本实用新型属于石油钻井随钻设备领域，具体涉及一种井下单芯总线随钻伽玛测量探管。
背景技术：
随钻伽玛测量设备是一种典型的地层评价设备，已经在石油钻井开发中广泛使用。随钻伽玛测量设备用于测量地层的本底伽玛辐射，评价地层的伽玛辐射水平，区分储层和岩层。
目前主要使用的随钻伽玛仪器有2种：探管式伽玛仪器和钻铤式伽玛仪器。探管式伽玛仪器采用探管式结构，使用NaI晶体和光电倍增管组合的伽玛探测器，通信协议一般为RS232或RS485等串行总线，耐温性能一般在125℃，连接结构采用螺旋线以及航空插头；钻铤式伽玛采用盖革米勒管传感器，通信协议为1553或CAN总线，连接方式为螺纹扣型和公母滑环。两种结构的伽玛仪器分别存在一定的缺陷：探管式伽玛仪器采用的通信总线耐温性能差，井下通信不稳定，螺旋线式连接结构装配不方便而且在井下振动下容易出现接触不良，测量数据在振动条件下容易受到噪声的影响；钻铤式伽玛结构较为复杂，运输不便利，公母滑环的连接方式也存在井下虚接的问题。
技术实现要素：
本实用新型提出一种井下单芯总线随钻伽玛测量探管，以解决现有伽玛测量仪器在连接方式和温度性能方面所存在的问题。本实用新型技术方案中，单芯总线同时提供电源和通信，可以减少接线数量，简化连接结构。
本实用新型采用如下技术方案来实现：一种井下单芯总线随钻伽玛测量探管，包括下端接头、下端插针结构、上端插针结构和上端接头；上端接头为带有单芯母插针的螺纹扣型，该螺纹扣型和外部螺纹配合时，单芯母插针和外部公插针连通，实现机械和电气的同步连接；下端接头为带有单芯公插针的螺纹扣型，该螺纹扣型和外部螺纹配合时，单芯公插针和外部母插针连通，实现机械和电气的同步连接；上端插针结构位于上端接头内，用于放置上端插针；下端插针结构位于下端接头内，用于放置下端插针。
优选地，所述上端插针和下端插针用导线直接连接。
优选地，所述井下单芯总线随钻伽玛测量探管还包括用于放置探管内部电路的电路骨架和用于放置伽玛传感器的伽玛传感器结构；电路骨架一端与上端插针结构连接，另一端与伽玛传感器结构的一端连接；伽玛传感器结构的另一端与下端插针结构连接。
优选地，所述探管内部电路包括：通信计数板、测量板、高压板和伽玛传感器，高压板分别与通信计数板和伽玛传感器连接，测量板分别与通信计数板和伽玛传感器连接；通信计数板计数伽玛射线并实现单芯总线通信；测量板将伽玛传感器的信号滤波放大后输出给通信计数板；高压板实现伽玛传感器需要的高压；伽玛传感器实现伽玛射线到电子脉冲信号的转换。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：
单芯总线同时提供电源和通信，可以减少接线数量，简化连接结构。单芯总线仅使用一个插针就可实现仪器的连接，避免了使用航空插头、螺旋线等结构导致的连接不稳定。单芯总线使随钻伽玛仪器的机械结构更为简化，采用单芯插针和螺纹配合的机械结构，可简化装配操作。本实用新型专利通过低功耗设计和芯片筛选等方式实现高温性能提升，将耐温提高到150℃。
附图说明
图1为本实用新型的机械结构示意图；
图2为本实用新型的电路结构框图；
图3为本实用新型的总线信号分离示意图；
图4为本实用新型的插针连接图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细的说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
本实用新型井下单芯总线随钻伽玛测量探管，参见图1-4，该探管的机械连接结构为插针式螺纹连接，上端接口为带有单芯插针的螺纹扣型接口，下端接口为带有单芯插针的螺纹扣型接口，上端接口和下端接口直接连通，探管可以直接连接其他仪器而不影响原系统的接口关系；电气连接接口为单芯总线，即供电和通信集成到一根线的通信总线，采用变压器实现单芯总线的电源和通信信号的分离。该探管采用高温150℃的NaI晶体和光电倍增管组合的伽玛传感器。该探管的保护筒为铍铜或不锈钢材质，耐压性能达到140MPa，耐温可以达到150℃，耐振动性能可以达到10G。
如图1所示，探管在机械结构上包括下端接头1、下端插针结构2、探管保护筒3、伽玛传感器结构4、电路骨架5、上端插针结构6和上端接头7。
探管的上端接头7为带有单芯母插针的螺纹扣型，该螺纹扣型和外部螺纹配合时，探管内部的单芯母插针可以和外部公插针连通，实现机械和电气的同步连接。探管的上端接头可以根据上部配合关系调整。上端插针结构6位于上端接头7内。
探管的下端接头1为带有单芯公插针的螺纹扣型，该螺纹扣型和外部螺纹配合时，探管内部的单芯公插针可以和外部母插针连通，实现机械和电气的同步连接。探管的下端接头可以根据下部配合关系调整。下端插针结构2位于下端接头1内。
探管保护筒3采用铍铜材料，直径为44mm，可以保证140MPa的耐压。探管保护筒可以根据耐压要求增加厚度和直径。
探管内部电路放置于电路骨架5上，伽玛传感器放置于伽玛传感器结构4中，电路骨架一端与上端插针结构连接，另一端与伽玛传感器结构的一端连接；伽玛传感器结构的另一端与下端插针结构连接。如图2所示，探管内部电路包括：通信计数板、测量板、高压板和伽玛传感器，高压板分别与通信计数板和伽玛传感器连接，测量板分别与通信计数板和伽玛传感器连接。通信计数板采用MCU计数伽玛射线并实现单芯总线通信；测量板将伽玛传感器的信号滤波放大后输出给通信计数板；高压板实现伽玛传感器需要的高压；伽玛传感器实现伽玛射线到电子脉冲信号的转换，伽玛传感器使用NaI晶体加光电倍增管的传感器模块，可根据系统要求选择不同参数的伽玛传感器。
探管内部电路通过变压器实现供电和通信信号的分离，如图3所示，其中31为外部总线，32为内部电源电路，33为通信正极信号接收电路，34为通信负极信号接收电路，35为供电通信隔离变压器。外部总线上的信号为耦合后的直流供电和交流通信信号。外部总线信号通过变压器后，交流的通信信号全部加载在变压器上，内部电源电路32接收的是直流供电信号；变压器上的交流通信信号被变压器比例放大后由通信正极信号接收电路33和通信负极信号接收电路34接收，通信正极信号接收电路33和通信负极信号接收电路34接收到的仅有交流通信信号。
探管内部电路中将测量板和伽玛传感器贴近摆放，缩短传感器的伽玛信号到测量板的距离，减少噪声的影响。测量板滤波放大后的伽玛信号输送到通信计数板，不受其他电路信号的影响，可以提高探管的抗噪声性能。
探管的通信计数板采用低功耗工作模式。在无外部通信时，通信计数板仅有计数功能工作；在有外部通信时，通信计数板的通信功能立即唤醒并响应通信命令。通过低功耗设计，降低探管的功耗，可提升探管的耐温性能。
如图4所示，探管的上端插针41和下端插针42在内部用导线直接连接。上端插针放入上端插针结构中，下端插针放入下端插针结构中，均使插针得到支撑和保护。探管上下两端均可连接其他仪器，探管可接入总线系统的任意位置。
本专利提供的单芯总线随钻伽玛测量探管，可以提高装配便利性和连接稳定性，同时提高耐温、耐压、耐振动性能。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。