专利名称：一种双伽玛测井仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种伽玛测井仪，特别是关于一种测量地层自然放射性物质所产生的伽玛射线的双伽玛测井仪。
背景技术：
将伽玛测井仪放到井下，测量地层放射性物质放射性强度的方法叫做自然伽玛测井(GR)，测量地层放射性物质放射性强度随深度变化的曲线，称为自然伽玛曲线。自然伽玛测井是目前常用的测井方法之一，作为一种古环境指示曲线，自然伽玛曲线以其灵敏、连续、方便等优点在科学钻探中发挥着日益重要的作用。基本原理测井技术于1927年起源于法国斯仑贝谢公司，1939年中国开始将测井技术应用于石油工业。70多年来，测井技术经历了从模拟测井到数字测井、数控测井、成像测井的发展历程，目前已发展成为十大石油学科之一。岩石中含有放射性元素，主要是钾⑷、钍(Th)、铀⑶等放射性元素，所以岩石的放射性强度决定放射性元素的含量，钾和钍与页岩中粘土矿物的出现关系非常紧密，而铀可能在碳酸盐岩中发现。自然伽玛测井测量天然发生的射线，伽玛测井仪通过测量放射性元素的强度对岩性进行精确判断。自然伽玛测井的应用如下划分岩性、进行地层对比、划分地质剖面、确定地层的泥质含量和解决与泥质含量有关的油矿地质问题，进行地层对比，跟踪射孔，寻找放射性矿物等。自然伽玛与自然电位测井相配合能很好的划分岩性和确定渗透性地层，自然伽玛测井的另一优点是在下套管井中测量。目前，通用的伽玛测井仪为单路伽玛探测器、高压供电电路、信号采集处理电路及其附属机械结构组成。在探测器或者处理电路出现故障的情况下，很难继续为钻井、测井提供有效的测量数据。
发明内容针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种双伽玛测井仪。为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案一种双伽玛测井仪，其特征在于它包括集成在数字板上的1553编码/解码器、控制开关、A/B单路计数器、多路复用器， 集成在模拟板上的高压模块、信号整形电路，以及双伽玛探测器，所述数字板、模拟板、双伽玛探测器均安装在伽玛骨架上；采集软件与1553编码/解码器进行总线信号传输，1553编码/解码器分别控制控制开关及多路复用器，控制开关控制高压模块，高压模块通过二线制连接方式连接到双伽玛探测器，双伽玛探测器输出伽玛信号，并通过信号整形电路整形为等幅等脉宽的脉冲信号，输出到A/B单路计数器，A/B单路计数器通过多路复用器输出单路选择信号返回到1553编码/解码器；所述双伽玛探测器分为A、B两组伽玛探测单元，相互独立地、对称性地布置在所述伽玛骨架的外圆柱面上，每组所述探测单元均由若干根盖革-米勒管组成，各所述盖革-米勒管与所述模拟板电连接，当总线信号为双伽玛α/Β单路计数选择信号时，采集软件有选择的进行A路或者B路伽玛脉冲计数值采样。所述数字板与模拟板之间通过25芯电连接器连接。每一所述伽玛探测单元的盖革-米勒管数量相同，都为6 10根，优选为8根。每一伽玛探测单元的盖革-米勒管在两端都是通过半环插装，所述半环卡在所述伽玛骨架上。各所述半环的外侧设置有挡环，所述挡环之间由拉筋拉拽，所述挡环上穿设防转螺钉。A、B两组伽玛探测单元之一与骨架插针位置对应，一骨架插座通过导线直连在所述插针上和模拟板总线插针上。本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、实时模式下，一般把来自两个探测器的计数率结合在一起，以便统计精度最优化。2、如果在其中一组探测单元出现故障的情况下，另外一个探测单元仍会产生伽玛射线记录，可以对测量结果进行有效性检查比较。3、本实用新型采用盖革米勒管组成伽玛探测器，盖革米勒管高压供电范围宽、高温工作温度宽不易损坏，且其输出伽玛信号幅值很大，易于从噪声信号中进行筛选。4、本实用新型电路对伽玛信号进行了等幅等脉宽处理，提高信号的稳定性和一致性，易于进行计数采样。5、本实用新型可以提供高精度的伽玛计数值，并可在高温150°C高温环境下连续稳定工作。7、测井仪与电阻率等传感器一起运行，可提供准确的岩性测井曲线。8、本实用新型可以以任何顺序与其它地层评价传感器组合起来，以使接近钻头的配置最优化。
图1是双伽玛测井仪电路原理图；图2是双伽玛测井仪结构布局图；图3是双伽玛测井仪外观示意图；图4是伽玛骨架图；图5是双伽玛探测器的一个实施例的横截面图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。双伽玛测井仪通常与电阻率等传感器一起运行，提供准确的岩性测井曲线。但是它必须与中央接口模块(CIM)子总线或工控机一起运行，靠它们提供电池电源。双伽玛测井仪可以以任何顺序与其它地层评价传感器组合起来，使接近钻头的配置最优化。如图1所示，本实用新型双伽玛测井仪由1553编码/解码器11、控制开关12、高压模块21、双伽玛探测器3、信号整形电路22、A/B单路计数器13、多路复用器14等电子模块及相应的机械结构4组成。1553编码/解码器11、控制开12关、A/B单路计数器13、多路复用器14模块集成在一数字板1上，高压模块21、信号整形电路22集成在一模拟板2上； 数字板与模拟板之间通过25芯电连接器连接。以工控机控制供电及总线信号传输为例，如图2所示，工控机5通过总线插针与数字板进行1553总线信号的传输，数字板1通过25芯电连接器将工控机输出电压连接到模拟板2，模拟板工作并对双伽玛探测器3进行高压供电。双伽玛探测器模块是由带有A、B两条独立探测电路的伽玛探测单元组成，可以进行两个独立的自然伽玛射线检测。本实用新型的双伽玛探测过程为工控机采集软件通过总线插针与数字板1553编码/解码器进行1553总线信号的传输，数字板通过25芯电连接器将工控机输出电压连接到模拟板为模拟板供电。同时， 数字板的控制开关控制模拟板高压模块，模拟板高压供电通过二线制连接方式连接到双伽玛探测器，为双伽玛探测器提供高压供电电压；同时，双伽玛探测器输出伽玛信号到模拟板，并通过模拟板的信号整形电路整形为等幅等脉宽的脉冲信号，输入到数字板的计数器。 1553总线信号分两类，分别为高压模块开关控制信号和双伽玛A/B单路计数选择信号。当总线信号为高压模块开关控制信号时，高压模块工作，为盖革-米勒管提供高压工作电压， 双伽玛测井仪处于采样状态；否则，高压模块关闭，盖革-米勒管不工作，双伽玛测井仪处于待机状态。当总线信号为双伽玛A/B单路计数选择信号时，工控机采集软件有选择的进行A路或者B路单路伽玛脉冲计数值采样，例如，当总线信号为A路单路选择信号时，A、B 两路伽玛探测单元同时工作，但是工控机采集软件只对A路伽玛探测单元进行伽玛脉冲计数值采样，即A/B单路计数器计数值通过多路复用器进行A或B单路计数选择输出，数字板 1553编码/解码器将伽玛计数值转换为1553总线信号输入到工控机采集软件。本实用新型双伽玛探测器3分为A、B两组伽玛探测单元，每一单元由几根盖革-米勒管31组成，数量相同，一般为6 10根，优选8根。盖革-米勒管是一种灌充有惰性气体的管，两端外接电线，一端连接到模拟板，另一端为地线。盖革-米勒管输出伽玛电压信号，此信号在模拟板上进行信号整形，整形为等幅等脉宽的脉冲信号，在数字板上进行伽玛信号计数，并通过工控机采集软件进行脉冲计数值采样。如图3、4所示，A、B两组伽玛探测单元对称性地，且每组均勻地布置在伽玛骨架41 外圆柱面上。以8根组合为例，两组共16根盖革-米勒管均布在伽玛骨架41的圆柱面外围，形成圆柱形状，夹紧并安装在伽玛骨架上。具体方式可以为，每组8根盖革-米勒管31 的两端都分别安装在半环42、43上，两组共四个半环在两端分别对合即形成一个完整的圆形卡在盖革-米勒管的外围。如图5所示，以一端为例，在两个半环42上分别安装8根盖革-米勒管，两个半环对合后形成一圆，然后卡在伽玛骨架上；另一端也如此。进一步地，在半环42、43的外侧各设置一挡环44、45，两个挡环之间由几根拉筋46 拉拽从而将内侧的半环42、43以及盖革-米勒管31轴向夹紧。进一步地，挡环44、45也可以是由两个半环合并而成。进一步地，在挡环44、45的径向上穿设防转螺钉。进一步地，在半环与挡环之间夹设弹垫，以调整间隙并调整拉紧力。在图3中，伽玛骨架41是根据钻铤的内径和盖革-米勒管的长度、线路板的长度、 密封面的大小及长度设计而成。在骨架上一半部分用于安装盖革-米勒管外(如上所述)， 另一半部分用于安装数字板1和模拟板2等电子部件。将调试合格的封好灌封胶的数字板和模拟板通过附件螺钉涂有螺纹锁固剂的25芯电连接器连接，整个电路板用涂有螺纹锁固剂的螺钉固定在图4所示的伽玛骨架电路板槽47内，同时，A组(或B组)伽玛探测单元与骨架插针48位置对应，以方便标记是哪一组探测单元。A、B两组伽玛探测单元地线、数字板地线、模拟板地线连接到地线螺钉上；A、B两组伽玛探测单元的高温高压供电导线分别与模拟板的两根高温高压供电导线连接。数字板电连接器总线连接到1553总线上。导线连接完毕，将连接完好的导线外面用白色螺旋套管缠绕；缠绕完毕，将接线完好的导线用黄色
5高温胶带缠绕固定在骨架上。骨架插座49通过导线直连在骨架插针48上和模拟板接插件总线插针上，电路板内高压输出通过高温高压线为伽玛探测器供电，当工控机为骨架插针 48供电时，整套伽玛检测系统工作，高压输出为伽玛探测器提供高压输出，伽玛计数值通过骨架插针48反馈给工控机。
权利要求1.一种双伽玛测井仪，其特征在于它包括集成在数字板上的1553编码/解码器、控制开关、A/B单路计数器、多路复用器，集成在模拟板上的高压模块、信号整形电路，以及双伽玛探测器，所述数字板、模拟板、双伽玛探测器均安装在伽玛骨架上；采集软件与1553编码/解码器进行总线信号传输，1553编码/解码器分别控制控制开关及多路复用器，控制开关控制高压模块，高压模块通过二线制连接方式连接到双伽玛探测器，双伽玛探测器输出伽玛信号，并通过信号整形电路整形为等幅等脉宽的脉冲信号，输出到A/B单路计数器，A/B单路计数器通过多路复用器输出单路选择信号返回到1553编码 /解码器；所述双伽玛探测器分为A、B两组伽玛探测单元，相互独立地、对称性地布置在所述伽玛骨架的外圆柱面上，每组所述探测单元均由若干根盖革-米勒管组成，各所述盖革-米勒管与所述模拟板电连接，当总线信号为双伽玛A/B单路计数选择信号时，采集软件有选择的进行A路或者B路伽玛脉冲计数值采样。
2.如权利要求1所述的一种双伽玛测井仪，其特征在于所述数字板与模拟板之间通过25芯电连接器连接。
3.如权利要求1所述的一种双伽玛测井仪，其特征在于每一所述伽玛探测单元的盖革-米勒管数量相同，都包括6 10根。
4.如权利要求1或2或3所述的一种双伽玛测井仪，其特征在于每一所述伽玛探测单元都包括8根盖革-米勒管。
5.如权利要求1或2或3或所述的一种双伽玛测井仪，其特征在于每一伽玛探测单元的盖革-米勒管在两端都是通过半环插装，所述半环卡在所述伽玛骨架上。
6.如权利要求4所述的一种双伽玛测井仪，其特征在于每一伽玛探测单元的盖革-米勒管在两端都是通过半环插装，所述半环卡在所述伽玛骨架上。
7.如权利要求5所述的一种双伽玛测井仪，其特征在于各所述半环的外侧设置有挡环，所述挡环之间由拉筋拉拽，所述挡环上穿设防转螺钉。
8.如权利要求6所述的一种双伽玛测井仪，其特征在于各所述半环的外侧设置有挡环，所述挡环之间由拉筋拉拽，所述挡环上穿设防转螺钉。
9.如权利要求1或2或3所述的一种双伽玛测井仪，其特征在于A、B两组伽玛探测单元之一与骨架插针位置对应，一骨架插座通过导线直连在所述插针上和模拟板总线插针上。
10.如权利要求5所述的一种双伽玛测井仪，其特征在于A、B两组伽玛探测单元之一与骨架插针位置对应，一骨架插座通过导线直连在所述插针上和模拟板总线插针上。
专利摘要本实用新型涉及一种双伽玛测井仪，由1553编码/解码器、控制开关、高压供电模块、盖革-米勒管组成的双伽玛探测器、信号整形电路、双伽玛计数器、多路复用器等电子模块及相应的机械结构组成。双伽玛测井仪伽玛探测器模块由带有两条独立探测电路的两个对立面的盖革-米勒管探测单元组成，可以进行两个独立的自然伽玛射线探测。本实用新型可以提供高精度的伽玛计数值，而且本实用新型可在150℃高温环境下连续稳定工作。
文档编号E21B47/00GK201982089SQ20102069158
公开日2011年9月21日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者何保生, 冯泽东, 吴光武, 姜伟, 常永旺, 李汉兴, 武广瑷, 王聪, 石岩峰, 石峻峰 申请人:中国海洋石油总公司, 中天启明石油技术有限公司, 中海石油研究中心