一种测井仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种测井仪，属于测井技术领域。所述测井仪包括：承压筒、电路板安装块、电路板、下接头、中子发生器、密封堵头、至少两个近伽马探测器、至少两个远伽马探测器、屏蔽体和方位确定装置。本实用新型通过至少两个近伽马探测器和至少两个远伽马探测器分别沿承压筒的周向设置，且相邻两个近伽马探测器之间和相邻两个远伽马探测器之间分别设有屏蔽体，从而可通过至少两个近伽马探测器中的每个近伽马探测器和与之相应的远伽马探测器检测油层某一层段中的某一方位上的剩余油饱和度，剩余油饱和度的测量精度较高。
【专利说明】
一种测井仪
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及测井技术领域，特别涉及一种测井仪。
【背景技术】
[0002]在油田进行二次采油或三次采油过程中，为保证油气采收率，需要对油田的剩余油饱和度进行测量，以了解油层水淹程度和油、水的分布状况等信息，并根据上述信息提出油层的后期开发方案。其中，用于测量剩余油饱和度的仪器通常为碳氧比测井仪。
[0003]目前的碳氧比测井仪包括承压筒、中子发生器、近伽马探测器和远伽马探测器，其中，中子发生器、近伽马探测器、远伽马探测器和电子线路分别设置在承压筒内部，且近伽马探测器和远伽马探测器依次设置在中子发生器的一侧。测量剩余油饱和度时，中子发生器发射高能中子，高能中子通过地层衰减成为热中子，热中子通过元素俘获产生伽马射线，近伽马探测器和远伽马探测器分别探测伽马射线，通过对远伽马探测器和近伽马探测器输出的脉冲进行能量谱处理，可计算得到碳氧比值，由于地层中为水时碳氧比值较小，而地层中为油时碳氧比值较大，因此可通过碳氧比值计算出地层的剩余油饱和度。
[0004]在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题:
[0005]由于地层不同方位的剩余油饱和度可能不同，如水平井和大斜度井等，其上方的剩余油饱和度和下方的剩余油饱和度不一定相同，需要采取的开发方案也不一定相同，而现有的碳氧比测井仪只能测出地层某一层段整体的剩余油饱和度，而无法测出该层段不同方位上的剩余油饱和度，剩余油饱和度的测量精度较低。
【实用新型内容】
[0006]为了解决现有技术的碳氧比测井仪只能测出地层某一层段整体的剩余油饱和度，而无法测出该层段不同方位上的剩余油饱和度，剩余油饱和度的测量精度较低的问题，本实用新型实施例提供了一种测井仪。所述技术方案如下:
[0007]—种测井仪，所述测井仪包括:承压筒、电路板安装块、电路板、下接头、中子发生器、密封堵头、至少两个近伽马探测器、至少两个远伽马探测器、屏蔽体和方位确定装置；
[0008]所述电路板安装块设置在所述承压筒的一端内部，所述电路板安装块与所述承压筒固定连接，所述电路板安装在所述电路板安装块上，且所述测井仪通过所述电路板与单片机数控遥测传输系统和自然伽马能量谱电连接，所述下接头设置在所述承压筒的另一端，且所述下接头与所述承压筒固定连接，通过所述电路板安装块和所述下接头与所述承压筒内部形成第一密闭空间；
[0009]所述中子发生器设置在所述第一密闭空间内，且所述中子发生器与所述电路板电连接，所述密封堵头设置在所述承压筒内部，且位于所述中子发生器远离所述电路板安装块的一侧，所述密封堵头和所述下接头与所述承压筒内部形成第二密闭空间；
[0010]所述至少两个近伽马探测器和所述至少两个远伽马探测器分别与所述电路板电连接，且所述至少两个近伽马探测器和所述至少两个远伽马探测器均位于所述第二密闭空间内，所述至少两个近伽马探测器和所述至少两个远伽马探测器分别沿所述承压筒的周向设置，相邻两个近伽马探测器之间以及相邻两个远伽马探测器之间设有所述屏蔽体，且所述至少两个近伽马探测器和所述至少两个远伽马探测器一一对应，所述至少两个近伽马探测器中的每个近伽马探测器位于所述中子发生器和与之对应的远伽马探测器之间；
[0011]所述方位确定装置设置在所述承压筒内部，且所述方位确定装置的位置与所述至少两个近伽马探测器中的其中一个近伽马探测器的位置对应，通过所述方位确定装置确定所述至少两个近伽马探测器中的每个近伽马探测器的方位。
[0012]具体地，所述每个近伽马探测器和所述每个远伽马探测器均为锗酸铋晶体探测器。
[0013]进一步地，所述测井仪还包括保温筒；
[0014]所述保温筒设置在所述承压筒内部，所述保温筒的一端与所述下接头固定连接，所述保温筒的另一端与所述密封堵头固定连接，所述至少两个近伽马探测器和所述至少两个远伽马探测器均设置在所述保温筒内部。
[0015]进一步地，所述方位确定装置包括电位器、重锤和连杆；
[0016]所述电位器与所述电路板电连接，且所述电位器位于所述中子发生器与所述一个近伽马探测器之间；
[0017]所述重锤通过所述连杆与所述电位器的转轴连接，所述重锤可通过所述连杆绕所述电位器的转轴转动，且所述重锤相对所述电位器的转轴转动的角度与所述电位器的电阻值——对应。
[0018]具体地，所述密封堵头的材料包括钨、镍、铁合金或黄铜。
[0019]具体地，所述至少两个近伽马探测器和所述至少两个远伽马探测器的数量均为四个。
[0020]具体地，所述至少两个近伽马探测器和所述至少两个远伽马探测器沿所述承压筒的周向均匀分布。
[0021]具体地，所述至少两个近伽马探测器和所述至少两个远伽马探测器均为碘化钠晶体探测器。
[0022]具体地，所述屏蔽体的材料包括钨、镍、铁合金或黄铜。
[0023]具体地，所述每个近伽马探测器与所述中子发生器的垂直距离在27?34厘米之间，所述每个远伽马探测器与所述中子发生器的垂直距离在48?66厘米之间。
[0024]本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0025]本实用新型通过至少两个近伽马探测器和至少两个远伽马探测器分别沿承压筒的周向设置，且相邻两个近伽马探测器之间和相邻两个远伽马探测器之间设有屏蔽体，从而可通过至少两个近伽马探测器中的每个近伽马探测器和与之相应的远伽马探测器检测油层某一层段中的某一方位上的剩余油饱和度，剩余油饱和度的测量精度较高。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本实用新型一实施例提供的测井仪的结构示意图；
[0028]图2是图1的A-A向截面的放大示意图；
[0029]图3是图2的B-B向截面的放大示意图。
[0030]其中:
[0031]I承压筒，
[0032]2电路板安装块，
[0033]3电路板，
[0034]4下接头，
[0035]5中子发生器，
[0036]6密封堵头，
[0037]7方位确定装置，
[0038]71电位器，
[0039]72 重锤，
[0040]73 连杆，
[0041]8近伽马探测器，
[0042]9屏蔽体，
[0043]10远伽马探测器，
[0044]11保温筒，
[0045]12紧固螺钉，
[0046]13第一密闭空间，
[0047]14第二密闭空间。
【具体实施方式】
[0048]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0049]如图1所示，本实用新型实施例提供了一种测井仪，该测井仪包括:承压筒1、电路板安装块2、电路板3、下接头4、中子发生器5、密封堵头6、至少两个近伽马探测器8、至少两个远伽马探测器10、屏蔽体9和方位确定装置7;
[0050]电路板安装块2设置在承压筒I的一端内部，电路板安装块2与承压筒I固定连接，电路板3安装在电路板安装块2上，且本实用新型实施例提供的测井仪通过电路板3与单片机数控遥测传输系统和自然伽马能量谱电连接，下接头4设置在承压筒I的另一端，且下接头4与承压筒I固定连接，通过电路板安装块2和下接头4与承压筒I内部形成第一密闭空间13；
[0051 ]中子发生器5设置在第一密闭空间13内，且中子发生器5与电路板3电连接，密封堵头6设置在承压筒I内部，且位于中子发生器5远离电路板安装块2的一侧，密封堵头6和下接头4与承压筒I内部形成第二密闭空间14;
[0052]至少两个近伽马探测器8和至少两个远伽马探测器10分别与电路板3电连接，且至少两个近伽马探测器8和至少两个远伽马探测器10均位于第二密闭空间14内，至少两个近伽马探测器8和至少两个远伽马探测器10分别沿承压筒I的周向设置，相邻两个近伽马探测器8之间以及相邻两个远伽马探测器10之间设有屏蔽体9，且至少两个近伽马探测器8和至少两个远伽马探测器10—一对应，至少两个近伽马探测器8中的每个近伽马探测器8位于中子发生器5和与之对应的远伽马探测器10之间；
[0053]方位确定装置7设置在承压筒I内部，且方位确定装置7的位置与至少两个近伽马探测器8中的其中一个近伽马探测器8的位置对应，通过方位确定装置7确定至少两个近伽马探测器8中的每个近伽马探测器8的方位。
[0054]在本实用新型实施例中，电路板3与井口的单片机数控遥测传输系统和自然伽马能量谱电连接。当需要测量油层的剩余油饱和度时，通过单片机数控遥测传输系统经电路板3控制中子发生器5发射高能中子，高能中子由承压筒I的侧壁穿出并进入油层中，高能中子在油层中衰减为热中子，热中子被油层中的物质俘获而产生伽马射线。其中，通过本实用新型获取剩余油饱和度有如下两种方式:
[0055]第一，通过获取中子寿命以获取剩余油饱和度:中子寿命即为中子从由中子发生器5中产生到被俘获而产生伽马射线的时间间隔，中子寿命与油层中的物质息息相关，本领域技术人员可知，中子在高矿化水中传播的寿命远远短于在油中传播时的寿命。热中子被俘获产生的伽马射线被近伽马探测器8和远伽马探测器10检测到，近伽马探测器8和远伽马探测器10产生脉冲信号，该脉冲信号通过电路板3发送至单片机数控遥测传输系统，通过单片机数控遥测传输系统获取不同时间窗口内的中子寿命，获取俘获中子的物质，从而获取油层中的剩余油饱和度。因此，在油层骨架参数已知的情况下，可通过测量中子寿命，得到剩余油饱和度。
[0056]第二，通过获取碳氧比以获取剩余油饱和度:热中子被油层俘获产生的伽马射线被近伽马探测器8和远伽马探测器10检测到，近伽马探测器8和远伽马探测器10产生脉冲信号，该脉冲信号经电路板3后发送至自然伽马能量谱，经自然伽马能量谱进行能量谱处理，得到不同能量窗口的计数率，通过计算碳能量窗口与氧能量窗口的计数率比值可以得到碳氧比值，由于碳氧比值与油层中的物质相关，如当油层中含水量较高时碳氧比值较小，含油量较高时碳氧比值数值较大，因此可通过测量碳氧比值而计算出油层的剩余油饱和度。
[0057]且在本实用新型实施例中，由于至少两个近伽马探测器8和至少两个远伽马探测器10沿承压筒I的周向设置，且相邻两个近伽马探测器8和相邻两个远伽马探测器10之间设有屏蔽体9，从而使得每个近伽马探测器8和每个远伽马探测器10均能且只能获取某一方位上的剩余油饱和度，把某一层段的油层按方位进行测量，使得测量结果精确。
[0058]其中，屏蔽体9的材料包括钨、镍、铁合金或黄铜，避免伽马射线穿透屏蔽体9，使得每个近伽马探测器8和每个远伽马探测器10均只能检测到位于其两侧的屏蔽体9形成的扇形区域内油层的剩余油饱和度。
[0059]其中，如图1所示，在本实用新型实施例中，电路板3通过紧固螺钉12固定在电路板安装块2上。
[0060]本实用新型通过至少两个近伽马探测器8和至少两个远伽马探测器10分别沿承压筒I的周向设置，且相邻两个近伽马探测器8和相邻两个远伽马探测器10之间设有屏蔽体9，从而可通过至少两个近伽马探测器8中的每个近伽马探测器8和与之相应的远伽马探测器10检测油层某一层段中的某一方位上的剩余油饱和度，剩余油饱和度的测量精度较高。
[0061]在本实用新型实施例中，每个近伽马探测器8与中子发生器5的垂直距离在27?34厘米之间，每个远伽马探测器10与中子发生器5的垂直距离在48?66厘米之间，满足已经标准化的井下设备，且避免所测结果出现失真。
[0062]在本实用新型实施例中，每个近伽马探测器8和每个远伽马探测器10均为锗酸铋晶体探测器，近伽马探测器8和远伽马探测器10的检测精度较高。
[0063]如图1所示，在本实用新型实施例中，测井仪还包括保温筒11;
[0064]保温筒11设置在承压筒I内部，保温筒11的一端与下接头4固定连接，保温筒11的另一端与密封堵头6固定连接，至少两个近伽马探测器8和至少两个远伽马探测器10均设置在保温筒11内部。
[0065]通过将至少两个近伽马探测器8和至少两个远伽马探测器10均设置在保温筒11中，提高本实用新型的耐温性能，使得将本实用新型应用于井下不同温度环境时近伽马探测器8和远伽马探测器10的检测精度不受影响。
[0066]当然，本领域技术人员可知，每个近伽马探测器8和每个远伽马探测器10也可为碘化钠晶体探测器，探测器本身的耐温性能较好，无需设置保温筒11，结构简单。
[0067]如图1所示，在本实用新型实施例中，方位确定装置7包括电位器71、重锤72和连杆73;
[0068]电位器71与电路板3电连接，且电位器71位于中子发生器5与一个近伽马探测器8之间；
[0069]重锤72通过连杆73与电位器71的转轴连接，重锤72可通过连杆73绕电位器71的转轴转动，且重锤72相对电位器71的转轴转动的角度与电位器71的电阻值——对应。
[0070]在本实用新型实施例中，重锤72通过连杆73与电位器71的转轴连接，重锤72可通过连杆73绕电位器71的转轴转动，当重锤72转动到不同的角度时，电位器71的电阻值不同，因此在使用本实用新型时，调整重锤72的位置使重锤72与至少两个近伽马探测器8中的一个近伽马探测器8的位置对应，通过电位器71的电阻值确定重锤72的位置，进而确定与重锤72对应的近伽马探测器8的方位，根据该近伽马探测器8与其他伽马探测器的位置关系即可获取各个近伽马探测器8的方位。
[0071]在本实用新型实施例，为避免中子发生器5发出高能中子时，高能中子进入第二密闭空间14干扰近伽马探测器8和远伽马探测器10，需在近伽马探测器8和中子发生器5之间设置密封堵头6，该密封堵头6的材料包括钨、镍、铁合金或黄铜。
[0072]如图2所示，也可参见图3，在本实用新型实施例中，至少两个近伽马探测器8和至少两个远伽马探测器10的数量均为四个，在保证每个近伽马探测器8和每个远伽马探测器10的检测区域合适的基础上，控制近伽马探测器8和远伽马探测器10的数量，控制本实用新型的开发成本。
[0073]如图2所示，也可参见图3，在本实用新型实施例中，至少两个近伽马探测器8和至少两个远伽马探测器10沿承压筒I的周向均匀分布，当至少两个近伽马探测器8和至少两个远伽马探测器10的数量均为四个时，每个近伽马探测器8和每个远伽马探测器10均检测90度的扇形区域内的剩余油饱和度。
[0074]上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0075]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种测井仪，其特征在于，所述测井仪包括:承压筒、电路板安装块、电路板、下接头、中子发生器、密封堵头、至少两个近伽马探测器、至少两个远伽马探测器、屏蔽体和方位确定装置； 所述电路板安装块设置在所述承压筒的一端内部，所述电路板安装块与所述承压筒固定连接，所述电路板安装在所述电路板安装块上，且所述测井仪通过所述电路板与单片机数控遥测传输系统和自然伽马能量谱电连接，所述下接头设置在所述承压筒的另一端，且所述下接头与所述承压筒固定连接，通过所述电路板安装块和所述下接头与所述承压筒内部形成第一密闭空间； 所述中子发生器设置在所述第一密闭空间内，且所述中子发生器与所述电路板电连接，所述密封堵头设置在所述承压筒内部，且位于所述中子发生器远离所述电路板安装块的一侧，所述密封堵头和所述下接头与所述承压筒内部形成第二密闭空间； 所述至少两个近伽马探测器和所述至少两个远伽马探测器分别与所述电路板电连接，且所述至少两个近伽马探测器和所述至少两个远伽马探测器均位于所述第二密闭空间内，所述至少两个近伽马探测器和所述至少两个远伽马探测器分别沿所述承压筒的周向设置，相邻两个近伽马探测器之间以及相邻两个远伽马探测器之间设有所述屏蔽体，且所述至少两个近伽马探测器和所述至少两个远伽马探测器一一对应，所述至少两个近伽马探测器中的每个近伽马探测器位于所述中子发生器和与之对应的远伽马探测器之间； 所述方位确定装置设置在所述承压筒内部，且所述方位确定装置的位置与所述至少两个近伽马探测器中的其中一个近伽马探测器的位置对应，通过所述方位确定装置确定所述至少两个近伽马探测器中的每个近伽马探测器的方位。2.根据权利要求1所述的测井仪，其特征在于，所述每个近伽马探测器和所述每个远伽马探测器均为锗酸铋晶体探测器。3.根据权利要求2所述的测井仪，其特征在于，所述测井仪还包括保温筒； 所述保温筒设置在所述承压筒内部，所述保温筒的一端与所述下接头固定连接，所述保温筒的另一端与所述密封堵头固定连接，所述至少两个近伽马探测器和所述至少两个远伽马探测器均设置在所述保温筒内部。4.根据权利要求1所述的测井仪，其特征在于，所述方位确定装置包括电位器、重锤和连杆； 所述电位器与所述电路板电连接，且所述电位器位于所述中子发生器与所述一个近伽马探测器之间； 所述重锤通过所述连杆与所述电位器的转轴连接，所述重锤可通过所述连杆绕所述电位器的转轴转动，且所述重锤相对所述电位器的转轴转动的角度与所述电位器的电阻值一一对应。5.根据权利要求1所述的测井仪，其特征在于，所述密封堵头的材料包括钨、镍、铁合金或黄铜。6.根据权利要求1所述的测井仪，其特征在于，所述至少两个近伽马探测器和所述至少两个远伽马探测器的数量均为四个。7.根据权利要求1所述的测井仪，其特征在于，所述至少两个近伽马探测器和所述至少两个远伽马探测器沿所述承压筒的周向均匀分布。8.根据权利要求1所述的测井仪，其特征在于，所述至少两个近伽马探测器和所述至少两个远伽马探测器均为碘化钠晶体探测器。9.根据权利要求1所述的测井仪，其特征在于，所述屏蔽体的材料包括钨、镍、铁合金或黄铜。10.根据权利要求1所述的测井仪，其特征在于，所述每个近伽马探测器与所述中子发生器的垂直距离在27?34厘米之间，所述每个远伽马探测器与所述中子发生器的垂直距离在48?66厘米之间。
【文档编号】E21B49/08GK205638450SQ201620385307
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】闫爱华, 陈永昌, 郭发军, 王进宝, 刘淑敏, 周作军, 王红梅, 张东, 王爱英, 刘建魁
【申请人】中国石油天然气股份有限公司