专利名称：石油勘探多功能组合测井仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种勘探领域的设备，特别是一种钻井探测方面的多 功能测井仪设备。
背景技术：
地球物理测井用物理学电化学的理论和新的科学技术测量地下不同深 度的各种介质的多种物理参数，以此作出综合地质解释，确定油气等矿物 储集和地质构造。
在勘测设备方面，由于需要测量岩石导电性质、岩石电化学性质、岩 石弹性、岩石原子核物理性质等多项井下物理参数，因此需要依靠多种功 能的探头下井进行测量，但是由于各类探头均要搭配相应线路进行信号传 输和处理，因此要想取得所有常规曲线的测井资料，至少要分四次下井， 即分别向井下放入声感探头串、微球侧向探头串、放射性探头串和井径及 其它辅助探头串进行测量，这样不仅极大地占用了测井时间，导致钻井公
司成本上升，而且增大了测井的危险性；此外，由于测井仪为一圆柱体， 而井道内壁常常有非直线段的不规则内壁，在此情况下，仪器遇阻遇卡事 故时有发生，易导致仪器损坏或取得的某些资料不准确，导致解释错误， 漏掉了油层或气层，给石油勘探造成损失。
发明内容
本实用新型的目的是为解决上述问题，提供一种能够将多种探头集成 在一体，而不影响各探头的电子线路与相关设备连接；同时可以适应不规
则井道内壁、 一次下井可以测量常规裸眼井多种数据和套管井声、磁、放 的石油勘探多功能组合测井仪。
本实用新型所釆用的技术方案是 一种石油勘探多功能组合测井仪，在测井仪的上端设有马笼头，下端设有底鼻，在马笼头和底鼻之间装设有 多个探头、电子线路和配套短节，所述石油勘探多功能组合测井仪中马笼 头和底鼻之间包括有辅助测量探头、遥测/伽玛短节、自然伽玛能谱探头、
补偿中子探头、岩性密度-微球复合探头、连续测斜仪探头、高分辨率声 波测井仪探头、液压推靠器以及两个柔性短节；还包括有第一共用电子线 路短节和第二共用电子线路短节，用于连接各个探头的线路以及完成探测
数据釆集和传输功能；其中
所述辅助测量探头的上端与马笼头套接，下端与遥测/伽玛短节的上端 套接，遥测/伽玛短节的下端套接一柔性短节，该柔性短节的下端与自然伽 玛能谱探头的上端套接，自然伽玛能谱探头的下端与补偿中子探头的上端 套接，补偿中子探头的下端与第一共用电子线路短节套接，所述液压推靠 器的上端套接于第一共用电子线路短节，下端与另一柔性短节套接，该柔 性短节的下端与连续测斜仪探头套接，连续测斜仪探头的下端与第二共用 电子线路短节连接，第二共用电子线路短节与高分辨率声波测井仪探头套
接，高分辨率声波测井仪探头与下端的底鼻套接；
所述岩性密度-微球复合探头装设于液压推靠器上； 所述高分辨率声波测井仪探头的外壁上安装有扶正器。 进一步的，本实用新型石油勘探多功能组合测井仪可以在柔性短节的 下端与连续测斜仪探头之间套接一绝缘短节，在第二共用电子线路短节和 高分辨率声波测井仪探头之间，套接一双侧向测井仪探头，且该探头上安
装有扶正器；在高分辨率声波测井仪探头与底鼻之间装有一绝缘短节和四 臂独立井径仪。
进一步的，本实用新型石油勘探多功能组合测井仪还可以在连续测斜 仪探头的上端装有一四臂独立井径仪；在高分辨率声波测井仪探头和底鼻 之间，套接一双感应测井仪探头，且该探头上安装有扶正器。
依照上述技术方案，本实用新型具备测量裸眼井常规测量功能和套管 井部分测量功能；将自然伽马能谱探头、补偿中子探头、岩性密度-微球复合探头和液压推靠器的控制、信号处理和通讯电路集合设计到第一共用电 子线路上；将连续测斜仪探头、双侧向测井仪探头、高分辨率声波测井仪 探头和双感应测井仪探头的控制、信号处理和通讯电路集合设计到第二共
用电子线路上；将岩性密度-微球复合探头安装到液压推靠器上；将连续测
斜仪探头和第二共用电子线路套接组合在一起，利用其外壳设计为双侧向 探头的上电极并用绝缘短节与其它探头的外壳隔离，将高分辨率声波测井 仪探头设计为双侧向测井仪探头的下电极并用另一个绝缘短节与四臂井径
的外壳隔离；组合仪器中还有新设计的硬电极、CCL、辅助测量探头、独立 四臂井径仪、柔性短节等，使组合仪器在测井中正常工作，完成其它功能。 本实用新型的有益效果是
1. 本实用新型集多种探头于一体，各探头之间按一定顺序套装，且机 械连接方式一致，可以实现一次下井测量、釆集多种数据的目的，减少测 量时间，提高准确率。
2. 增加的柔性短节可以帮助测井仪在不规则井道、水平井道中顺利下 放，从而满足复杂井道测量的需要。
以下结合本实用新型石油勘探多功能组合测井仪的实施例及其附图， 对本实用新型作进一步说明。
图l是本实用新型一个实施例的整体结构示意图。
图2是本实用新型另 一个实施例的整体结构示意图。
图3是本实用新型探头上部的结构示意图。
图4是本实用新型探头下部的结构示意图。
图5是本实用新型两个探头连接时的结构示意图。
图中l.马笼头，2.底鼻，3.液压推靠器，4.扶正器，5.辅助测量探 头，6.遥测/伽玛短节，7.自然伽玛能谱探头，8.补偿中子探头，9.岩性密 度-微球复合探头，IO.连续测斜仪探头，11.高分辨率声波测井仪探头，
612.第一共用电子线路短节，13.第二共用电子线路短节，14.柔性短节，15. 双侧向测井仪探头，16.双感应测井仪探头，17.偏心器，18.滑靴，19.电 器连接插孔座，20.定位销，21.插孔，22.外壳，23.螺紋环，24.凹槽，25. 开环，26.开环垫，27.卡环，28.45°斜面，29.定位凹槽，30.电器连接插 针座，31.舌状销，32.止推销，33.销槽，34.插针，35.内螺紋，36.45° 倒角，37.密封圈，38.四臂独立井径仪，39.绝缘短节。
具体实施方式
本实用新型所提供的石油勘探多功能综合测井仪的结构请参照图1和 图2，该综合测井仪上端设有马笼头1,下端设有底鼻2，在马笼头和底鼻 之间装设有多个探头、电子线路和配套短节，包括辅助测量探头5、遥测/ 珈玛短节6、自然伽玛能谱探头7、补偿中子探头8、岩性密度-微球复合 探头9、连续测斜仪探头10、高分辨率声波测井仪探头11、液压推靠器3 以及两个柔性短节14;第一共用电子线路短节12和第二共用电子线路短节 13用于连接各个探头的线路，以及完成探测数据釆集和传输功能；各探头 以及短节之间按照上一个探头的下端与下一个探头的上端套接的方式顺序 套接在一起。具体为
辅助测量探头5的上端与马笼头1套接，下端与遥测/伽玛短节6的上 端套接，遥测/伽玛短节的下端套接一柔性短节14,该柔性短节的下端与自 然伽玛能谱探头7的上端套接，自然伽玛能谱探头的下端与补偿中子探头8 的上端套接，补偿中子探头的下端与第一共用电子线路短节12套接，液压 推靠器3的上端套接于第一共用电子线路短节12，下端与另 一柔性短节14 套接，该柔性短节的下端与连续测斜仪探头10套接，连续测斜仪探头的下 端与第二共用电子线路短节13套接，第二共用电子线路短节与高分辨率声 波测井仪探头ll套接，高分辨率声波测井仪探头与下端的底鼻2套接；岩 性密度-微球复合探头9装设于液压推靠器3上；高分辨率声波测井仪探 头11的外壁上安装有扶正器4。
本实用新型的探头部分还包括有硬电极和CCL。
7在图1所示的本实用新型的一个实施例中，在柔性短节的下端与连续 测斜仪探头之间套接一绝缘短节39，在高分辨率声波测井仪探头11与底鼻
之间也套接一绝缘短节39，并套接一四臂独立井径仪38;在第二共用电子 线路短节13和高分辨率声波测井仪探头11之间，套接一双侧向测井仪探 头15,且该探头上安装有扶正器4。其连接顺序为马龙头1、硬电极、CCL、 辅助测量探头5、遥测/伽玛短节6、柔性短节14、自然伽玛能谱探头7、 补偿中子探头8、第一共用电子线路12、液压推靠器3(装岩性密度-微球 复合探头9)、柔性短节14、绝缘短节39、连续测斜仪探头10、第二共用 电子线路13、双侧向测井仪探头15、高分辨率声波探头ll、绝缘短节39、 四臂独立井径仪38、底鼻2。
在图2所示的本实用新型的另一个实施例中，在连续测斜仪探头10的 上端装有一四臂独立井径仪38,在高分辨率声波测井仪探头11和底鼻2之 间套接一双感应测井仪探头16,且该探头上安装有扶正器4。其连接顺序 为马龙头l、硬电极、CCL、辅助测量探头5、遥测/伽玛短节6、柔性短 节14、自然珈玛能谱探头7、补偿中子探头8、第一共用电子线路12、液 压推靠器3 (装岩性密度-微球复合探头9)、柔性短节14、四臂独立井径 仪38、连续测斜仪探头IO、第二共用电子线路13、高分辨率声波探头ll、 双感应测井仪探头16、底鼻2。
上述两个实施例显示了本实用新型的两种套接组合方式。其中，第一 共用电子线路短节12是本实用新型中放射性仪器和微球仪器的数据处理中 心和通讯控制中心，它完成珈玛能谱、补偿中子、岩性密度、微球形聚焦 测井仪的数据采集，对各支探头进行实时控制和实现液压推靠器3的推收 控制。第二共用电子线路短节13内包括双侧向测井仪探头15、双感应测井 仪探头16、连续测斜仪探头10、高分辨率声波测井仪探头11的共用电子 线路，负责以上各个探头的控制和测井数据的传输，对地面发出的指令进 行解调，控制双侧向和双感应的刻度状态，以及高分辨率声波测井仪探头 11的增益控制；对连续测斜仪探头10、双感应测井仪探头16的测井数据进行釆集和传输；对双侧向测井仪探头15的发射信号进行功率控制并对测 井信号进行放大、滤波、检波、釆集、传输。
本实用新型中扶正器4的作用是在探测仪下井测试时，撑住井道内壁， 另安装了扶正器4的探头可以相对在井道内居中，不会偏向某一侧井壁太
多甚至贴靠在某一侧井壁上；而四臂独立井径仪38的作用则是在不规则井
道中仍能依靠其独立的四臂贴靠岩壁从而进行探测。
分别安装于遥测/伽玛短节6和自然伽玛能谱探头7之间，以及液压推 靠器3和连续测斜仪探头10之间的两个柔性短节14，是用于水平井中不规 则井(有弯曲非直线段)的井下测试仪器，使下井测试仪器能产生任意方 向的弯曲，从而能顺利地在井中上下移动自如，完成井下测试任务。柔性 短节14既起到两探头之间机械连接的作用，又完成电连接的作用，使两段 探头的电信号、数据及指令通畅。同时必须满足密封的要求，使地层中的 泥浆压力不致于进入测试仪器中。
在本实用新型的实施例中，补偿中子探头8外壁的一侧安装有一弓形 偏心器17,该偏心器17的两端通过设置在补偿中子探头8外壁上的两个滑 靴18与补偿中子探头8相连接。在测试仪下井后，弓形的偏心器17可以 撑在井道内壁上，将补偿中子探头8推靠在另一侧井道内壁上，由于有柔 性短节14的存在，通过偏心器17和柔性短节14相配合，可以保证自然伽 玛能谱探头7和补偿中子探头8都尽量贴靠在井壁上；而两个柔性短节14 之外的探头部分则可不受偏心器14的推靠影响；同时，液压推靠器3将岩
性密度_微球复合探头9推靠到井道一侧内壁，使其完成探测任务。
在本实用新型中，每个探头外壳上下端的连接结构一致，以保证各探 头之间可以顺利连接；其结构为每个探头的上端设有一电器连接插孔座 19，该电器连接插孔座19通过一个定位销20固定在探头外壳22上端；电
器连接插孔座19上设有31个插孔21;每个探头外壳22的上端，外壁直径 比壳体的其它部位直径小，在外壳的上端形成一个台阶，螺紋环23套装在 探头上部的外壳22上，并顶在所述台阶处；同时，探头上部外壳22的较
9小直径的外壁上有一圈凹槽24, —个开环25和与其配合使用的开环垫26 及卡环27安设于凹槽24内，该开环25的后端具有一个与螺紋环23和凹 槽24接触后形成的空间形状相适应的突出部分；开环25与开环垫26及卡 环27将螺紋环固定在仪器外壳22的上端；开环25前端为一圈45°斜面 28;探头外壳22前端的外壁上开有一定位凹槽29;同时，每个探头内下部 设有一电器连接插针座30,该电器连接插针座30包括一个舌状销31,该 舌状销31的位置和形状与探头外壳22前端外壁上的定位凹槽29相适应， 所述舌状销31上有一凸起的止推销32，该止推销32弹入探头内壁上的销 槽33内，从而固定电器连接插针座30。电器连接插针座上设有31个插针 34。探头外壳22下端内壁直径大于其中部内壁直径、与探头上部套装的螺 紋环23直径相适应，且其下端设有内螺紋35,该内螺紋35可与探头上部 套装的螺紋环23相螺接。
在本实用新型实施例中，探头外壳22下端内壁截面与内螺紋35之间 为45°倒角36,该45°倒角36与开环25前端的45°斜面28可以紧密贴 合在一起。
使用本实用新型时，相邻两个探头的套接组合方式为下方探头的上 端插入到上方探头的下端中，其中开环25、开环垫26及卡环27嵌套在凹 槽24内，同时顶住其下方的螺紋环23,将螺紋环23固定住，防止螺紋环 23从外壳22上拉脱；此时，下方探头上端套装的螺紋环23与上方探头下 端的内螺紋35拧接在一起，从而实现上下两个探头的套接，螺紋环23,开 环25,开环垫26承受探头间的轴向拉力，确保连接在一起的上下探头外壳 不会被拉开。
而上方探头中，电器连接插针座30通过位于舌状销31上的止推销32 弹入销槽33,将电器连接插针座30固定在上方探头内，同时限制了电器连 接插针座30在外壳22上的转动自由度。
下方探头中的电器连接插孔座19通过定位销20,限制了电器连接插孔 座19在外壳22上的转动自由度。当上下方探头套接时，上方探头中下部的舌状销31插入下方探头前端的定位凹槽29中，由于舌状销31的位置和
形状与定位凹槽29相适应，因此当上下方探头在连接时，舌状销31与定 位凹槽29的插接就起到了导向作用，从而保证电器连接插针座30上的插 针34与电器连接插孔座19上的插孔21同时准确地插在一体，完成线路连 接。
在本实用新型的实施例中，探头外壳22上部外壁上，位于凹槽24之 前的部分设有不少于一组密封圈37。这一设计使上下方探头的外壳间通过 密封圈37实现密封，防止外界高压进入探头内部。
本实用新型石油勘探多功能综合测井仪集多种探头于一体，可以实现 一次下井测量、釆集多种数据的目的，减少测量时间，提高测量、釆集数 据的准确率；同时增加的柔性短节可以帮助测井仪在不规则井道中顺利下 探，从而满足复杂井道测量的需要。
权利要求1. 一种石油勘探多功能组合测井仪，在测井仪的上端设有马笼头，下端设有底鼻，在马笼头和底鼻之间装设有多个探头、电子线路和配套短节，其特征在于所述石油勘探多功能组合测井仪中马笼头和底鼻之间包括有辅助测量探头、遥测/伽玛短节、自然伽玛能谱探头、补偿中子探头、岩性密度-微球复合探头、连续测斜仪探头、高分辨率声波测井仪探头、液压推靠器以及两个柔性短节；还包括有第一共用电子线路短节和第二共用电子线路短节，用于连接各个探头的线路以及完成探测数据采集和传输功能；其中所述辅助测量探头的上端与马笼头套接，下端与遥测/伽玛短节的上端套接，遥测/伽玛短节的下端套接一柔性短节，该柔性短节的下端与自然伽玛能谱探头的上端套接，自然伽玛能谱探头的下端与补偿中子探头的上端套接，补偿中子探头的下端与第一共用电子线路短节套接，所述液压推靠器的上端套接于第一共用电子线路短节，下端与另一柔性短节套接，该柔性短节的下端与连续测斜仪探头套接，连续测斜仪探头的下端与第二共用电子线路短节连接，第二共用电子线路短节与高分辨率声波测井仪探头套接，高分辨率声波测井仪探头与下端的底鼻套接；所述岩性密度-微球复合探头装设于液压推靠器上；所述高分辨率声波测井仪探头的外壁上安装有扶正器。
2. 根据权利要求1所述的石油勘探多功能组合测井仪，其特征在于 在柔性短节的下端与连续测斜仪探头之间套接一绝缘短节，在第二共用电子 线路短节和高分辨率声波测井仪探头之间，套接一双侧向测井仪探头，且该 探头上安装有扶正器；在高分辨率声波测井仪探头与底鼻之间装有一绝缘短 节和四臂独立井径仪。
3. 根据权利要求1所述的石油勘探多功能组合测井仪，其特征在于 在连续测斜仪探头的上端装有一四臂独立井径仪；在高分辨率声波测井仪探头和底鼻之间，套接一双感应测井仪探头，且该探头上安装有扶正器。
4. 根据权利要求1所述的石油勘探多功能组合测井仪，其特征在于 所述补偿中子探头外壁的一侧安装有一弓形偏心器，该偏心器的两端通过设 置在补偿中子探头外壁上的两个滑靴与补偿中子探头相连接。
5. 根据权利要求1至4任一项所述的石油勘探多功能组合测井仪，其 特征在于所述每个探头的上端设有一 电器连接插孔座，该电器连接插孔座通过一 个定位销固定在探头外壳上端；所述电器连接插孔座上设有31个插孔；所述每个探头外壳的外壁截面为台阶状，其中探头上部的外壳截面较 细， 一个螺紋环套装在探头上部的外壳上，并顶在所述台阶处，所述探头上 部外壳外壁上有一圈凹槽， 一个开环和与其配合使用的开环垫及卡环安设于 凹槽内，所述开环后端具有一与螺紋环和凹槽接触后形成的空间形状相适应 的突出部分；所述开环前端为一圈45°斜面；所述探头外壳前端的外壁上开有一定位凹槽；所述每个探头内下部设有一电器连接插针座，该电器连接插针座包括一 个舌状销，该舌状销的位置和形状与探头外壳上部外壁上的定位凹槽相适 应，所述舌状销上有一凸起的止推销，该止推销弹入探头外壳内壁上的销槽 内，从而固定电器连接插针座；所述电器连接插针座上设有31个插针；所述探头外壳下端内壁直径大于其中部内壁直径、与探头上部套装的螺 紋环直径相适应，且其下端设有内螺紋，该内螺紋可与探头上部套装的螺紋环相螺接；所述探头外壳下端内壁截面与内螺紋之间为45°倒角。
6. 根据权利要求5所述的石油勘探多功能组合测井仪，其特征在于 所述探头外壳上部外壁上，位于凹槽之前的部分设有不少于一组密封圈。
专利摘要本实用新型涉及一种用于勘探领域钻井探测的多功能组合测井仪，其上端设有马笼头，下端设有底鼻，在马笼头和底鼻之间装设有多个探头、电子线路和配套短节，所述探头包括辅助测量探头、遥测/伽玛短节、自然伽玛能谱探头、补偿中子探头、岩性密度-微球探头、连续测斜仪探头、高分辨率声波测井仪探头、双侧向测井仪探头、双感应测井仪探头以及四臂独立井径仪等；该组合测井仪还包括第一共用电子线路和第二共用电子线路，用于连接各个探头的线路以及完成探测数据采集和传输功能。本实用新型集多种探头于一体，一次下井可以测量、采集多种数据，减少了测量时间，提高了测量、采集数据的准确率。
文档编号E21B49/00GK201236701SQ20082010952
公开日2009年5月13日 申请日期2008年7月30日 优先权日2008年7月30日
发明者李英波 申请人:北京环鼎科技有限责任公司