一種方位伽瑪探管的製作方法

2023-06-14 03:12:51 3

專利名稱：一種方位伽瑪探管的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種用於石油勘探鑽井工程的探測裝置，具體涉及ー種用於地層自然伽瑪測量的方位伽瑪探管。
背景技術：
在石油鑽井過程中，經常需要利用隨鑽儀器測量地層的自然伽瑪強度，用於確定地層巖性。常規的無線隨鑽測量儀中已大量應用總體伽瑪探管，這種自然伽瑪探管裝有ー個碘化鈉晶體，安裝於鑽鋌中心軸上，其測量值是碘化鈉晶體為中心的半徑一英尺的球形區域內自然伽瑪射線共同作用的結果。它通過統計單位時間內從地層中各個方向射入碘化鈉晶體的伽瑪射線，計算出該地層的總體伽瑪強度。然而當巖性不均勻，特別是位於地層的分界面時，總體自然伽瑪難以及時的響應地層的特點。特別是當鑽具在儲油層中水平鑽進，伽瑪值突然變大時，往往不能確定是遇見了儲層的頂部或底部，因此也不能及時的改變鑽進方向，導致無效進尺並造成エ時浪費。上述問題可以用方位伽瑪測量來解決。方位伽瑪測量儀採用ー個或多個碘化鈉晶體，通過額外的屏蔽罩使每個晶體只能接收到ー個扇區方向射來的伽瑪射線，通過將自然伽瑪測量值對應到各個扇區上，實現方位伽瑪的測量。目前，方位伽瑪測量儀多為短節形式，安裝在鑽頭附近，也稱為方位伽瑪測量短節。方位伽瑪測量短節的使用效果非常好，但在電力供應和信息傳輸上較複雜，需要的傳感器的數量為兩個，使用成本較高，絕大多數只在隨鑽測井時使用。(專利:井斜及方位伽馬隨鑽測量儀CN1676874A，一種旋轉聚集伽瑪測量裝置及方法CN101482014A)也有一些產家製造了方位伽瑪探管，用於常規的無線隨鑽測量儀上，但在使用上也有或多或少的不便。專利(ー種自定位式方位伽瑪測量系統CN102425402A)也有與本實用新型相似的在探管軸線上的屏蔽罩，屏蔽罩兩端也用軸承支承，且用導電滑環進行電力和信息傳輸。不同的是，其沒有電機驅動和角度傳感器，屏蔽罩上安裝了兩個相對放置的晶體計數器，以及ー個偏心重擺，利用重擺的重力使兩個晶體計數器始終處於上、下位置。然而可以想像的是，在振動稍大時重擺將劇烈擺動甚至不停翻轉，導致測量錯誤；即使在測量正確時，也只能測量上、下兩個方向的伽瑪值。專利(方位伽瑪測井裝置CN102230376A)結構簡單，它的屏蔽罩、晶體計數器、夕卜保護筒相對固定，使用重力加速度計測量探管的工具面位置，從而進行扇面的劃分。這種方法僅用於靜止或振動輕微的情況，劇烈振動和旋轉都將導致工具面測量錯誤，因此它大多只能用在滑動鑽進情況下。但為了實現多個扇面的測量，它又需要有計劃的轉動探管到其它的工具面，這意味著需要司鑽不停的去擺鑽具的工具面，也意味著更長的測量時間和浪費人力物力。
實用新型內容本實用新型提供ー種方位伽瑪探管，可配置於常規無線隨鑽測量儀，用來測量地層的方位伽瑪強度，具有實用性和經濟性。為實現上述目的，本實用新型提供ー種方位伽瑪探管，該探管包含伽瑪探測器和套設在伽瑪探測器外的外殼；其特點是，該探管還包含:屏蔽罩，其套設在伽瑪探測器的位置，用於擋住伽瑪探測器部分伽瑪射線，實現伽瑪探測器有方向地進行伽瑪測量；減速器，其通過轉軸連接屏蔽罩；電機，其通過轉軸連接減速器，電機的轉動輸出經減速器減速後驅動屏蔽罩以伽瑪探測器軸向為中心旋轉；角度傳感器，其輸入軸連接屏蔽罩，檢測屏蔽罩與外殼的相對旋轉角度。上述的屏蔽罩採用弧形板，並設置在伽瑪探測器的ー側，擋住伽瑪探測器部分伽瑪射線，實現伽瑪探測器有方向地進行伽瑪測量。上述的屏蔽罩採用筒形結構，套設在伽瑪探測器外；該屏蔽罩上設有窗ロ，伽瑪探測器透過該窗ロ射出伽瑪射線，實現伽瑪探測器有方向地進行伽瑪測量。上述的外殼包含抗壓筒。上述的伽瑪探測器設為與外殼固定連接，屏蔽罩由電機驅動相對於伽瑪探測器旋轉。上述的伽瑪探測器設為與屏蔽罩固定連接，該伽瑪探測器與屏蔽罩共同由電機驅動現對於外殼旋轉。上述的方位伽瑪探管內還設有重力加速度計。方位伽瑪探管適用エ況為滑動鑽進，且在滑動鑽進時無需任何操作即可連續的進行測量。在滑動鑽進時，方位伽瑪探管的工具面值可以通過在方位伽瑪探管內設置重力加速度計，用其內置的重力加速度計測量得來，也可來自於隨鑽測量儀的定向探管。此時，電機高速轉動，經減速器減速後，帶動屏蔽罩，或屏蔽罩與伽瑪探測器一起，緩緩轉動，同時角度傳感器的輸入軸也隨之轉動，這時可以同時讀取到伽瑪測量值和角度測量值。將探管エ具面值、伽瑪測量值、角度測量值進行計算，即可得到按扇區分布的方位伽瑪測量值。本實用新型ー種方位伽瑪探管和現有技術的伽瑪探管相比，其優點在於，本實用新型設有屏蔽罩，實現伽瑪探測器能進行有方向地進行伽瑪測量，具有相當高的實用性和經濟性；本實用新型結構簡単，加工精度要求不高，現場操作方便，可配置於常規的無線隨鑽測量儀中提供方位伽瑪測量值，是ー種兼顧實用性和經濟性的方位伽瑪測量儀。

圖1為本實用新型ー種方位伽瑪探管的實施例一的結構示意圖；圖2為本實用新型ー種方位伽瑪探管的實施例ニ的結構示意圖。
具體實施方式
[0028]
以下結合附圖，進ー步說明本實用新型的具體實施例。如圖1所示，為本實用新型方位伽瑪探管的實施例一。該方位伽瑪探管包含伽瑪探測器26、外殼21、屏蔽罩25、減速器23、電機22和角度傳感器24。伽瑪探測器26連接外部電源，輸出伽瑪射線，探測地層的方位伽瑪強度。外殼21的主體採用抗壓筒，其套設在伽瑪探測器26タト，對上述伽瑪探測器26、屏蔽罩25、減速器23、電機22和角度傳感器24進行保護抗壓。屏蔽罩25套設在伽瑪探測器26的位置，本實施例中屏蔽罩25採用弧形板結構，並設置在伽瑪探測器26的ー側，用於擋住伽瑪探測器26部分伽瑪射線，實現伽瑪探測器26能有方向地進行伽瑪測量。減速器23通過轉軸連接屏蔽罩25，電機22通過轉軸連接減速器23。電機22外接外部電源，通電後高速轉動，電機22的轉動輸出經減速器23減速後通過轉軸驅動屏蔽罩25以伽瑪探測器26軸向為中心緩慢旋轉。本實施例中，伽瑪探測器26可以設計成相對固定在外殼21上，也可以設計成安裝在屏蔽罩25上一起轉動。若伽瑪探測器26設為與外殼21固定連接，則屏蔽罩25由電機22驅動相對於伽瑪探測器26旋轉，以實現伽瑪探測器26能有方向地進行伽瑪測量。若伽瑪探測器26設為與屏蔽罩25固定連接，則該伽瑪探測器26與屏蔽罩25共同由電機22驅動現對於外殼21旋轉，以實現伽瑪探測器26能有方向地進行伽瑪測量。角度傳感器24的輸入軸連接屏蔽罩25，檢測屏蔽罩25與外殼21的相對旋轉角度。方位伽瑪探管的工具面值可以通過在方位伽瑪探管內設置重力加速度計，用其內置的重力加速度計測量得來，也可來自於隨鑽測量儀的定向探管。本實用新型所描述的方位伽瑪探管通過伽瑪探測器26測量的伽瑪測量值、探管工具面值、以及角度傳感器24探測的角度測量值，得到方位伽瑪測量值。如圖2所示，為本實用新型方位伽瑪探管的實施例ニ。本實施例中，方位伽瑪探管包含下堵頭1、下固定座2、電機3、減速器4、下聯軸器5、下導電滑環6、伽瑪探測器7、上導電滑環8、上聯軸器9、上固定座10、上堵頭11、角度傳感器12、上軸承13、屏蔽罩14、下軸承15、抗壓筒16、控制電路板17。下堵頭1、上堵頭11分別設置於抗壓筒16的兩端，該下堵頭1、上堵頭11與抗壓筒16組成密封的外殼。上述的下固定座2、電機3、減速器4、下聯軸器5、下導電滑環6、伽瑪探測器7、上導電滑環8、上聯軸器9、上固定座10、角度傳感器12、上軸承13、屏蔽罩14、下軸承15、控制電路板17都設置於下堵頭1、上堵頭11和抗壓筒16組成的密封外殼內。下固定座2固定於下堵頭I內側，下固定座2 —端與下堵頭I連接，另一端連接下導電滑環6。上固定座10固定於上堵頭11內側，上固定座10—端與上堵頭11連接，另ー端連接上導電滑環8。伽瑪探測器7則固定在下導電滑環6與上導電滑環8之間。屏蔽罩14套設在伽瑪探測器7上，該屏蔽罩14採用筒形結構，並設有ー個矩形窗ロ，伽瑪探測器7透過該窗ロ射出伽瑪射線，實現伽瑪探測器7有方向地進行伽瑪測量。電機3、減速器4、下聯軸器5由下堵頭I 一端向下導電滑環6 —端依次固定於下固定座2內。電機3的輸出軸與減速器4連接，減速器4的輸出軸與下聯軸器5連接，下聯軸器5則通過一條從動軸穿過下導電滑環6與屏蔽罩14 (或伽瑪探測器7和屏蔽罩14)的下端連接。在下導電滑環6與下聯軸器5之間，從動軸上還套設有下軸承15。電機3外接電源轉速轉動，其輸出軸連接至減速器4，經減速器4減速後，通過減速器4的輸出軸傳送至下聯軸器5，下聯軸器5通過ー根從動軸驅動屏蔽罩14 (或伽瑪探測器7和屏蔽罩14)緩緩轉動。同樣本實施例中，伽瑪探測器7可以設計成相對固定在抗壓筒16上，也可以設計成安裝在屏蔽罩14上一起轉動。若伽瑪探測器7設為與抗壓筒16固定連接，而只有屏蔽罩14連接電機3，則屏蔽罩14由電機3驅動相對於伽瑪探測器7旋轉，以實現伽瑪探測器7能有方向地進行伽瑪測量。若伽瑪探測器7設為與屏蔽罩14固定連接，則該伽瑪探測器7與屏蔽罩14共同由電機3驅動現對於抗壓筒16旋轉，以實現伽瑪探測器7能有方向地進行伽瑪測量。角度傳感器12固定在上固定座10內，角度傳感器12的輸入端通過ー轉軸穿過上導電滑環8與屏蔽罩14 (或伽瑪探測器7和屏蔽罩14)的上端連接，測量屏蔽罩14與抗壓筒16之間的相對角度。在角度傳感器12與上導電滑環8的轉軸上套設有上軸承13。方位伽瑪探管的工具面值可以通過在方位伽瑪探管內設置重力加速度計，用其內置的重力加速度計測量得來，也可來自於隨鑽測量儀的定向探管。在上固定座10內還安裝有控制電路板17，該控制電路板17分別與下導電滑環6和上導電滑環8電路連接。上導電滑環8電路連接角度傳感器12，下導電滑環6電路連接電機3、減速器4、伽瑪探測器7電路連接。控制電路板17分別通過下導電滑環6和上導電滑環8控制電機3、減速器4、伽瑪探測器7、角度傳感器12的運作，並接收伽瑪探測器7測量的伽瑪測量值、探管工具面值、以及角度傳感器12探測的角度測量值，以計算得到方位伽瑪測量值。上述實施例ニ所描述的方位伽瑪探管的工作流程如下:方位伽瑪探管適用エ況為滑動鑽進，且在滑動鑽進時無需任何操作即可連續的進行測量。在滑動鑽進時，方位伽瑪探管的工具面值可以通過在方位伽瑪探管內設置重力加速度計，用其內置的重力加速度計測量得來，也可來自於隨鑽測量儀的定向探管。此時，電機高速轉動，經減速器減速後，帶動屏蔽罩(或屏蔽罩與伽瑪探測器一起)緩緩轉動，同時角度傳感器的輸入軸也隨之轉動，各路電カ和信號通過兩端的導電滑環進行傳輸，這時可以同時讀取到伽瑪測量值和角度測量值。將探管工具面值、伽瑪測量值、角度測量值送往控制電路板進行計算，即可得到按扇區分布的方位伽瑪測量值。儘管本實用新型的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容後，對於本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護範圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求1.ー種方位伽瑪探管，該探管包含伽瑪探測器(26)和套設在所述伽瑪探測器(26)外的外殼(21)； 其特徵在於，該探管還包含: 屏蔽罩(25)，其套設在所述伽瑪探測器(26)的位置，用於擋住伽瑪探測器(26)部分伽瑪射線，實現伽瑪探測器(26)有方向地進行伽瑪測量； 減速器(23)，其通過轉軸連接所述的屏蔽罩(25)； 電機(22)，其通過轉軸連接所述的減速器(23)，電機(22)的轉動輸出經所述減速器(23)減速後驅動屏蔽罩(25)以伽瑪探測器(26)軸向為中心旋轉； 角度傳感器(24)，其輸入軸連接所述屏蔽罩(25)，檢測屏蔽罩(25)與外殼(21)的相對旋轉角度。
2.如權利要求1所述的方位伽瑪探管，其特徵在於，所述的屏蔽罩(25)採用弧形板，並設置在所述伽瑪探測器(26)的ー側，擋住伽瑪探測器(26)部分伽瑪射線，實現伽瑪探測器(26)有方向地進行伽瑪測量。
3.如權利要求1所述的方位伽瑪探管，其特徵在於，所述的屏蔽罩採用筒形結構，套設在所述伽瑪探測器外；該屏蔽罩上設有窗ロ，伽瑪探測器透過該窗ロ射出伽瑪射線，實現伽瑪探測器有方向地進行伽瑪測量。
4.如權利要求1所述的方位伽瑪探管，其特徵在於，所述的外殼(21)包含抗壓筒。
5.如權利要求1所述的方位伽瑪探管，其特徵在於，所述的伽瑪探測器(26)設為與所述的外殼(21)固定連接，所述屏蔽罩(25)由電機(22)驅動相對於伽瑪探測器(26)旋轉。
6.如權利要求1所述的方位伽瑪探管，其特徵在於，所述的伽瑪探測器(26)設為與所述屏蔽罩(25)固定連接，該伽瑪探測器(26)與屏蔽罩(25)共同由電機(22)驅動現對於所述外殼(21)旋轉。
7.如權利要求1所述的方位伽瑪探管，其特徵在於，所述的方位伽瑪探管內還設有重力加速度計。
專利摘要本實用新型提供一種方位伽瑪探管，該探管包含伽瑪探測器和套設在伽瑪探測器外的外殼；該探管還包含屏蔽罩，其套設在伽瑪探測器的位置，用於擋住伽瑪探測器部分伽瑪射線，實現伽瑪探測器有方向地進行伽瑪測量；減速器，其通過轉軸連接屏蔽罩；電機，其通過轉軸連接減速器，電機的轉動輸出經減速器減速後驅動屏蔽罩以伽瑪探測器軸向為中心旋轉；角度傳感器，其輸入軸連接屏蔽罩，檢測屏蔽罩與外殼的相對旋轉角度。本實用新型設有屏蔽罩，實現伽瑪探測器能進行有方向地進行伽瑪測量，結構簡單，加工精度要求不高，現場操作方便，可配置於常規的無線隨鑽測量儀中提供方位伽瑪測量值，具有實用性和經濟性。
文檔編號E21B49/00GK202954811SQ20122069054
公開日2013年5月29日 申請日期2012年12月14日 優先權日2012年12月14日
發明者趙要強, 王翔 申請人:上海神開石油化工裝備股份有限公司, 上海神開石油設備有限公司