于會媛　宋公仆　蔡池淵　范偉

摘要：儲能短節(jié)為核磁共振測井儀提供大量的能量，本文提供了一種優(yōu)化的儲能短節(jié)機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)可同時防止電容固定座圓周轉(zhuǎn)動和軸向串動，降低了信號噪聲，提高了信號質(zhì)量，同時提高了裝配效率。此結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、絕緣性比以往的結(jié)構(gòu)都有大大的提高。此結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，制作成本低，使用可靠

關(guān)鍵詞：核磁共振測井能量儲存電容機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化

中圖分類號：TE2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0092-01

核磁共振測井技術(shù)的物理基礎(chǔ)是利用氫原子核（質(zhì)子1H）自身的磁性及其與外加磁場的相互作用。它通過測量地層巖石孔隙流體中氫核的核磁共振馳豫信號的幅度和馳豫速率，來探測地層巖石孔隙結(jié)構(gòu)和孔隙流體的有關(guān)信息。

核磁共振測井直接測量巖石孔隙中流體的信號，對巖石骨架沒有響應(yīng)，是當代唯一能夠直接測量儲層（油層、氣層、水層）自由流體孔隙度的測井方法。測量結(jié)果不受泥漿、泥餅及侵入的影響，也不破壞動態(tài)平衡和孔隙結(jié)構(gòu)[1]。

一般的核磁共振測井儀器的基本組成，包含包括磁體和天線的探頭、電子線路、儲能短節(jié)以及信號采集與處理系統(tǒng)。電磁場，激勵地層的核磁共振信號，并接收核磁共振信號。電子線路的基本功能是通過天線實現(xiàn)大功能射頻脈沖的發(fā)射和超微弱核磁共振信號的檢測。發(fā)射電路發(fā)射的射頻（RF）脈沖期間往往高達上千瓦，由于電纜的限制，很難在短時間內(nèi)供給這么大的能量，需要一個儲能短節(jié)，為發(fā)射電路提供能量。儲能短節(jié)的能量來源于1260個鉭電容，這些鉭電容必須有效合理的連接才能實現(xiàn)供應(yīng)能量的目的，圖1為鉭電容結(jié)構(gòu)（如圖1）。

本文針對目前儲能短節(jié)機械結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題，提供了一種優(yōu)化的儲能短節(jié)機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。即設(shè)計一種連接電容固定座的結(jié)構(gòu)，提高電容固定座穩(wěn)定性，易于拆裝，使得儲能短節(jié)在實現(xiàn)能量供應(yīng)的同時，為工作者拆裝提供了極大的方便，提高工作效率。

1優(yōu)化前機械結(jié)構(gòu)

鉭電容固定在電容固定座中，電容固定座結(jié)構(gòu)如圖2所示，中間圓孔為貫通線通孔。為了起到良好的絕緣效果，并達到一定的機械強度，電容固定座采用PEEK材料。每2個電容固定座通過銷子連接起來，共36節(jié)，如圖3所示。但這種連接方式極其不連貫，在拆裝過程中由于整個電容及固定座的自重極易斷開，而且貫通線從電容固定座中間通孔穿過，給實際工作帶來極大的麻煩（如圖2-圖4）。

2優(yōu)化后機械結(jié)構(gòu)

每個電容固定座鉆有35個彈巢式圓孔，將電容成蜂窩狀排列，1260個鉭電容共分布在36個電容固定座上。為了將電容固定都圓孔中，需要把鉭電容按方式裝入電容固定座中，并用螺絲頂緊（如圖4）。

電容裝配完成后，用鍍銀銅母線將全部35個電容并聯(lián)。母線右側(cè)雙箭頭所指引腳開始連接，進入內(nèi)圈，順時針繞過所有引腳圓環(huán)，共三圈繞回雙箭頭處。正、負兩端繞法相同。再準備兩根30cm長的AWG22600V引線，橙ORG、灰GRY各一根，從雙箭頭所指引腳引出，橙ORG線接正極、灰GRY線接負極。用電烙鐵將所有連線與引腳的接觸點進行焊接。

儲能短節(jié)為了提供足夠的能量，需將每9個電容固定座串聯(lián)成4組，然后將串聯(lián)好的4組電容固定座彼此并聯(lián)，每2組并聯(lián)的電容固定座之間用間隔管間隔開，起到絕緣作用。電容固定座正中間鉆有正六邊形通孔，中間穿正六邊形不銹鋼金屬棒，防止容固定座周向轉(zhuǎn)動，提高穩(wěn)定性。

串聯(lián)的每2個電容固定座之間用間隔管隔開，間隔管圓周鉆2個螺紋孔，用頂絲將其與六邊形不銹鋼棒頂緊，既防止電容固定座軸向串動，同時也起到了絕緣作用；每個電容固定座正上方開有走線槽，方便貫通線穿過。正六邊形不銹鋼金屬棒將36節(jié)電容固定座串成一個整體，不銹鋼金屬棒兩端用螺母擰緊。

3實際裝配

按照上述設(shè)計思想，加工制造了一批PEEK電容固定座和相關(guān)的金屬部件，并進行了實際的裝配。首先將緊固板裝正六邊形金屬棒上，然后依次裝入裝配好的電容固定座。相鄰兩個電容固定座之間用電容固定座間隔管1間隔開，每9個電容固定座之間用電容固定座間隔管2間隔開，共4節(jié)。裝配完成后兩端用螺母帶緊。裝配完成后，將整體電容固定座豎起，用橡皮錘輕輕敲打上面，使電容固定座之間裝配更加緊密，防止由于裝配不牢而出現(xiàn)電容固定座之間串動。

將36個小節(jié)分成4組。每9節(jié)首尾相接進行串聯(lián)，將串聯(lián)好的4組電容進行并聯(lián)，藍色（BLU）接負極，橙色（ORG）接正極，從短節(jié)兩端分別引出。將裝好電容固定座的兩端裝配上金屬頭，并接好電路骨架進行測試，測井結(jié)果表明，優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)信號的噪聲大大減小，信號質(zhì)量得到了大大的提高，而且整個儲能短節(jié)的強度得到了非常大的改善，達到了預期設(shè)計的目標。

4結(jié)語

優(yōu)化后的儲能短節(jié)機械結(jié)構(gòu)可以提高電容固定座連接穩(wěn)定性，而且拆裝效率高。結(jié)構(gòu)中采用金屬棒穿過電容固定座，可支撐固定電容固定座，防止電容固定座周向轉(zhuǎn)動，且通過固定結(jié)構(gòu)防止電容固定座軸向竄動，穩(wěn)定性非常好，間隔管提高了電容固定座之間的絕緣特性，凹槽的設(shè)置使得穿貫通線非常輕松，效率大大提高。此結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，且制作成本低、使用可靠。

參考文獻

[1] 肖立志.核磁共振成像測井與巖石核磁共振及其應(yīng)用[M].北京：科學出版社，1998.