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

1. Устройство для применения в скважине с целью оценки интересующего свойства, содержащее корпус скважинного прибора и по меньшей мере одну антенну, расположенную снаружи корпуса скважинного прибора, включающую в себя цельный металлический элемент, установленный снаружи на корпусе скважинного прибора для восприятия значительной части действующей на корпус скважинного прибора изгибающей нагрузки во время применения скважинного прибора в скважине и имеющий продольную ось, радиальную ось, ортогональную продольной оси, и по меньшей мере одну выполненную в его наружной поверхности выемку, и по меньшей мере один электрический проводник, проложенный через указанную по меньшей мере одну выемку с образованием антенны.
2. Устройство по п.1, в котором металлический элемент имеет по меньшей мере две разнесенных группы выемок, включающих в себя по меньшей мере по два ряда выемок, в каждом из которых имеется по меньшей мере одна выемка.
3. Устройство по п.2, в котором электрический проводник, проходящий через каждый ряд выемок, неперпендикулярен продольной оси металлического элемента.
4. Устройство по п.2, содержащее также материал с высокой магнитной проницаемостью, расположенный по меньшей мере в одной выемке каждого ряда выемок.
5. Устройство по п.4, 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.
6. Устройство по п.4, в котором указанный по меньшей мере один электрический проводник расположен поверх материала с высокой магнитной проницаемостью и пропущен через отверстия, выполненные в металлическом элементе над выемками.
7. Устройство по п.2, в котором указанный по меньшей мере один электрический проводник представляет собой одно из следующего:
(i) одиночный проводник, проложенный последовательно через каждый ряд выемок указанных по меньшей мере двух групп выемок,
(ii) по меньшей мере два электрических проводника, включенных параллельно и проложенных по меньшей мере через два ряда выемок, и
(iii) по меньшей мере один электрический проводник, включенный последовательно и проложенный через первый набор по меньшей мере из двух параллельных рядов, и по меньшей мере два электрических проводника, включенных параллельно и проложенных через второй набор по меньшей мере из двух параллельных рядов.
8. Устройство по п.1, содержащее также электрическую цепь, соединенную с рамочной антенной для обеспечения действия рамочной антенны в качестве (i) приемника для приема электромагнитных сигналов из пласта или (ii) излучателя для передачи электромагнитных волн в пласт.
9. Устройство по п.2, содержащее также процессор, выполненный с возможностью обработки сигналов, принимаемых посредством рамочной антенны в скважине, и выдачи оценки интересующего свойства, представляющего собой удельное электрическое сопротивление или удельную проводимость окружающего скважину пласта горных пород.
10. Способ оценки интересующего свойства, относящегося к скважине, при осуществлении которого:
посылают электромагнитные сигналы в окружающий скважину пласт горных пород,
принимают из пласта посредством приемника сигналы, возникающие как отклик на посылаемые электромагнитные сигналы, причем приемник или излучатель имеет рамочную антенну, содержащую неразрезной осесимметричный металлический элемент, установленный снаружи на корпусе скважинного прибора, по меньшей мере две разнесенных группы выполненных в металлическом элементе выемок, включающих в себя по меньшей мере по два ряда, в каждом из которых имеется по меньшей мере одна выемка, и электрический проводник, проложенный по меньшей мере через одну выемку каждого ряда таким образом, что электрический проводник неперпендикулярен продольной оси металлического элемента,
обрабатывают принятые сигналы для оценки интересующего свойства, и
записывают оцененное интересующее свойство на подходящем носителе информации.
11. Способ по п.10, в котором в выемках располагают материал с высокой магнитной проницаемостью.
12. Способ по п.10, 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.
13. Способ по п.10, в котором по существу в том же месте, где на корпусе скважинного прибора установлена рамочная антенна, устанавливают вторую рамочную антенну, выполненную на неразрезном металлическом элементе.
14. Способ по п.10, в котором приемник содержит рамочную антенну, причем принимают электромагнитные сигналы с первого азимутального направления посредством рамочной антенны, принимают дополнительные электромагнитные сигналы со второго азимутального направления посредством дополнительной рамочной антенны и обрабатывают сигналы, принятые с первого и второго азимутальных направлений, для оценки интересующего свойства.
15. Способ по п.10, в котором обработку сигналов выполняют при каротаже скважины с помощью скважинного прибора, спускаемого в скважину на кабеле, или при каротаже скважины в процессе бурения скважины.
16. Способ по п.10, в котором металлический элемент представляет собой осесимметричную втулку, расположенную вокруг части корпуса скважинного прибора таким образом, чтобы воспринимать значительную изгибающую нагрузку при изгибе корпуса скважинного прибора во время бурения скважины.
17. Рамочная антенна для использования в скважинном приборе, содержащая:
неразрезной осесимметричный металлический втулочный элемент, устанавливаемый снаружи на корпусе скважинного прибора с возможностью восприятия значительной части действующей на корпус скважинного прибора изгибающей нагрузки во время применения скважинного прибора в скважине, имеющий продольную ось и радиальную ось, ортогональную продольной оси, выполненный по меньшей мере с двумя разнесенными группами 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 по меньшей мере через одну выемку каждого ряда выемок с образованием рамочной антенны.
18. Рамочная антенна по п.17, в которой участок указанного по меньшей мере одного электрического проводника, проходящий через каждый ряд выемок, расположен под углом к радиальному направлению.
19. Рамочная антенна по п.18, содержащая также материал с высокой магнитной проницаемостью, расположенный по меньшей мере в одной выемке в каждом ряду выемок.
20. Рамочная антенна по п.18, в которой 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) сендаст с органическим и/или неограническим связующим, и
(viii) порошок железоникелевого сплава с органическим и/или неограническим связующим.
21. Рамочная антенна по п.19, в которой указанный по меньшей мере один электрический проводник расположен поверх материала с высокой магнитной проницаемостью и пропущен через отверстия, выполненные в металлическом элементе.
22. Рамочная антенна по п.17, в которой указанный по меньшей мере один электрический проводник представляет собой одно из следующего:
(i) одиночный проводник, проложенный последовательно через каждый ряд выемок указанных по меньшей мере двух групп выемок,
(ii) по меньшей мере два электрических проводника, включенных параллельно и проложенных по меньшей мере через два ряда выемок, и
(iii) по меньшей мере один электрический проводник, включенный последовательно и проложенный через первый набор по меньшей мере из двух параллельных рядов выемок, и по меньшей мере два электрических проводника, включенных параллельно и проложенных через второй набор по меньшей мере из двух параллельных рядов выемок.