空间125的形状与第二包围空间126的形状可以近似拼接成矩形以适应第一载板120的形状，使第三包围空间134的形状与第四包围空间135的形状可以近似拼接成矩形以适应第二载板130的形状，例如第一包围空间125与第二包围空间126的形状为两个三角形，目的是使第一线圈121与第二线圈131中形成的回路尽量贴近第一载板120与第二载板130的边缘，使第一线圈121和第二线圈131形成近似矩形的拓扑，可以根据实际情况设置第一包围空间125、第二包围空间126、第三包围空间134与第四包围空间135的形状，只需要能够实现适应矩形的第一载板120或第二载板130，使第一线圈121或第二线圈131形成拓扑即可，本技术实施例对此不作特殊限定。
72.通过使第一包围空间125、第二包围空间126、第三包围空间134与第四包围空间135形成与矩形的第一载板120与第二载板130相适应的形状，使第一线圈121与第二线圈131能够形成矩形的拓扑结构，并且通过设置第一包围空间125、第二包围空间126、第三包围空间134与第四包围空间135，使第一线圈121与第二线圈131中空出无导线部分，使能量更分散的同时提高了散热能力，减少了作业时的热损耗。
73.根据本技术的一些实施例，参照图4和图5，第一线圈121与第二线圈131形成第一射频场140，探头本体110形成第二射频场150，第一射频场140与第二射频场150具有重叠部160，重叠部160位于探头本体110靠近第一回流线123的一侧。
74.第一线圈121与第二线圈131形成的第一射频场140，第一射频场140指的是第一线圈121所发出的信号与第二线圈131所发出的信号重叠的部分，根据第一线圈121与第二线圈131在探头本体110外侧的位置，在探头本体110远离第一回流线123的一侧也可能产生额外的信号，在核磁共振测井中，这种额外的信号对提升核磁共振的信噪比没有帮助，故在本技术实施例中第一射频场140不包括此类额外信号，仅指代第一线圈121与第二线圈131在靠近主要探测方向的信号，即靠近第一线圈121的第一回流线123方向的信号。探头本体110形成的第二射频场150为环绕探头本体110各个方向的信号，故第二射频场150会与第一射频场140具有重叠的部分，即重叠部160，由于第一射频场140为靠近第一回流线123的一侧由第一线圈121与第二线圈131产生的信号，故重叠部160位于探头本体110靠近第一回流线123的一侧。
75.通过使第一线圈121与第二线圈131形成第一射频场140，使探头本体110产生的第二射频场150与第一射频场140形成位于探头本体110靠近第一回流线123一侧的重叠部160，使信号更加密集，提高了核磁共振探头100获取信息的清晰度与信噪比。
76.根据本技术的一些实施例，参照图5，第一射频场140与第二射频场150彼此正交。
77.第一射频场140与第二射频场150彼此正交，即第一线圈121与第二线圈131形成的第一射频场140与探头本体110形成的第二射频场150彼此正交。
78.通过使第一射频场140与第二射频场150彼此正交，使第一射频场140与第二射频场150形成的重叠部160对核磁共振的信号接收更加全面，能够采集到全部的信号，对信号资源的利用更加充分，而第一射频场140与第二射频场150彼此正交与噪声不相关，对信号的增大更为明显，因此提高了信噪比。
79.根据本技术的一些实施例，本技术还提供了一种井下作业工具，包括如上所述的核磁共振探头100。
80.在井下作业工具中应用本技术实施例提供的核磁共振探头100时，通过设置第一载板120与第二载板130，并在第一载板120与第二载板130上设置第一线圈121与第二线圈131，使第一线圈121与第二线圈131相对独立，不易互相造成干扰，提高了井下作业工具的核磁共振的信号稳定度与清晰度。第一线圈121具有两个第一回路122，第二线圈131具有两个第二回路132，使线圈可以在有限的范围内的匝数增加，提高核磁共振的信号强度。通过使两个第一回路122交汇形成的第一回流线123与两个第二回路132交汇形成的第二回流线133互相不平行，使线圈的磁场产生交叉，接收信号更加密集，提高了信号接收效率与清晰度。通过上述设计，本技术实施例提供的核磁共振探头100及井下作业工具实现了提高核磁共振信噪比的效果。

技术特征：

1.一种核磁共振探头，其特征在于，所述核磁共振探头包括探头本体、沿所述探头本体的周向覆于所述探头本体外壁的第一载板和沿所述探头本体的周向覆于所述第一载板外的第二载板；所述第一载板与所述第二载板上分别设有第一线圈与第二线圈，所述第一线圈具有两个第一回路，两个所述第一回路交汇处共同形成有第一回流线，所述第二线圈具有两个第二回路，两个所述第二回路交汇处共同形成有第二回流线，所述第一回流线与所述第二回流线不平行。2.根据权利要求1所述的核磁共振探头，其特征在于，所述第一载板沿所述探头本体的周向方向的长度不大于所述探头本体底面周长的二分之一。3.根据权利要求1所述的核磁共振探头，其特征在于，所述第二载板沿所述探头本体的轴向方向的长度小于所述探头本体轴向方向的长度。4.根据权利要求1所述的核磁共振探头，其特征在于，所述第一线圈沿所述探头本体轴向方向两端的导线形成有互相平行的横档，所述横档与所述探头本体最近一端的距离小于所述横档与所述探头本体沿轴向方向的中心的距离；所述第一载板沿所述探头本体轴向方向的长度小于所述探头本体轴向方向的长度。5.根据权利要求1所述的核磁共振探头，其特征在于，所述第一回流线至少部分与所述第二回流线重叠。6.根据权利要求5所述的核磁共振探头，其特征在于，所述第一回流线至少部分与所述第二回流线的中点重叠，所述第二回流线至少部分与所述第一回流线的中点重叠。7.根据权利要求1所述的核磁共振探头，其特征在于，两个所述第一回路分别形成有第一包围空间与第二包围空间，所述第一包围空间与所述第二包围空间的形状与所述第一载板相适应；两个所述第二回路分别形成有第三包围空间与第四包围空间，所述第三包围空间与所述第四包围空间的形状与所述第二载板相适应；所述第一载板与所述第二载板为矩形。8.根据权利要求1所述的核磁共振探头，其特征在于，所述第一线圈与所述第二线圈形成第一射频场，所述探头本体形成第二射频场，所述第一射频场与所述第二射频场具有重叠部，所述重叠部位于所述探头本体靠近所述第一回流线的一侧。9.根据权利要求8所述的核磁共振探头，其特征在于，所述第一射频场与所述第二射频场彼此正交。10.一种井下作业工具，其特征在于，包括：如权利要求1-9中任意一项所述的核磁共振探头。

技术总结

本发明涉及一种核磁共振探头及井下作业工具。一种核磁共振探头，该核磁共振探头具有第一载板与第二载板，第一载板与第二载板上分别设有具有两个第一回路的第一线圈与具有两个第二回路的第二线圈，两个第一回路交汇处形成第一回流线，两个第二回路交汇处形成第二回流线，第一回流线与第二回流线不平行，通过上述设计，使核磁共振探头对信号的获取更加密集，且第一线圈与第二线圈通过第一载板和第二载板相对独立设置，不易互相形成干扰，信号受干扰程度低，获取到的信号不易掺杂噪声，信号清晰度较高，提高了核磁共振探头的信噪比。提高了核磁共振探头的信噪比。提高了核磁共振探头的信噪比。