专利名称：翼肋伸缩式随钻密度测井仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于石油钻井行业中的随钻测量仪器。具体地说，本 实用新型涉及一种能够减小钻井井眼影响的随钻密度测井仪。
技术背景-在石油行业适用于随钻测井和地质导向钻井中，随钻密度测井仪用于在钻 并过程中，实时测量井眼周围地层的孔隙度，从而寻找目的油气地层，提高油 气采收率。密度测井仪通常包括1个伽马放射源、2个距伽马放射源不同距离的伽马探 测器和相应的电子电路组成。由于密度测井受井眼(如泥浆、泥饼)的影响较 大，因此要求仪器紧贴井壁进行测量，从而可利用双源距探测器补偿泥饼的影 响。在随钻密度测井中虽然没有泥饼，但随着钻铤的旋转，钻铤稳定器与钻穿 地层之间有泥浆间隙，可近似看作轻泥饼。因此密度测井的最大问题是如何减 小井眼对测量结果的影响。目前公知的随钻密度测井仪通常采用钻铤式安装结构，将伽马放射源和双 源距探测器安装在钻铤外壁的稳定器内。稳定器直径与设计的井眼直径基本相 同，从而实现密度仪器贴井壁测量，再利用软件补偿计算方法，减小井眼对测 量结果的影响。有的仪器在此基础上还配有超声井径仪，提供井径信息，供测 量校正使用。这种结构方式的随钻密度测井仪存在如下缺点首先虽然稳定器直径与设计的井眼直径基本相同，但井眼直径并不是恒定 的。当由于泥浆的持续冲刷使某段井眼直径变大时，伽马放射源和探测器与井壁之间产生间隙，泥浆会对测量产生影响，出现测量误差；当由于地层岩性变 化造成井眼直径变小时，则在稳定器部分容易被卡在井壁上，造成卡钻事故， 严重时仪器无法打捞，放射源留在井下而污染地层。其次由于钻铤在井下旋转时并不是始终居中，而是近似不规则的椭圆，且 受井眼变化的影响，其运动轨迹更为复杂，无法始终保证仪器贴井壁测量，因 此即使采用井径仪和软件补偿计算方法等，也无法保证测量精度。 实用新型内容本实用新型的目的是为了提供一种用于石油钻井行业中，且能够减小钻井 井眼影响的翼肋伸縮式随钻密度测井仪，能够在钻井过程中实时、准确测量井 眼周围地层的孔隙度。与现有技术相比，克服了泥浆、泥饼及复杂井眼结构等 对测量精度的影响，提高了仪器使用的安全性。本实用新型是这样实现的，在钻铤中部表面纵向开有探测器安装槽，密度 探测器短节放入其中，并由探测器盖板压住固定在钻铤上。密度探测器短节内 自上而下分别安装短源距伽马探测器、长源距伽马探测器、探测电路模块，并 在短源距伽马探测器的上、下两侧均安装伽马射线屏蔽块。在密度探测器短节 外侧表面和探测器盖板上，正对短源距伽马探测器和长源距伽马探测器处均开 有探测窗口，并用探测窗口密封塞将其固定、密封。在探测器安装槽上方的钻 铤表面加工有源仓，放射源放置于其中，并用源仓密封塞将其密封。探测器盖 板和伽马射线屏蔽块由对伽马射线具有吸收作用的材料制成，源仓密封塞和探 测窗口密封塞由对伽马射线没有吸收作用的材料制成。在探测器盖板表面镶嵌 有耐磨材料。在钻铤上，与探测器安装槽在圆周方向左右相隔120°位置处各开 有一个凹槽，在每个凹槽上开有三个与钻铤内腔相通的孔，在其中安装活塞总 成，并在每个凹槽上各镶嵌一个伸縮翼肋，每个伸縮翼肋上下凹面处各安装一个回位弹黉，压板在回位弹簧外端面并固定在钻铤上。导流套总成安装在钻铤 内腔上部，导流套总成有引线端连接至密度探测器短节。本实用新型所述的随钻密度测井仪具有的有益效果是，能够适用于不同井 眼，保证仪器贴井壁测量，克服泥浆、泥饼及复杂井眼结构对测量精度的影响， 并提高仪器在井下的安全性，适用于地质导向钻井。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1表示"翼肋伸縮式随钻密度测井仪"的轴向剖面图；图2表示"翼肋伸縮式随钻密度测井仪"的径向剖面图。1、钻铤 2、导流套总成 3、压板 4、回位弹簧5、伸縮翼肋6、活塞总成 7、源仓 8、放射源9、源仓密封塞 10、探测器盖板 11、探测窗口密封塞12、短源距伽马探测器13、伽马射线屏蔽块14、长源距伽马探测器15、探测电路模块 16、密度探测器短节17、探测器安装槽具体实施方式
现结合说明书附图1和附图2，对本实用新型作进一步描述。 在钻铤1中部表面纵向开有一个U形槽，作为探测器安装槽17，密度探测 器短节16放入其中，且与探测器安装槽17之间基本无间隙，由探测器盖板IO 压住固定在钻铤1上，以防止钻井过程中的振动和冲击使仪器损坏。密度探测 器短节16内自上而下分别安装短源距伽马探测器12、长源距伽马探测器14、 探测电路模块15，并在短源距伽马探测器12的上、下两侧均安装伽马射线屏蔽 块13,它们可用胶固定于一个骨架内，将骨架整体放入探测器安装槽17内。 在密度探测器短节16外侧表面和探测器盖板10上，正对短源距伽马探测器12和长源距伽马探测器14处均开有探测窗口 ，并用探测窗口密封塞11将其 固定、密封。在探测器安装槽17上方的钻铤1表面加工有源仓7，放射源8放 置于其中，放射源8可采用137Cs，源仓7内壁及源仓密封塞9加工有螺纹，因 此可用源仓密封塞9将其密封、固定。探测器盖板10和伽马射线屏蔽块13由 对伽马射线具有吸收作用的材料制成，源仓密封塞9和探测窗口密封塞11由对 伽马射线没有吸收作用的材料制成，这样做的目的是使伽马探测器仅接收由放 射源发出，并经过地层而来的伽马射线。由于该部分的探测器部分与井壁摩擦 而容易损坏，因此，在探测器盖板10表面镶嵌有耐磨材料，以增加其抗磨强度。 为了实现本实用新型目的，应使密度探测器短节16贴井壁，从而与井壁之 间无泥浆，因此，在钻铤1上，与探测器安装槽17在圆周方向左右相隔120° 位置处各开有一个凹槽，在每个凹槽上开有三个与钻铤1内腔相通的孔，在其 中安装活塞总成6，并在每个凹槽上各镶嵌一个伸缩翼肋5，在伸缩翼肋5表面 镶嵌有耐磨材料。每个伸縮翼肋5上下凹面处各安装一个回位弹簧4，回位弹簧 4的一端与伸縮翼肋5两端的凹面接触，另一端与压板3接触，压板3固定在钻 铤1上。在钻铤1上部内腔中安装有导流套总成2,导流套总成2下部有孔与探测器 安装槽17相通，导流套总成2下部的引线端可连接至密度探测器短节16。通过 导流套总成2上部的引线端，本仪器可与其它仪器连接。使用时，仪器安装在下部钻头(和马达)等工具上部。在钻井过程中，当 开泵情况下，在仪器下部钻头(和马达)等工具产生的压降(内外压差)作用 下，两个伸縮翼肋5通过活塞总成6的压力传递作用，克服回位弹簧4的弹力 向外伸出，形成在井眼周向上互成120。的支撑面，当它们接触井壁时，由于井 壁的反作用力，将密度探测器短节16推靠至相对一侧的井壁上，此时仪器的最大直径基本等于井眼的直径，则放射源及两个伽马探测器与井壁接触，实现贴井壁密度测量。在停泵的情况下，伸縮翼肋5在回位弹簧4的作用下收回，当 退至伸縮翼肋5内侧的台阶处时被限位，这时仪器直径小于井眼直径，从而不 会发生在采用固定稳定器的随钻密度仪器中出现的卡钻事故。
权利要求1、翼肋伸缩式随钻密度测井仪，包括钻铤(1)、探测器安装槽(17)、密度探测器短节(16)、源仓(7)、放射源(8)、源仓密封塞(9)、探测器盖板(10)、伸缩翼肋(5)、活塞总成(6)、回位弹簧(4)、压板(3)、导流套总成(2)，其特征在于在钻铤(1)中部表面纵向开有探测器安装槽(17)，密度探测器短节(16)安装于其中，并由探测器盖板(10)压住固定在钻铤(1)上，在探测器安装槽(17)上方的钻铤(1)表面加工有源仓(7)，放射源(8)安装于其中，并用源仓密封塞(9)将其密封，在钻铤(1)上，与探测器安装槽(17)在圆周方向左右相隔120°位置处各开有一个凹槽，在每个凹槽上开有三个与钻铤(1)内腔相通的孔，在其中安装活塞总成(6)，并在每个凹槽上各镶嵌一个伸缩翼肋(5)，每个伸缩翼肋(5)上下凹面处各安装一个回位弹簧(4)，压板(3)在回位弹簧(4)外端面并固定在钻铤(1)上，导流套总成(2)安装在钻铤(1)内腔上部，导流套总成(2)有引线端连接至密度探测器短节(16)。
2、 如权利要求1所述的翼肋伸縮式随钻密度测井仪，其特征在于密度探 测器短节(16)内自上而下分别安装短源距伽马探测器(12)、长源距伽马探测 器(14)、探测电路模块(15)，并在短源距伽马探测器(12)的上、下两侧安 装伽马射线屏蔽块(13)。
3、 如权利要求1所述的翼肋伸缩式随钻密度测井仪，其特征在于在密度 探测器短节(16)外侧表面和探测器盖板(10)上，正对短源距伽马探测器(12) 和长源距伽马探测器(14)处均开有探测窗口，并用探测窗口密封塞(11)将 其固定、密封。
4、 如权利要求1所述的翼肋伸縮式随钻密度测井仪，其特征在于在探测 器盖板(10)和伸縮翼肋(5)表面镶嵌有耐磨材料。
专利摘要本实用新型涉及用于石油钻井行业中的翼肋伸缩式随钻密度测井仪，在钻铤上密封安装有密度探测器短节和伽马放射源，在钻铤表面上，与密度探测器短节在圆周方向左右相隔120°位置凹槽处各镶嵌一个伸缩翼肋，在仪器下部钻头(和马达)等工具产生的压降(内外压差)作用下，伸缩翼肋依靠活塞总成向外伸出，并利用井壁的反作用力，将探测器短节推靠至相对一侧的井壁上，实现贴井壁密度测量，在停泵的情况下，伸缩翼肋在回位弹簧的作用下收回。本实用新型所述的翼肋伸缩式随钻密度测井仪能够适用于不同井眼，保证仪器贴井壁测量，克服了泥浆、泥饼及复杂井眼结构对测量精度的影响，并提高仪器在井下的安全性，适用于随钻测井和地质导向钻井。
文档编号E21B49/00GK201170095SQ20072003019
公开日2008年12月24日 申请日期2007年11月8日 优先权日2007年11月8日
发明者李作会, 杨锦舟, 秦利民, 肖红兵 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院