ПРИБОРЫ КАРОТАЖА СОПРОТИВЛЕНИЙ С НЕСУЩИМИ СЕГМЕНТИРОВАННЫМИ АНТЕННАМИ, ОБЛАДАЮЩИМИ АЗИМУТАЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬЮ, И СПОСОБЫ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. Устройство для применения в скважине, содержащее металлический элемент с продольной осью и по меньшей мере двумя разнесенными группами выполненных в металлическом элементе выемок, включающими в себя по меньшей мере по два ряда выемок, в каждом из которых имеется по меньшей мере одна выемка, и по меньшей мере один электрический проводник, проложенный через каждую выемку вдоль каждого ряда выемок, причем участок электрического проводника, проходящий вдоль каждого ряда выемок, неперпендикулярен продольной оси металлического элемента.
2. Устройство по п.1, в котором каждая выемка выполнена путем ее вырезания в поверхности металлического элемента.
3. Устройство по п.2, в котором ряды в указанных по меньшей мере двух группах выемок по существу противолежат друг другу.
4. Устройство по п.1, содержащее также материал с высокой магнитной проницаемостью, расположенный в каждой выемке.
5. Устройство по п.1, в котором материал с высокой магнитной проницаемостью выбран из группы, включающей в себя:
(i) магнитомягкий ферритный материал,
(ii) электропроводный магнитомягкий аморфный сплав,
(iii) электропроводный нанокристаллический магнитомягкий сплав,
(iv) пакет пластин из аморфного магнитомягкого сплава,
(v) пакет пластин из нанокристаллического магнитомягкого сплава,
(vi) магнитомягкий железный порошок с органическим и/или неограническим связующим,
(vii) магнитомягкий сендаст с органическим и/или неограническим связующим,
(viii) порошок магнитомягкого железоникелевого сплава с органическим и/или неограническим связующим.
6. Устройство по п.5, в котором указанный по меньшей мере один электрический проводник расположен поверх материала с высокой магнитной проницаемостью и пропущен через отверстия, выполненные в металлическом элементе по обе стороны каждой выемки.
7. Устройство по п.1, в котором указанный по меньшей мере один электрический проводник представляет собой одно из следующего:
(i) одиночный проводник, проложенный последовательно вдоль каждого ряда указанных по меньшей мере двух групп выемок,
(ii) по меньшей мере два электрических проводника, включенных параллельно и проложенных вдоль по меньшей мере двух рядов выемок,
(iii) по меньшей мере один электрический проводник, включенный последовательно и проложенный вдоль первого набора по меньшей мере из двух параллельных рядов, и по меньшей мере два электрических проводника, включенных параллельно и проложенных вдоль второго набора по меньшей мере из двух параллельных рядов.
8. Скважинный прибор для выполнения электрических измерений в скважине, содержащий излучатель, выполненный с возможностью передачи электромагнитных волн в окружающий скважину пласт горных пород, и приемник, выполненный с возможностью приема электромагнитных волн из пласта, причем излучатель и/или приемник имеет(-ют) рамочную антенну, содержащую металлический элемент с продольной осью и по меньшей мере двумя разнесенными группами выполненных в металлическом элементе выемок, включающими в себя по меньшей мере по два ряда выемок, в каждом из которых имеется по меньшей мере одна выемка, и по меньшей мере один электрический проводник, проложенный через каждую выемку вдоль каждого ряда выемок, причем участок электрического проводника, проходящий вдоль каждого ряда выемок, неперпендикулярен продольной оси металлического элемента.
9. Скважинный прибор по п.8, в котором металлический элемент представляет собой одно из следующего:
(i) часть утяжеленной бурильной трубы,
(ii) неразрезная втулка, установленная снаружи на корпусе скважинного прибора,
(iii) разрезная втулка, установленная снаружи на корпусе скважинного прибора.
10. Скважинный прибор по п.8, в котором указанный по меньшей мере один электрический проводник представляет собой одно из следующего:
(i) одиночный электрический проводник, проложенный последовательно вдоль каждого ряда с образованием рамочной антенны,
(ii) по меньшей мере два электрических проводника, каждый из которых проложен под углом к продольной оси, и по меньшей мере два электрических проводника, каждый из которых проложен параллельно продольной оси,
(iii) по меньшей мере один электрический проводник, включенный последовательно и проложенный вдоль первого набора по меньшей мере из двух параллельных рядов, и по меньшей мере два проводника, включенных параллельно и проложенных вдоль второго набора по меньшей мере из двух параллельных рядов.
11. Скважинный прибор по п.8, содержащий также спусковой элемент, выполненный с возможностью перемещения скважинного прибора в ствол скважины и представляющий собой одно из следующего: (i) каротажный кабель, (ii) гибкая насосно-компрессорная труба и (iii) колонна соединенных друг с другом трубчатых элементов.
12. Скважинный прибор по п.8, в котором указанный по меньшей мере один электрический проводник пропущен через отверстия, выполненные в металлическом элементе вблизи каждой выемки.
13. Скважинный прибор по п.8, в котором в каждой выемке металлического элемента помещен элемент с высокой магнитной проницаемостью, выбранный из группы, включающей в себя:
(i) магнитомягкий ферритный материал,
(ii) электропроводный магнитомягкий аморфный сплав,
(iii) электропроводный нанокристаллический магнитомягкий сплав,
(iv) пакет пластин из аморфного магнитомягкого сплава,
(v) пакет пластин из нанокристаллического магнитомягкого сплава,
(vi) магнитомягкий железный порошок с органическим и/или неограническим связующим,
(vii) магнитомягкий сендаст с органическим и/или неограническим связующим и
(viii) порошок магнитомягкого железоникелевого сплава с органическим и/или неограническим связующим.
14. Скважинный прибор по п.9, в котором металлический элемент представляет собой втулку, установленную вокруг части корпуса скважинного прибора таким образом, что она не испытывает значительной осевой нагрузки, приходящейся на корпус скважинного прибора.
15. Способ оценки свойства окружающего скважину пласта горных пород, при осуществлении которого:
посылают в пласт посредством излучателя электромагнитные сигналы,
принимают из пласта посредством приемника электромагнитные сигналы, возникающие как отклик на посылаемые электромагнитные сигналы, причем приемник или излучатель имеет по меньшей мере две разнесенные группы выполненных в металлическом элементе выемок, включающие в себя по меньшей мере по два ряда выемок, в каждом из которых имеется по меньшей мере одна выемка, и содержит по меньшей мере один электрический проводник, проложенный через каждую выемку вдоль каждого ряда выемок, причем участок электрического проводника, проходящий вдоль каждого ряда выемок, неперпендикулярен продольной оси металлического элемента,
обрабатывают принятые сигналы для оценки свойства пласта и
записывают оцененное интересующее свойство на подходящем носителе информации.
16. Способ по п.15, в котором по меньшей мере в некоторых из выемок находится материал с высокой магнитной проницаемостью.
17. Способ по п.16, в котором материал с высокой магнитной проницаемостью выбран из группы, включающей в себя:
(i) магнитомягкий ферритный материал,
(ii) электропроводный магнитомягкий аморфный сплав,
(iii) электропроводный нанокристаллический магнитомягкий сплав,
(iv) пакет пластин из аморфного магнитомягкого сплава,
(v) пакет пластин из нанокристаллического магнитомягкого сплава,
(vi) магнитомягкий железный порошок с органическим и/или неограническим связующим,
(vii) магнитомягкий сендаст с органическим и/или неограническим связующим и
(viii) порошок магнитомягкого железоникелевого сплава с органическим и/или неограническим связующим.
18. Способ по п.15, в котором посредством приемника принимают электромагнитные сигналы с первого азимутального направления, а посредством дополнительного приемника принимают из пласта электромагнитные сигналы со второго азимутального направления, по существу ортогонального первому азимутальному направлению.
19. Способ по п.15, в котором металлический элемент представляет собой втулку, установленную вокруг части корпуса скважинного прибора таким образом, что она не испытывает значительной осевой нагрузки, приходящейся на корпус скважинного прибора.
20. Скважинный прибор для применения в скважине с целью оценки интересующего свойства, содержащий набор по меньшей мере из двух антенн, установленных на корпусе скважинного прибора, имеющем продольную ось, причем по меньшей мере одна антенна содержит по существу осесимметричный металлический элемент с продольной осью и по меньшей мере двумя разнесенными группами выполненных в металлическом элементе выемок, включающими в себя по меньшей мере по два ряда выемок, в каждом из которых имеется по меньшей мере одна выемка, и по меньшей мере один электрический проводник, проложенный через указанную по меньшей мере одну выемку каждого ряда выемок с образованием антенны, причем электрический проводник, проходящий по меньшей мере через одну выемку по меньшей мере одного ряда выемок, неперпендикулярен продольной оси металлического элемента.
21. Скважинный прибор по п.20, в котором каждая из указанных по меньшей мере двух антенн выполнена с возможностью работы в качестве излучателя или приемника.
22. Скважинный прибор по п.20, в котором каждая из указанных по меньшей мере двух антенн установлена вокруг корпуса скважинного прибора и по меньшей мере одна такая антенна выполнена с возможностью излучения или приема электромагнитных сигналов вдоль выбранного поперечного направления.