核磁共振测井仪储能电路设计与应用

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1、今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取核磁共振测井仪储能电路设计与应用　　１引言小语种自主招生的对象主要是外语教学质量较高的普通高中应届毕业生，考生被录取后，不得再报考其他高校，新生入学后也不得转入其他专业。今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取　　随着能源需求的不断增长，石油勘探技术面临新的挑战。核磁共振测井作为最新的测井方法，在地层物性测量方面比常规测井更具优势。从

2、１９４６年发现核磁共振现象到现在，国外核磁共振测井技术不断发展，核磁共振测井仪种类繁多。其中，Ｈａｌｌｉｂｕｒｔｏｎ公司的ＭＲＩＬ－Ｐｒｉｍｅ核磁共振测井仪、Ｓｃｈｌｕｍｂｅｒｇｅｒ公司的ＣＭＲ－Ｐｌｕｓ及ＭＲＳｃａｎｎｅｒ核磁共振测井仪已在全球范围内推广使用［２－３］。但是只能获得核磁共振测井服务，却无法自主使用核磁测井仪，这使得我国一些地区（比如南海）石油开采成为难题。在２０１２年，我国中海油田服务股份有限公司（ＣｈｉｎａＯｉｌｆｉｅｌｄＳｅｒｖｉｃｅｓＬｉｍｉｔｅｄ，ＣＯＳＬ）成功研制出国内首支多频核磁共振测井仪ＥＭ－ＲＴ（

3、ｅｌｉｓｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅｔｏｏｌ）。到目前为止，该仪器已在渤海、南海、山西和伊拉克等油田得到推广使用，并取得了较好的应用效果。为有效激发地层流体，核磁共振测井仪在工作过程中连续向地层发射满足一定功率条件的高压脉冲序列，其宽度从３３～９０μｓ不等，脉冲时间间隔最短可达０．２ｍｓ。受限于地面系统瞬时功率输出能力和电缆电能传输能力，为了保证自旋回波质量，每个脉冲发射功率不能低于某一数值，因此核磁共振测井仪必须配备储能短节。储能短节的核心是储能电路对储能电容的充放电控制。该文以ＥＭＲＴ为例，根据脉冲序列扳转角对能量的要求

4、，说明储能短节是核磁共振测井仪的必要组成部分，同时设计一种储能电路，提出储能电容容值计算方法。从现场测井曲线可看出，该设计方案能满足仪器正常工作要求。　　２储能电路对扳转角的影响小语种自主招生的对象主要是外语教学质量较高的普通高中应届毕业生，考生被录取后，不得再报考其他高校，新生入学后也不得转入其他专业。今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取　　核磁共振测井作业期间，仪器通过向底层发射９０°或１８０°脉冲产生交变磁场Ｂ１，达到氢核总磁矩扳转和重聚目的

5、，扳转角θ由式（１）确定：θ＝γＢ１τ（１）式中：γ为氢核旋磁比，Ｂ１为交变磁场强度，τ为磁场作用时间。对于９０°扳转脉冲，θ＝９０°为完全扳转，θ＞９０°为过扳转，θ＜９０°为欠扳转。同理，对于１８０°脉冲，有同样的定义。为准确获取地层信息，在误差允许范围内，要求扳转角必须达到９０°或１８０°，这是保证回波质量的必要条件［１１］。从式（１）中可看出，θ与磁场强度Ｂ１、磁场作用时间τ均成正比关系，其中Ｂ１与储能电路有直接关系。通常，电流产生的感应磁场强度与电流大小成正比。针对ＥＭＲＴ，当工作频率确定时，其天线负载等效阻抗是一定值，

6、因此，Ｂ１与脉冲电压幅值成正比关系。因此有关系式Ｂ１∝Ｉ∝Ｕ，故磁场强度Ｂ１的大小与天线端电压成正比关系。如引言所述，测井电缆的阻抗对ＥＭＲＴ测井仪脉冲发射有至关重要的影响。如图２所示，一个发射脉冲由发射初期和发射稳定期组成。在脉冲发射初期，天线电压需要在很短时间内从０上升到直流高压值，若不采用储能电路，电缆等效电阻与天线电容会构成具有较大时间常数的阻容网络，导致脉冲在发射初期就无法快速达到直流高压值；同样，脉冲稳定发射期间可产生数安培的瞬时电流，该电流通过电缆阻抗形成较大压降。该压降直接导致天线两端电压幅度降低，发射功率不足。另

7、外，电缆等效电感在高压通断变化过程中产生数倍过电压，损坏发射电路。在现场应用中，磁场作用时间τ预先确定，根据式（１）知，在特定工作频率下，扳转角θ完全由磁场强度Ｂ１决定，在没有储能的情况下，欠扳转情况严重。　　３储能电路设计　　储能电路原理结构，ＵＨＶ为储能电路输入端，ＨＶ＋、ＨＶ－通过测井电缆连接地面６００Ｖ直流高压电源。ＵＣＡＰ为储能电路输出端，输出电压范围为６００Ｖ±５％。　　４储能电容容值计算小语种自主招生的对象主要是外语教学质量较高的普通高中应届毕业生，考生被录取后，不得再报考其他高校，新生入学后也不得转入其他专业。今年

8、，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取　　为准确估算储能短节储能电容总容值，脉冲序列发射期间，假设该过程储能电容电荷量的变化量为ΔＱ，此过程电荷量的变化将导致电容两端电压