π近鉆頭伽瑪測井儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種π近鉆頭伽瑪測井儀包括發(fā)射節(jié)與接收節(jié)。發(fā)射節(jié)包括發(fā)射節(jié)本體，發(fā)射節(jié)本體的外壁凹槽內(nèi)設(shè)有伽瑪探測器、重力傳感器、發(fā)射節(jié)控制器、電磁波發(fā)射裝置、發(fā)射天線和發(fā)射節(jié)電源，伽瑪探測器、重力傳感器與發(fā)射節(jié)控制器連接，發(fā)射節(jié)控制器經(jīng)電磁波發(fā)射裝置與發(fā)射天線連接。接收節(jié)包括接收節(jié)本體，接收節(jié)本體的外壁凹型槽內(nèi)設(shè)有電磁波接收裝置、接收節(jié)控制器、接收天線、接收節(jié)電源，接收天線經(jīng)電磁波接收裝置與接收節(jié)控制器連接。本實(shí)用新型可對鉆頭處的井斜、伽馬參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測量，實(shí)現(xiàn)井眼軌跡的準(zhǔn)確控制，達(dá)到了真正意義上的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井。
【專利說明】π近鉆頭伽瑪測井儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種π近鉆頭伽瑪測井儀，屬于隨鉆測井領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]超薄油藏由于儲層較薄、地質(zhì)條件復(fù)雜，所以地質(zhì)導(dǎo)向的精確度是決定能否成功開發(fā)超薄油藏的關(guān)鍵，從而作為提供地質(zhì)導(dǎo)向功能的隨鉆測井伽瑪工具便顯得格外重要。
[0003]傳統(tǒng)的隨鉆測井伽瑪工具一般在其自身工具短節(jié)上插入或植入定向檢測傳感器，然后連接在隨鉆測井井下儀器串上。但是，從實(shí)際實(shí)施中可以發(fā)現(xiàn)，隨鉆測井伽瑪工具離鉆頭有10多米的距離，這會導(dǎo)致測量信息滯后，而由于定向檢測傳感器測量的方位數(shù)據(jù)不能代表鉆頭的實(shí)際位置與方位，因此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)油層時(shí)，往往鉆頭已經(jīng)越前了很長一段距離，也就是說，無法準(zhǔn)確判斷鉆頭處的方位信息(井眼傾角、相關(guān)地層巖性、儲層特性及儲層位置)，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確控制井眼軌跡，無法實(shí)現(xiàn)真正意義上的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井，使得隨鉆測井井下儀器串的方位敏感度極大降低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種π近鉆頭伽瑪測井儀，該π近鉆頭伽瑪測井儀可對鉆頭處的井斜、伽馬參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測量，實(shí)現(xiàn)井眼軌跡的準(zhǔn)確控制，達(dá)到了真正意義上的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0006]一種π近鉆頭伽瑪測井儀，其特征在于:它包括發(fā)射節(jié)與接收節(jié)，其中:
[0007]發(fā)射節(jié)包括發(fā)射節(jié)本體，發(fā)射節(jié)本體的外壁凹槽內(nèi)設(shè)有伽瑪探測器、重力傳感器、發(fā)射節(jié)控制器、電磁波發(fā)射裝置、發(fā)射天線和發(fā)射節(jié)電源，伽瑪探測器、重力傳感器的檢測信號端分別與發(fā)射節(jié)控制器的采集端連接，發(fā)射節(jié)控制器的發(fā)射控制端經(jīng)由電磁波發(fā)射裝置與發(fā)射天線的接線端連接，發(fā)射節(jié)電源為伽瑪探測器、重力傳感器、發(fā)射節(jié)控制器、電磁波發(fā)射裝置供電；
[0008]接收節(jié)包括接收節(jié)本體，接收節(jié)本體的外壁凹型槽內(nèi)設(shè)有電磁波接收裝置、接收節(jié)控制器、接收天線、接收節(jié)電源，接收天線與發(fā)射天線之間以電磁波信號進(jìn)行無線通訊，接收天線的接線端經(jīng)由電磁波接收裝置與接收節(jié)控制器的相應(yīng)控制端連接，接收節(jié)電源為電磁波接收裝置、接收節(jié)控制器供電。
[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0010]本實(shí)用新型因采用無線電磁波傳送方式而可將伽瑪探測器和重力傳感器靠近隨鉆測井井下儀器串上的鉆頭設(shè)置，從而可對鉆頭處的井斜、伽瑪參數(shù)進(jìn)行測量，使隨鉆測井系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對鉆頭實(shí)際方位的準(zhǔn)確判斷，提高了對地層、構(gòu)造、儲集層特征的判斷準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)了對井眼軌跡的準(zhǔn)確控制，提高了鉆頭方位敏感度，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井，提高了油層鉆遇率、鉆井成功率和采收率，實(shí)現(xiàn)了增儲上產(chǎn)，節(jié)約了鉆井成本，為超薄油藏的開發(fā)提供了可靠的技術(shù)支持。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的構(gòu)成示意圖。
[0012]圖2是圖1的A-A向剖面圖。
[0013]圖3是圖1的B-B向剖面圖。
[0014]圖4是本實(shí)用新型的電路連接圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型使用在隨鉆測井系統(tǒng)中的隨鉆測井井下儀器串上，緊靠隨鉆測井井下儀器串上的鉆頭安裝，其中的伽瑪探測器和重力傳感器距離鉆頭0.8米左右，故而可對鉆頭處的井斜、伽馬參數(shù)進(jìn)行精確測量，準(zhǔn)確反映鉆頭方位。
[0016]隨鉆測井系統(tǒng)包括地面系統(tǒng)和隨鉆測井井下儀器串。
[0017]地面系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集箱、工控機(jī)、地面壓力傳感器、深度編碼器，地面壓力傳感器一般設(shè)于井口處的泥漿循環(huán)系統(tǒng)的管道內(nèi)壁上，地面壓力傳感器、深度編碼器分別經(jīng)由數(shù)據(jù)采集箱與工控機(jī)連接。泥漿循環(huán)系統(tǒng)用于向井中產(chǎn)生鉆井液(泥漿)并進(jìn)行循環(huán)。地面壓力傳感器用于感測泥漿壓力脈沖信號。
[0018]隨鉆測井井下儀器串包括鉆鋌，鉆鋌內(nèi)設(shè)置從上到下依次組裝相連的主閥、泥漿脈沖發(fā)生器、井下發(fā)電機(jī)、整流器、驅(qū)動(dòng)器、存儲器、定向探管、伸縮短節(jié)、隨鉆聲波儀、井徑校正中子儀、隨鉆密度儀、電阻率儀、本實(shí)用新型π近鉆頭伽瑪測井儀，鉆頭設(shè)于本實(shí)用新型π近鉆頭伽瑪測井儀下部且露于鉆鋌外，本實(shí)用新型π近鉆頭伽瑪測井儀的伽瑪探測器12和重力傳感器13靠近鉆頭安裝。
[0019]地面系統(tǒng)中的各設(shè)備以及隨鉆測井井下儀器串中除本實(shí)用新型π近鉆頭伽瑪測井儀之外的其它儀器均為本領(lǐng)域的已有設(shè)備或儀器，故其具體構(gòu)成、功能、工作原理等不在這里詳述。
[0020]如圖1至圖4所示，本實(shí)用新型π近鉆頭伽瑪測井儀包括發(fā)射節(jié)10與接收節(jié)20，其中:
[0021]發(fā)射節(jié)10包括桿狀的發(fā)射節(jié)本體11，發(fā)射節(jié)本體11的外壁凹槽內(nèi)設(shè)有伽瑪探測器12、重力傳感器13、發(fā)射節(jié)控制器14、電磁波發(fā)射裝置15、發(fā)射天線16和發(fā)射節(jié)電源17，伽瑪探測器12、重力傳感器13的檢測信號端分別與發(fā)射節(jié)控制器14的采集端連接，發(fā)射節(jié)控制器14的發(fā)射控制端經(jīng)由電磁波發(fā)射裝置15與發(fā)射天線16的接線端連接，發(fā)射節(jié)電源17為伽瑪探測器12、重力傳感器13、發(fā)射節(jié)控制器14、電磁波發(fā)射裝置15供電，即發(fā)射節(jié)電源17的輸出端與伽瑪探測器12、重力傳感器13、發(fā)射節(jié)控制器14、電磁波發(fā)射裝置15的供電端連接，發(fā)射節(jié)電源17輸出電壓為+/-5V，可采用高溫電池。
[0022]接收節(jié)20包括桿狀的接收節(jié)本體21，接收節(jié)本體21的外壁凹型槽內(nèi)設(shè)有電磁波接收裝置23、接收節(jié)控制器22、接收天線25、接收節(jié)電源24，接收天線25與發(fā)射天線16之間以電磁波信號進(jìn)行無線通訊，接收天線25的接線端經(jīng)由電磁波接收裝置23與接收節(jié)控制器22的相應(yīng)控制端連接，接收節(jié)控制器22的傳輸端經(jīng)由電纜與隨鉆測井井下儀器串的定向探管40的接收端連接，接收節(jié)電源24為電磁波接收裝置23、接收節(jié)控制器22供電，即接收節(jié)電源24的輸出端與電磁波接收裝置23、接收節(jié)控制器22的供電端連接，接收節(jié)電源24的輸入端經(jīng)由隨鉆測井井下儀器串的整流器與井下發(fā)電機(jī)的輸出端連接，接收節(jié)電源24用于將整流器輸出的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換后提供給電磁波接收裝置23、接收節(jié)控制器22。
[0023]如圖1，發(fā)射節(jié)10的發(fā)射節(jié)本體11、接收節(jié)20的接收節(jié)本體21分別沿軸線方向開設(shè)有泥漿輸送通孔19、27。發(fā)射節(jié)10與接收節(jié)20之間可經(jīng)由螺桿30連接，螺桿30的內(nèi)腔與發(fā)射節(jié)本體11上的泥漿輸送通孔19、接收節(jié)本體21上的泥漿輸送通孔27相貫通。
[0024]在實(shí)際設(shè)計(jì)中，發(fā)射節(jié)本體11的外壁上可設(shè)有多個(gè)凹槽101，發(fā)射節(jié)控制器14、電磁波發(fā)射裝置15、發(fā)射天線16、發(fā)射節(jié)電源17分別設(shè)置在相應(yīng)的一個(gè)凹槽101內(nèi)，伽瑪探測器12、重力傳感器13—起設(shè)置在相應(yīng)的一個(gè)凹槽101內(nèi)。另外，若發(fā)射節(jié)電源17由多組高溫電池構(gòu)成，則每組電池可分別設(shè)置在一個(gè)凹槽101內(nèi)。同樣地，接收節(jié)本體21的外壁上可設(shè)有多個(gè)凹型槽201，電磁波接收裝置23、接收節(jié)控制器22、接收天線25、接收節(jié)電源24分別設(shè)置在相應(yīng)的一個(gè)凹型槽201內(nèi)。
[0025]在實(shí)際設(shè)計(jì)中，如圖1，發(fā)射節(jié)本體11可套設(shè)有用于封蓋凹槽101開口的外殼18，同樣地，接收節(jié)本體21可套設(shè)有用于封蓋凹型槽201開口的外殼26。
[0026]在本實(shí)用新型中，伽瑪探測器12用于接收來自地層的自然伽瑪射線并將其轉(zhuǎn)換成電信號脈沖。伽瑪探測器12包括碘化鈉(Nal)晶體和光電倍增管(PMT)。重力傳感器13為高精度的重力加速度計(jì)，用于測量近鉆頭的井斜數(shù)據(jù)，井斜角可表示井眼軌跡在某點(diǎn)處傾斜的大小。
[0027]本實(shí)用新型可設(shè)計(jì)為6.75英寸和4.75英寸兩種外徑尺寸，兩種外徑尺寸的本實(shí)用新型的長度分別為53厘米、63厘米，耐溫為150°C或175°C。
[0028]在本實(shí)用新型中，伽瑪探測器12、重力傳感器13、發(fā)射節(jié)控制器14、電磁波發(fā)射裝置15、發(fā)射天線16、發(fā)射節(jié)電源17、電磁波接收裝置23、接收節(jié)控制器22、接收天線25、接收節(jié)電源24等均為本領(lǐng)域的已有器件或熟知器件，故其具體構(gòu)成不在這里詳述。
[0029]隨鉆測井時(shí)，將隨鉆測井井下儀器串下放到井中，隨鉆測井井下儀器串一邊由鉆頭進(jìn)行鉆進(jìn)，一邊由隨鉆聲波儀、井徑校正中子儀、隨鉆密度儀、電阻率儀、本實(shí)用新型π近鉆頭伽瑪測井儀分別測量聲波、中子孔隙度、密度、電阻率、伽瑪值/井斜值等地層巖石物理參數(shù)，并將測得的測量結(jié)果傳送給定向探管40進(jìn)行初步分析處理后存儲在存儲器中，待起鉆后讀取，而定向探管40自身測得的數(shù)據(jù)(井斜、方位、鉆具工具面、溫度等信息)則以電脈沖信號形式經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行信號放大后傳送給泥漿脈沖發(fā)生器，在泥漿循環(huán)系統(tǒng)向井中產(chǎn)生并循環(huán)泥漿的條件下，泥漿脈沖發(fā)生器通過控制鉆鋌內(nèi)的泥漿進(jìn)出泥漿脈沖發(fā)生器內(nèi)閥門的流量大小，將電脈沖信號轉(zhuǎn)換為泥漿壓力脈沖信號，并經(jīng)由主閥的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行信號放大處理，由泥漿循環(huán)系統(tǒng)的管道內(nèi)壁上安裝的地面壓力傳感器感測并將感測結(jié)果傳送至數(shù)據(jù)采集箱完成信號識別和解碼，并與深度編碼器傳送來的井深數(shù)據(jù)相結(jié)合，對井眼軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制。然后數(shù)據(jù)采集箱會將處理后的數(shù)據(jù)傳送給工控機(jī)，以便工控機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的分析處理。
[0030]對于本實(shí)用新型π近鉆頭伽瑪測井儀而言，由伽瑪探測器12采集自然伽瑪數(shù)據(jù)，由重力傳感器13采集井斜數(shù)據(jù)，并將采集后的數(shù)據(jù)傳送給發(fā)射節(jié)控制器14，在發(fā)射節(jié)控制器14的控制下，經(jīng)由電磁波發(fā)射裝置15、發(fā)射天線16將伽瑪和井斜數(shù)據(jù)以電磁波形式向接收節(jié)20傳送，由接收節(jié)20的接收天線25接收并經(jīng)由電磁波接收裝置23進(jìn)行解調(diào)處理后傳送給接收節(jié)控制器22，由接收節(jié)控制器22進(jìn)行相應(yīng)處理后傳送給隨鉆測井井下儀器串上的定向探管40，以將伽瑪和井斜數(shù)據(jù)通過泥漿壓力脈沖信號的形式傳送給地面上的數(shù)據(jù)采集箱、工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)導(dǎo)向作用。
[0031]因本實(shí)用新型π近鉆頭伽瑪測井儀的發(fā)射節(jié)10緊挨鉆頭設(shè)計(jì)，具體而言，因伽瑪探測器12和重力傳感器13靠近鉆頭設(shè)置，因而鉆頭可根據(jù)伽瑪探測器12和重力傳感器13的測量結(jié)果來及時(shí)更改鉆進(jìn)方向。
[0032]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0033]本實(shí)用新型因采用無線電磁波傳送方式而可將伽瑪探測器和重力傳感器靠近隨鉆測井井下儀器串上的鉆頭設(shè)置，從而可對鉆頭處的井斜、伽瑪參數(shù)進(jìn)行測量，使隨鉆測井系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對鉆頭實(shí)際方位的準(zhǔn)確判斷，提高了對地層、構(gòu)造、儲集層特征的判斷準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)了對井眼軌跡的準(zhǔn)確控制，提高了鉆頭方位敏感度，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的地質(zhì)導(dǎo)向鉆井，提高了油層鉆遇率、鉆井成功率和采收率，實(shí)現(xiàn)了增儲上產(chǎn)，節(jié)約了鉆井成本，為超薄油藏的開發(fā)提供了可靠的技術(shù)支持。
[0034]在本實(shí)用新型中，還可利用伽馬的多扇區(qū)方位特性來立體識別地層界面，以進(jìn)行地層界面評價(jià)。
[0035]以上所述是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及其所運(yùn)用的技術(shù)原理，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，任何基于本實(shí)用新型技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種X近鉆頭伽瑪測井儀，其特征在于:它包括發(fā)射節(jié)與接收節(jié)，其中: 發(fā)射節(jié)包括發(fā)射節(jié)本體，發(fā)射節(jié)本體的外壁凹槽內(nèi)設(shè)有伽瑪探測器、重力傳感器、發(fā)射節(jié)控制器、電磁波發(fā)射裝置、發(fā)射天線和發(fā)射節(jié)電源，伽瑪探測器、重力傳感器的檢測信號端分別與發(fā)射節(jié)控制器的采集端連接，發(fā)射節(jié)控制器的發(fā)射控制端經(jīng)由電磁波發(fā)射裝置與發(fā)射天線的接線端連接，發(fā)射節(jié)電源為伽瑪探測器、重力傳感器、發(fā)射節(jié)控制器、電磁波發(fā)射裝置供電； 接收節(jié)包括接收節(jié)本體，接收節(jié)本體的外壁凹型槽內(nèi)設(shè)有電磁波接收裝置、接收節(jié)控制器、接收天線、接收節(jié)電源，接收天線與發(fā)射天線之間以電磁波信號進(jìn)行無線通訊，接收天線的接線端經(jīng)由電磁波接收裝置與接收節(jié)控制器的相應(yīng)控制端連接，接收節(jié)電源為電磁波接收裝置、接收節(jié)控制器供電。
2.如權(quán)利要求1所述的X近鉆頭伽瑪測井儀，其特征在于: 所述發(fā)射節(jié)的發(fā)射節(jié)本體、所述接收節(jié)的接收節(jié)本體沿軸線方向開設(shè)有泥漿輸送通孔。
3.如權(quán)利要求2所述的X近鉆頭伽瑪測井儀，其特征在于: 所述發(fā)射節(jié)與所述接收節(jié)之間經(jīng)由螺桿連接，螺桿的內(nèi)腔與所述發(fā)射節(jié)本體上的泥漿輸送通孔、所述接收節(jié)本體上的泥漿輸送通孔相貫通。
4.如權(quán)利要求1所述的X近鉆頭伽瑪測井儀，其特征在于: 所述發(fā)射節(jié)本體的外壁上設(shè)有多個(gè)所述凹槽，所述發(fā)射節(jié)控制器、所述電磁波發(fā)射裝置、所述發(fā)射天線、所述發(fā)射節(jié)電源分別設(shè)置在相應(yīng)的一個(gè)所述凹槽內(nèi)，所述伽瑪探測器、所述重力傳感器一起設(shè)置在相應(yīng)的一個(gè)所述凹槽內(nèi)； 所述接收節(jié)本體的外壁上設(shè)有多個(gè)所述凹型槽，所述電磁波接收裝置、所述接收節(jié)控制器、所述接收天線、所述接收節(jié)電源分別設(shè)置在相應(yīng)的一個(gè)所述凹型槽內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1或4所述的X近鉆頭伽瑪測井儀，其特征在于: 所述發(fā)射節(jié)本體套設(shè)有封蓋所述凹槽開口的外殼，所述接收節(jié)本體套設(shè)有封蓋所述凹型槽開口的外殼。
【文檔編號】E21B47/00GK204253027SQ201420702419
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】陳為民 申請人:北京捷威思特科技有限公司