井下随钻测量总成的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种井下随钻测量总成，主要解决了现有井下随钻测量总成受地层及井内流体性质影响，标准层不容易准确选择的问题。该井下随钻测量总成包括井下仪器和地面系统，井下仪器包括非磁悬挂钻铤短节（1），脉冲发生器（2），定向探管（3），电磁波电阻率测井短节，以及电源模块，井下仪器还包括前端与定向探管（3）连接，后端通过穿心扶正器（5）与电磁波电阻率测井短节连接的伽马探管（4），该伽马探管（4）包括与定向探管（3）连接的航空插头连接线（41），与该航空插头练级线（41）连接的主控电路板（42），以及受主控电路板（42）控制的伽马检测模块、闪烁计数器和光电倍增管。
【专利说明】井下随钻测量总成
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种井下随钻测量仪器，具体的说，是涉及一种井下随钻测量总成。
【背景技术】
[0002]为了解决复杂油气资源勘探开发过程中的储层识别和地质导向技术问题，需要使用随钻地质参数测量系统，以实现对定向井、水平井井眼轨迹和储层特性实时监测并指导完成井眼轨迹控制。现有技术中，井下随钻测量总成的井下仪器主要包括脉冲发生器、定向探管、电源模块、非磁悬挂钻铤短节、电磁波电阻率测井短节等部件，功能在于对钻具姿态的描述及传输功能，包括测量点的井斜、方位、工具面、温度等，但是，现有的井下仪器测量受地层及井内流体性质影响，标准层不容易准确选择，进而导致了定向探管测量的井斜、方位、工具面、温度等数据与实际相差较大。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提供一种结构紧凑、设计合理且不受地层及井内流体性质影响的井下随钻测量总成。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0005]井下随钻测量总成，包括井下仪器和地面系统，其中，井下仪器包括非磁悬挂钻铤短节，安装于非磁悬挂钻铤短节内的脉冲发生器，测取井眼参数并为测取到的各项井眼参数进行处理编码、控制脉冲发生器向地面系统发送脉冲信号的定向探管，电磁波电阻率测井短节，以及为脉冲发生器、定向探管和电磁波电阻率测井短节供电的电源模块，井下仪器还包括前端与定向探管连接，后端通过穿心扶正器与电磁波电阻率测井短节连接的伽马探管，该伽马探管包括与定向探管连接的航空插头连接线，与该航空插头练级线连接的主控电路板，以及受主控电路板控制的伽马检测模块、闪烁计数器和光电倍增管。
[0006]进一步的，所述伽马探管还包括抗压筒，所述航空插头连接线、主控电路板伽马检测模块、闪烁计数器和光电倍增管均设置在抗压筒内。
[0007]再进一步的，在抗压筒靠近定向探管的一端端部还设有防尘盖。
[0008]其中，所述地面系统包括用于接收脉冲发生器发出的脉冲信号的立管压力传感器，与立管压力传感器连接的解码箱，以及与该解码箱连接的工控机。
[0009]更进一步的，所述地面系统还包括与工控机无线连接的无线司钻显示器。
[0010]与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于:
[0011](I)本实用新型结构设计紧凑、合理，实现方便。
[0012](2)本实用新型在定向探管与电磁波电阻率测井短节之间设有一个伽马探管，通过该伽马探管测量井孔剖面内岩石中自然存在的放射性核素(K、U、Th等)在核衰变过程中放射出的伽马射线强度大小，来确定岩性剖面、估算泥质含量及进行地层对比，同时，伽马探管接收到岩石自然放射线照射后，输出与所接收信号成正比的电脉冲数，根据该电脉冲数得到该区域的伽马射线数量，然后绘制出标准的测井曲线，其不受地层及井内流体性质影响，标准层易选，尤其适用于油水过度带。
[0013](3)本实用新型与现有技术相比，不仅具备新颖性和创造性，而且其材质均为普通材质，价格低廉，具备非常高的实用性和市场竞争力，为其大范围的推广应用，奠定了坚实的基础。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的系统框图。
[0015]图2为本实用新型中的伽马探管的结构示意图。
[0016]其中，附图标记所对应的名称:1-非磁悬挂钻铤短节，2-脉冲发生器，3-定向探管，4-伽马探管，5-穿心扶正器，6-立管压力传感器，7-解码箱，8-工控机，9-无线司钻显示器，41-航空插头连接线，42-主控电路板，43-抗压筒，44-防尘盖，45-伽马检测模块。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
[0018]如图1、2所示，本实施例提供了一种井下随钻测量总成，包括井下仪器和地面系统。其中，井下仪器包括非磁悬挂钻铤短节1，安装于非磁悬挂钻铤短节I内的脉冲发生器2，测取井眼参数并为测取到的各项井眼参数进行处理编码、控制脉冲发生器向地面系统发送脉冲信号的定向探管3，电磁波电阻率测井短节，以及为脉冲发生器、定向探管3和电磁波电阻率测井短节供电的电源模块。
[0019]脉冲发生器，选用往复震荡式正压力泥浆脉冲发生器，其主要由定转子总成、无刷直流电机、流量开关和控制电路等组成。脉冲发生器按照定向探管中主控制模块的数据传送要求，通过命令其转子的往复开关来形成正压力脉冲序列，由泥浆传送到地面循环路线中的立管压力传感器，立管压力传感器接收到脉冲序列并传送至解码箱。
[0020]非磁悬挂钻铤短节的作用主要在于为磁性测斜仪器提供一个没有磁干扰的工作环境，防止钻柱磁场对磁性测斜仪器的影响。
[0021]定向探管主要由定向测量功能模块，电源供应和主控制模块等核心功能模块组成，其中定向测量功能模块的关键元器件包括由世界著名厂家生产的三轴加速器、三轴磁力仪，是测量井眼参数井斜、方位和工具面的核心元器件。定向探管为现有成熟的技术，因此，本实施例不作赘述。
[0022]电源模块，为脉冲发生器、定向探管3和电磁波电阻率测井短节提供电能。每根电池由10节3.6V DD型高温锂亚硫酰氯电池芯串联组成，共36V。电池串联后装入玻璃钢外壳内，抽真空灌入高强度灌封胶，可承受井下剧烈振动及扭弯力矩。电源模块为现有成熟的技术，因此，本实施例不作赘述。
[0023]电磁波电阻率测井短节，提供实时补偿测量，及时测量、消除泥浆侵入的影响，并消除井筒因素的影响来提高数据的精度。可以应用于各种类型的井眼，可进行地质导向、井眼纠正、孔隙压力趋势分析、套管下深选择、代替测井、起钻测井作业等。电磁波电阻率测井短节为现有成熟的技术，因此，本实施例不作赘述。
[0024]进一步的，本实施例中，井下仪器还包括前端与定向探管3连接，后端通过穿心扶正器5与电磁波电阻率测井短节连接的伽马探管4，该伽马探管4包括与定向探管3连接的航空插头连接线41，与该航空插头练级线41连接的主控电路板42，以及受主控电路板42控制的伽马检测模块45、闪烁计数器和光电倍增管。
[0025]再进一步的，伽马探管4还包括抗压筒43，航空插头连接线41、主控电路板42伽马检测模块、闪烁计数器和光电倍增管均设置在抗压筒43内。在抗压筒43靠近定向探管3的一端端部还设有防尘盖44。
[0026]伽马探管测量井孔剖面内岩石中自然存在的放射性核素(K、U、Th等)在核衰变过程中放射出的伽马射线强度大小，来确定岩性剖面、估算泥质含量及进行地层对比。作为传统的非储集层页岩(Shale)里含有大量的钾(potassium)和其它放射性元素，伽马探管检测到的伽马射线数量(count)就相对较高。而储集层内岩石放射性元素较少，伽马探管检测到的伽马射线数量相对就比较低，根据上述原理，伽马探管接收到岩石自然放射线照射后，输出与所接收信号成正比的电脉冲数，根据深度跟踪系统记录的深度，通过对井眼尺寸、泥浆比重、钻铤材质进行修正，得到该区域的伽马射线数量，然后绘制出标准的测井曲线，其不受地层及井内流体性质影响，标准层易选，尤其适用于油水过度带。
[0027]本实施例中，伽马探管中的闪烁计数器及光电倍增管坚固耐用，确保了伽马探测的准确性和及时性，闪烁计数器及光电倍增管负责把测得的自然伽马数据转换为API单位数据输出。
[0028]地面系统完成对泥浆压力信号的采集、处理、辨识及显示功能，本实施例中，地面系统包括用于接收脉冲发生器2发出的脉冲信号的立管压力传感器6，与立管压力传感器6连接的解码箱7，以及与该解码箱7连接的工控机8。其中，工控机具有编码脉冲检测、解码、数据处理、计算和数据显示与输出。为了更好的实现本实施例，，地面系统还包括与工控机8无线连接的无线司钻显示器9。通过无线司钻显示器直观显示测量的各项井眼参数:井斜角、井斜方位角、磁性工具面角或高边工具面角等。
[0029]本实用新型的工作过程:定向探管检测仪器所处位置的井斜、方位、温度、旋转状态等参数，编码后发送指令给脉冲器发生器，脉冲器发生器通过开关阀片造成钻井液循环系统的压力按照编码规律进行变化，地面系统的立管压力传感器检测到这些压力变化，通过解码箱滤波解码，通过工控机在仪器房里显示出仪器工程师需要监控的数据，同时工控机通过路由器和天线把井斜方位等参数传送到钻台上的无线司钻显示器，司钻与定向井工程师看到传送来的参数后决定如何调整钻进参数，使钻柱沿着设计的轨迹钻进。
[0030]按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述设计原理的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型所公开的结构基础上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.井下随钻测量总成，包括井下仪器和地面系统，其中，井下仪器包括非磁悬挂钻铤短节(1)，安装于非磁悬挂钻铤短节(I)内的脉冲发生器(2)，测取井眼参数并为测取到的各项井眼参数进行处理编码、控制脉冲发生器向地面系统发送脉冲信号的定向探管(3)，电磁波电阻率测井短节，以及为脉冲发生器、定向探管(3)和电磁波电阻率测井短节供电的电源模块，其特征在于:井下仪器还包括前端与定向探管(3)连接，后端通过穿心扶正器(5)与电磁波电阻率测井短节连接的伽马探管(4)，该伽马探管(4)包括与定向探管(3)连接的航空插头连接线(41)，与该航空插头练级线(41)连接的主控电路板(42)，以及受主控电路板(42)控制的伽马检测模块、闪烁计数器和光电倍增管。
2.根据权利要求1所述的井下随钻测量总成，其特征在于，所述伽马探管(4)还包括抗压筒(43)，所述航空插头连接线(41)、主控电路板(42)伽马检测模块、闪烁计数器和光电倍增管均设置在抗压筒(43)内。
3.根据权利要求2所述的井下随钻测量总成，其特征在于，在抗压筒(43)靠近定向探管(3)的一端端部还设有防尘盖(44)。
4.根据权利要求1至3任一项所述的井下随钻测量总成，其特征在于，所述地面系统包括用于接收脉冲发生器(2)发出的脉冲信号的立管压力传感器(6)，与立管压力传感器(6)连接的解码箱(7)，以及与该解码箱(7)连接的工控机(8)。
5.根据权利要求4所述的井下随钻测量总成，其特征在于，所述地面系统还包括与工控机(8)无线连接的无线司钻显示器(9)。
【文档编号】E21B47/12GK203729985SQ201320753255
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】黄彬, 何理斌, 蒋汶震, 王二晓 申请人:成都西油联合石油天然气工程技术有限公司