π近鑽頭伽瑪測井儀的製作方法
2023-12-02 21:23:41 3
π近鑽頭伽瑪測井儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種π近鑽頭伽瑪測井儀包括發射節與接收節。發射節包括發射節本體，發射節本體的外壁凹槽內設有伽瑪探測器、重力傳感器、發射節控制器、電磁波發射裝置、發射天線和發射節電源，伽瑪探測器、重力傳感器與發射節控制器連接，發射節控制器經電磁波發射裝置與發射天線連接。接收節包括接收節本體，接收節本體的外壁凹型槽內設有電磁波接收裝置、接收節控制器、接收天線、接收節電源，接收天線經電磁波接收裝置與接收節控制器連接。本實用新型可對鑽頭處的井斜、伽馬參數進行準確測量，實現井眼軌跡的準確控制，達到了真正意義上的地質導向鑽井。
【專利說明】π近鑽頭伽瑪測井儀
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種π近鑽頭伽瑪測井儀，屬於隨鑽測井領域。
【背景技術】
[0002]超薄油藏由於儲層較薄、地質條件複雜，所以地質導向的精確度是決定能否成功開發超薄油藏的關鍵，從而作為提供地質導向功能的隨鑽測井伽瑪工具便顯得格外重要。
[0003]傳統的隨鑽測井伽瑪工具一般在其自身工具短節上插入或植入定向檢測傳感器，然後連接在隨鑽測井井下儀器串上。但是，從實際實施中可以發現，隨鑽測井伽瑪工具離鑽頭有10多米的距離，這會導致測量信息滯後，而由於定向檢測傳感器測量的方位數據不能代表鑽頭的實際位置與方位，因此，當發現油層時，往往鑽頭已經越前了很長一段距離，也就是說，無法準確判斷鑽頭處的方位信息(井眼傾角、相關地層巖性、儲層特性及儲層位置)，無法實現實時準確控制井眼軌跡，無法實現真正意義上的地質導向鑽井，使得隨鑽測井井下儀器串的方位敏感度極大降低。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在於提供一種π近鑽頭伽瑪測井儀，該π近鑽頭伽瑪測井儀可對鑽頭處的井斜、伽馬參數進行準確測量，實現井眼軌跡的準確控制，達到了真正意義上的地質導向鑽井。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型採用了以下技術方案:
[0006]一種π近鑽頭伽瑪測井儀，其特徵在於:它包括發射節與接收節，其中:
[0007]發射節包括發射節本體，發射節本體的外壁凹槽內設有伽瑪探測器、重力傳感器、發射節控制器、電磁波發射裝置、發射天線和發射節電源，伽瑪探測器、重力傳感器的檢測信號端分別與發射節控制器的採集端連接，發射節控制器的發射控制端經由電磁波發射裝置與發射天線的接線端連接，發射節電源為伽瑪探測器、重力傳感器、發射節控制器、電磁波發射裝置供電；
[0008]接收節包括接收節本體，接收節本體的外壁凹型槽內設有電磁波接收裝置、接收節控制器、接收天線、接收節電源，接收天線與發射天線之間以電磁波信號進行無線通訊，接收天線的接線端經由電磁波接收裝置與接收節控制器的相應控制端連接，接收節電源為電磁波接收裝置、接收節控制器供電。
[0009]本實用新型的優點是:
[0010]本實用新型因採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鑽測井井下儀器串上的鑽頭設置，從而可對鑽頭處的井斜、伽瑪參數進行測量，使隨鑽測井系統實現對鑽頭實際方位的準確判斷，提高了對地層、構造、儲集層特徵的判斷準確性，實現了對井眼軌跡的準確控制，提高了鑽頭方位敏感度，實現了真正意義上的地質導向鑽井，提高了油層鑽遇率、鑽井成功率和採收率，實現了增儲上產，節約了鑽井成本，為超薄油藏的開發提供了可靠的技術支持。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的構成示意圖。
[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是本實用新型的電路連接圖。
【具體實施方式】
[0015]本實用新型使用在隨鑽測井系統中的隨鑽測井井下儀器串上，緊靠隨鑽測井井下儀器串上的鑽頭安裝，其中的伽瑪探測器和重力傳感器距離鑽頭0.8米左右，故而可對鑽頭處的井斜、伽馬參數進行精確測量，準確反映鑽頭方位。
[0016]隨鑽測井系統包括地面系統和隨鑽測井井下儀器串。
[0017]地面系統包括數據採集箱、工控機、地面壓力傳感器、深度編碼器，地面壓力傳感器一般設於井口處的泥漿循環系統的管道內壁上，地面壓力傳感器、深度編碼器分別經由數據採集箱與工控機連接。泥漿循環系統用於向井中產生鑽井液(泥漿)並進行循環。地面壓力傳感器用於感測泥漿壓力脈衝信號。
[0018]隨鑽測井井下儀器串包括鑽鋌，鑽鋌內設置從上到下依次組裝相連的主閥、泥漿脈衝發生器、井下發電機、整流器、驅動器、存儲器、定向探管、伸縮短節、隨鑽聲波儀、井徑校正中子儀、隨鑽密度儀、電阻率儀、本實用新型π近鑽頭伽瑪測井儀，鑽頭設於本實用新型π近鑽頭伽瑪測井儀下部且露於鑽鋌外，本實用新型π近鑽頭伽瑪測井儀的伽瑪探測器12和重力傳感器13靠近鑽頭安裝。
[0019]地面系統中的各設備以及隨鑽測井井下儀器串中除本實用新型π近鑽頭伽瑪測井儀之外的其它儀器均為本領域的已有設備或儀器，故其具體構成、功能、工作原理等不在這裡詳述。
[0020]如圖1至圖4所示，本實用新型π近鑽頭伽瑪測井儀包括發射節10與接收節20，其中:
[0021]發射節10包括杆狀的發射節本體11，發射節本體11的外壁凹槽內設有伽瑪探測器12、重力傳感器13、發射節控制器14、電磁波發射裝置15、發射天線16和發射節電源17，伽瑪探測器12、重力傳感器13的檢測信號端分別與發射節控制器14的採集端連接，發射節控制器14的發射控制端經由電磁波發射裝置15與發射天線16的接線端連接，發射節電源17為伽瑪探測器12、重力傳感器13、發射節控制器14、電磁波發射裝置15供電，即發射節電源17的輸出端與伽瑪探測器12、重力傳感器13、發射節控制器14、電磁波發射裝置15的供電端連接，發射節電源17輸出電壓為+/-5V，可採用高溫電池。
[0022]接收節20包括杆狀的接收節本體21，接收節本體21的外壁凹型槽內設有電磁波接收裝置23、接收節控制器22、接收天線25、接收節電源24，接收天線25與發射天線16之間以電磁波信號進行無線通訊，接收天線25的接線端經由電磁波接收裝置23與接收節控制器22的相應控制端連接，接收節控制器22的傳輸端經由電纜與隨鑽測井井下儀器串的定向探管40的接收端連接，接收節電源24為電磁波接收裝置23、接收節控制器22供電，即接收節電源24的輸出端與電磁波接收裝置23、接收節控制器22的供電端連接，接收節電源24的輸入端經由隨鑽測井井下儀器串的整流器與井下發電機的輸出端連接，接收節電源24用於將整流器輸出的電壓進行轉換後提供給電磁波接收裝置23、接收節控制器22。
[0023]如圖1，發射節10的發射節本體11、接收節20的接收節本體21分別沿軸線方向開設有泥漿輸送通孔19、27。發射節10與接收節20之間可經由螺杆30連接，螺杆30的內腔與發射節本體11上的泥漿輸送通孔19、接收節本體21上的泥漿輸送通孔27相貫通。
[0024]在實際設計中，發射節本體11的外壁上可設有多個凹槽101，發射節控制器14、電磁波發射裝置15、發射天線16、發射節電源17分別設置在相應的一個凹槽101內，伽瑪探測器12、重力傳感器13—起設置在相應的一個凹槽101內。另外，若發射節電源17由多組高溫電池構成，則每組電池可分別設置在一個凹槽101內。同樣地，接收節本體21的外壁上可設有多個凹型槽201，電磁波接收裝置23、接收節控制器22、接收天線25、接收節電源24分別設置在相應的一個凹型槽201內。
[0025]在實際設計中，如圖1，發射節本體11可套設有用於封蓋凹槽101開口的外殼18，同樣地，接收節本體21可套設有用於封蓋凹型槽201開口的外殼26。
[0026]在本實用新型中，伽瑪探測器12用於接收來自地層的自然伽瑪射線並將其轉換成電信號脈衝。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，用於測量近鑽頭的井斜數據，井斜角可表示井眼軌跡在某點處傾斜的大小。
[0027]本實用新型可設計為6.75英寸和4.75英寸兩種外徑尺寸，兩種外徑尺寸的本實用新型的長度分別為53釐米、63釐米，耐溫為150°C或175°C。
[0028]在本實用新型中，伽瑪探測器12、重力傳感器13、發射節控制器14、電磁波發射裝置15、發射天線16、發射節電源17、電磁波接收裝置23、接收節控制器22、接收天線25、接收節電源24等均為本領域的已有器件或熟知器件，故其具體構成不在這裡詳述。
[0029]隨鑽測井時，將隨鑽測井井下儀器串下放到井中，隨鑽測井井下儀器串一邊由鑽頭進行鑽進，一邊由隨鑽聲波儀、井徑校正中子儀、隨鑽密度儀、電阻率儀、本實用新型π近鑽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，並將測得的測量結果傳送給定向探管40進行初步分析處理後存儲在存儲器中，待起鑽後讀取，而定向探管40自身測得的數據(井斜、方位、鑽具工具面、溫度等信息)則以電脈衝信號形式經由驅動器進行信號放大後傳送給泥漿脈衝發生器，在泥漿循環系統向井中產生並循環泥漿的條件下，泥漿脈衝發生器通過控制鑽鋌內的泥漿進出泥漿脈衝發生器內閥門的流量大小，將電脈衝信號轉換為泥漿壓力脈衝信號，並經由主閥的機械結構進行信號放大處理，由泥漿循環系統的管道內壁上安裝的地面壓力傳感器感測並將感測結果傳送至數據採集箱完成信號識別和解碼，並與深度編碼器傳送來的井深數據相結合，對井眼軌跡進行實時監視與控制。然後數據採集箱會將處理後的數據傳送給工控機，以便工控機進行進一步的分析處理。
[0030]對於本實用新型π近鑽頭伽瑪測井儀而言，由伽瑪探測器12採集自然伽瑪數據，由重力傳感器13採集井斜數據，並將採集後的數據傳送給發射節控制器14，在發射節控制器14的控制下，經由電磁波發射裝置15、發射天線16將伽瑪和井斜數據以電磁波形式向接收節20傳送，由接收節20的接收天線25接收並經由電磁波接收裝置23進行解調處理後傳送給接收節控制器22，由接收節控制器22進行相應處理後傳送給隨鑽測井井下儀器串上的定向探管40，以將伽瑪和井斜數據通過泥漿壓力脈衝信號的形式傳送給地面上的數據採集箱、工控機，實現地質導向作用。
[0031]因本實用新型π近鑽頭伽瑪測井儀的發射節10緊挨鑽頭設計，具體而言，因伽瑪探測器12和重力傳感器13靠近鑽頭設置，因而鑽頭可根據伽瑪探測器12和重力傳感器13的測量結果來及時更改鑽進方向。
[0032]本實用新型的優點是:
[0033]本實用新型因採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鑽測井井下儀器串上的鑽頭設置，從而可對鑽頭處的井斜、伽瑪參數進行測量，使隨鑽測井系統實現對鑽頭實際方位的準確判斷，提高了對地層、構造、儲集層特徵的判斷準確性，實現了對井眼軌跡的準確控制，提高了鑽頭方位敏感度，實現了真正意義上的地質導向鑽井，提高了油層鑽遇率、鑽井成功率和採收率，實現了增儲上產，節約了鑽井成本，為超薄油藏的開發提供了可靠的技術支持。
[0034]在本實用新型中，還可利用伽馬的多扇區方位特性來立體識別地層界面，以進行地層界面評價。
[0035]以上所述是本實用新型的較佳實施例及其所運用的技術原理，對於本領域的技術人員來說，在不背離本實用新型的精神和範圍的情況下，任何基於本實用新型技術方案基礎上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬於本實用新型保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種X近鑽頭伽瑪測井儀，其特徵在於:它包括發射節與接收節，其中: 發射節包括發射節本體，發射節本體的外壁凹槽內設有伽瑪探測器、重力傳感器、發射節控制器、電磁波發射裝置、發射天線和發射節電源，伽瑪探測器、重力傳感器的檢測信號端分別與發射節控制器的採集端連接，發射節控制器的發射控制端經由電磁波發射裝置與發射天線的接線端連接，發射節電源為伽瑪探測器、重力傳感器、發射節控制器、電磁波發射裝置供電； 接收節包括接收節本體，接收節本體的外壁凹型槽內設有電磁波接收裝置、接收節控制器、接收天線、接收節電源，接收天線與發射天線之間以電磁波信號進行無線通訊，接收天線的接線端經由電磁波接收裝置與接收節控制器的相應控制端連接，接收節電源為電磁波接收裝置、接收節控制器供電。
2.如權利要求1所述的X近鑽頭伽瑪測井儀，其特徵在於: 所述發射節的發射節本體、所述接收節的接收節本體沿軸線方向開設有泥漿輸送通孔。
3.如權利要求2所述的X近鑽頭伽瑪測井儀，其特徵在於: 所述發射節與所述接收節之間經由螺杆連接，螺杆的內腔與所述發射節本體上的泥漿輸送通孔、所述接收節本體上的泥漿輸送通孔相貫通。
4.如權利要求1所述的X近鑽頭伽瑪測井儀，其特徵在於: 所述發射節本體的外壁上設有多個所述凹槽，所述發射節控制器、所述電磁波發射裝置、所述發射天線、所述發射節電源分別設置在相應的一個所述凹槽內，所述伽瑪探測器、所述重力傳感器一起設置在相應的一個所述凹槽內； 所述接收節本體的外壁上設有多個所述凹型槽，所述電磁波接收裝置、所述接收節控制器、所述接收天線、所述接收節電源分別設置在相應的一個所述凹型槽內。
5.如權利要求1或4所述的X近鑽頭伽瑪測井儀，其特徵在於: 所述發射節本體套設有封蓋所述凹槽開口的外殼，所述接收節本體套設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 優先權日:2014年11月20日
【發明者】陳為民 申請人:北京捷威思特科技有限公司