专利名称：方向性伽马随钻测井仪的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及一种用于油气井井眼轨迹实时分析的地质导向工具，属于石油天然气勘探开发中的钻井工程技术服务领域。
背景技术：
石油随钻测量技术在国内已经推广，随着开采的需要，要求工程技术人员更为及时的了解井眼轨迹和地层信息变化，及时的调整姿态，特别对于识别薄油层提高钻井效率， 意义重大。在薄油层开采过程如何有效的识别地层变化变得尤为重要。目前，在石油行业定向井钻井过程中使用的无线随钻测斜仪所测量的伽马参数， 是采用1个伽马射线闪烁探测器来测量地层伽马射线，其影响主要与探测器的性能、测速、 耐压容器的几何形状/密度、伽马射线吸收系数、采样密度、泥浆密度、井径及钻铤的厚度等影响有关。伽马测量短节通过采集来自地层岩石中自然伽马射线强度，再通过一定的补偿办法，则可以粗略的划分地层岩性。这种常规的伽马随钻测井仪器不论从原理上还是实际使用过程中，它接收来自测量短节周围0-360°方位所有的自然伽马射线，它只能粗略的划分地层岩性。一般随钻测量所配备的伽马测量短节由于不具有方向性，不能及时有效的确定层位，当在实时测量中，尤其是水平井，无法判别钻进轨迹处于油层的真实方位，导致无法有效指导钻井钻进。
发明内容
为了解决现有随钻测量仪器的功能性不足，本发明专利提供了一种具有方向性的伽马随钻测井仪。它与常规MWD的区别是增加了方向性伽马测量单元，可实现伽马成像功能，在常规测量井眼轨迹、机械等参数的基础上实现了伽马成像功能，它能及时有效的区分地层变化，具有方向性。方向性伽马随钻测井仪包括地面信息处理系统、MWD井下测斜系统、方向性伽马测量系统；地面信息处理系统包括信号解调地面处理箱、井深跟踪测量仪、 地面信息处理软件、专用图形绘制软件；MWD井下测斜系统包括泥浆信号脉冲器、驱动器装置、测斜短节、测斜用电池筒；方向性伽马测量系统包括伽马专用电池筒、方向性伽马测量短节。方向性伽马测量系统安装于MWD井下测斜系统的底部，测斜短节与伽马专用电池筒相连，方向性伽马测量短节装在测井仪的底部。方向性伽马测量短节自上而下依次为电源处理模块、功能控制模块、信号处理模块和晶体。测井仪将测量的方向伽马数据传输给测斜短节，测斜单元再转换成控制信号，驱动泥浆信号脉冲器按照编码有规律的发送脉冲信号， 地面设备将泥浆压力变化信号滤波、放大，解调，再传送给地面软件，地面软件将信号解调， 并整理成技术服务所需的参数，伽马数据再做成像出图分析，最终成像。本发明具有如下优点
1.可进行常规的有线随钻测量技术服务；
2.具有伽马成像功能，可识别地层信息变化，特别是层与层的分界面；
3.单元测量短节，可根据功能要求随意挂接；4.可实现高速旋转过程中方向性伽马的测量功能；
5.特有的机械减震设计。
图1方向性伽马测井仪井下组成示意图； 图2方向性伽马测量短节组成示意图。其中1为泥浆信号脉冲器；2为驱动器装置；3为测斜用电池筒；4为测斜短节；5 为伽马专用电池筒；6为方向性伽马测量短节；7为电源处理模块；8为功能控制模块；9为信号处理模块；10为晶体。
具体实施例方式下面结合附图详细叙述本发明专利的实施过程。方向性伽马随钻测井仪包括地面信息处理系统、MWD井下测斜系统、方向性伽马测量系统；地面信息处理系统包括信号解调地面处理箱、井深跟踪测量仪、地面信息处理软件、专用图形绘制软件；MWD井下测斜系统包括泥浆信号脉冲器1、驱动器装置2、测斜短节 4、测斜用电池筒3 ；方向性伽马测量系统包括伽马专用电池筒5、方向性伽马测量短节6。方向性伽马测量系统安装于MWD井下测斜系统的底部，测斜短节4与伽马专用电池筒5相连， 方向性伽马测量短节6装在测井仪的底部。方向性伽马测量短节自上而下依次为电源处理模块7、功能控制模块8、信号处理模块9和晶体10。测井仪将测量的方向伽马数据传输给测斜短节4，测斜单元再转换成控制信号，驱动泥浆信号脉冲器按照编码有规律的发送脉冲信号，地面设备将泥浆压力变化信号滤波、放大，解调，再传送给地面软件，地面软件将信号解调，并整理成技术服务所需的参数，伽马数据再做成像出图分析，最终成像。方向性伽马测井仪，先通过立管压力传感器采集来自立管中泥浆压力变化信号， 然后以4-20MA的电流信号传送给地面采集箱，采集箱对该压力信号做滤波处理，再发送给计算机系统软件。系统软件将信号再次解调处理，可得到波形，再分析即可得到所传输的数据。在处理数据中需要辅以井深和悬重参数。通过井深传感器和悬重传感器，可实时得到当前的井深以及钻进状态。最终由系统软件统一处理，得到我们所需的所有参数和波形图。 伽马设置箱的主要功能是在伽马短节下井前和出井后，对其进行参数设置和存储数据的读取等。如图1 方向性伽马测量短节6将测量的数据传送给测斜短节4，测斜短节4再整理该数据，并将测斜的数据一起组成一个编码序列，然后有规律的控制脉冲器工作，产生泥浆压力波信号，经过钻杆中的泥浆传送到地面。如图2 为方向性伽马测量短节6，首先由晶体10接收来自自然界的伽马射线，再经过高压倍增管放大，再对信号进行放大和处理，得到射线的计数值，最后由功能控制单元 8对计数值进行统计、存储，在单位时间内定时将测量的数据发送给测斜短节4。该方向性伽马测量短节6具有地面设置和测试等功能。在钻常规MWD的基础上在井下仪器串的最底端增加一个伽马专用电池筒5和方向性伽马测量短节6。该方向性伽马测量短节6具有聚焦功能，可识别各个方向伽马的强度， 并可测量震动，提供警告信息，用于保护方向性伽马测量短节6.方向性伽马测量短节6在单位时间内测量一组参数，先储存在存储器中，然后及时发送给测斜测量单元.除伽马数据外还存储温度、电压、震动等参数。测斜短节4根据工作方式设置，按照工作程序进行测斜数据采集、存储等，并定时向方向性伽马测量短节6索要当前最新的伽马测量数据，然后将所有的测量参数归类，按照发送编码排序，形成序列后，指导驱动器装置控制泥浆信号脉冲器产生有规律的压力波变化。地面处理系统采集并处理压力波信号，然后送由地面系统软件做进一步的分析、处理、最终得到测斜参数和伽马参数，然后把伽马参数再成像处理， 再呈现给施工人员，指导其及时调整施工方案。
权利要求
1.方向性伽马随钻测井仪包括地面信息处理系统、MWD井下测斜系统、方向性伽马测量系统；其特征在于地面信息处理系统包括信号解调地面处理箱、井深跟踪测量仪、地面信息处理软件、专用图形绘制软件；MWD井下测斜系统包括泥浆信号脉冲器、驱动器装置、 测斜短节、测斜用电池筒；方向性伽马测量系统主要包括伽马专用电池筒、方向性伽马测量短节。
2.根据权利要求1所述的方向性伽马随钻测井仪，其特征在于方向性伽马测量系统安装于MWD井下测斜系统的底部，测斜短节与伽马专用电池筒相连，方向性伽马测量短节装在测井仪的底部。
3.根据权利要求1所述的方向性伽马随钻测井仪，其特征在于方向性伽马测量短节自上而下依次为电源处理模块、功能控制模块、信号处理模块和晶体。
4.根据权利要求1所述的方向性伽马随钻测井仪，其特征在于测井仪将测量的方向伽马数据传输给测斜短节，测斜单元再转换成控制信号，驱动泥浆信号脉冲器按照编码有规律的发送脉冲信号，地面设备将泥浆压力变化信号滤波、放大，解调，再传送给地面软件， 地面软件将信号解调，并整理成技术服务所需的参数，伽马数据再做成像出图分析，最终成像。
全文摘要
本发明提供一种方向性伽马随钻测井仪，地面信息处理系统包括信号解调地面处理箱、井深跟踪测量仪、地面信息处理软件、专用图形绘制软件；MWD井下测斜系统包括泥浆信号脉冲器、驱动器装置、测斜短节、测斜用电池筒；方向性伽马测量系统主要包括伽马专用电池筒、方向性伽马测量短节，其优点是可进行常规的有线随钻测量技术服务；具有伽马成像功能，可识别地层信息变化，特别是层与层的分界面；单元测量短节，可根据功能要求随意挂接；可实现高速旋转过程中方向性伽马的测量功能；特有的机械减震设计。
文档编号E21B47/0224GK102518425SQ20111045149
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者付翠玲, 柏险峰, 顾鹏 申请人:斯伦贝谢金地伟业油田技术(山东)有限公司