专利名称:钻孔测井设备的改进的制作方法
本发明是关于钻孔测井设备，特别是关于那种有一个带放射源的探测器下到井孔中，反射回来的信号由探测器中的接收机收集并传送到地面上的远地设备进行分析的那种类型的钻孔测井设备。
普通钻孔测井设备是用一个底部有一个放射强度约为五十毫居里的放射源的长套管式探测器进行钻孔测井的。在套管内从放射源往上每隔一定间距分别设有三个探测晶体。离放射源最近的晶体即为高分辨率晶体，再往上的一个晶体即为长间距晶体。第三个晶体离放射源尽可能远，设在套管顶部，它探测着从周围地层来的自然伽玛辐射。第一和第二个晶体收集从放射源辐射线所经的地层反射回来的辐射信息。
套管用电缆接到地面，电缆不仅用以把套管吊挂起来，而且也作为导线把来自套管中晶体的信号传送到地面。它具有多种功能。电缆通常有多根其强度足以支持套管的缆心，和彼此分隔的导线缆心，其中一根导线缆心用以传输来自各晶体的信号，还有一根电源芯线把电力从地面传送到套管。全部芯线都包在一个接地外皮内。
这种公知的钻孔测井设备有两个主要缺点。第一个缺点是放射源的放射强度要求将各晶体与放射源隔开一段距离，因而需要相当长的套管。套管长度一般3至10米，因此相当重，需要结实的电缆支持它。此外，电缆具有多根芯线，也加重了电缆的重量，因而地面上需要设一个坚固的卷缆设备。另外，公知的测井设备只能用在一定限度的井深，不然，电缆的强度就不足以承受自身和探测器的重量。
显然，如果能使探测器和电缆的体积减小，重量减轻，那么探测器就可用于更深的深井。本发明的一个目的即是提供一种经过改进能在如今已能挖掘的更深的深井中工作，并且本身的固有安全性比已知设备更高的钻孔测井设备。
本发明的钻孔测井设备包括一个探测器及一根与其相联的用于在井孔中支持探测器并将来自探测器的信号传送到地面上远地设备的电缆。探测器包括有一个放射强度相当低的放射源和多个在探测器中成行排列并和电缆中的单根芯线连接用以将来自各晶体的不同电压电平的脉冲信息传送到远地设备的探测晶体。探测器的电源也是通过这根电缆供应的。
各电压电平均为直流电，最好是6至24伏电压级。电力一般是从与远地设备相联的电源沿着电缆供应的。探测器中最好设三个探测晶体，两个晶体设在放射源附近，一个晶体远离放射源以便探测自然辐射。
放射源的放射强度相当低，不超过5毫居里，最好为3毫居里级。
远地设备可设在井孔顶部或井孔附近，可以是钻井装置的一部分或独立地设在井孔上方。远地设备最好包括深度指示器和诸如盒式磁带那样的记录装置，用以记录来自三个晶体的信号。
为了易于理解本发明的内容，这里就根据本发明的钻孔测井设备的一个实施例，并参照所附的通过井孔的剖面示意图加以说明。
现在参看附图。图中，地1中钻有其整个长度衬以光滑钢套管3的井孔2。监控测井装置4位于井孔2顶部，装在一个包括卷缆装置(图中未示出)的井架上，并接到一个供应230伏交流或24伏直流调节电压的便携式发电机5。从装置4通过单心电缆导线6垂吊，把探测器7吊在地面以下约250米深处。
探测器7包括在其底部有一个3毫居里的放射源8，紧挨8上方即为高分辨率晶体9，晶体9上方即为第二个晶体10-一个长间距晶体。这两个晶体基本上都是密度检测器。在探测器7顶部还有一个检测来自周围地层的自然伽玛辐射的晶体11。
探测器7总长为1米。探测器7与电缆导线6相连，在其内部藉此电缆导线接至各晶体9、10、11。
当电源加到探测器上时，各晶体产生信息，通过电缆导线6的单根芯线将此信息以三种不同的调制的电压电平传送到装置4。
装置4包括一个装有记录信息用的录音盒式磁带的盒式磁带单元12、一个深度指示器13和一个卷缆控制器14。
盒式磁带12能记录长达600米的测井情况而无需更换磁带。测井完毕后，可将盒式磁带送到别处的实验室，因而无需在现场设置流动实验室。
在盒式磁带12上记录，这个特点是要比原先各种方法大为有利的。原先的方法需要在现场设实验棚车，用以在信号从探测器传来时对信号进行分析。这就是说，在钻井过程中，棚车有大部分时间是闲置不用的，因而利用率低。分析能在远地进行意味着可以提高设备的利用率，节约设备使用费，减少运到车辆难以到达地带的设备数量。
采用低值放射源意味着几乎没有因放射而产生危害的危险性。在实际应用实例中，采用铯137放射源时只需用1毫居里至3毫居里的放射强度。值得重视的是，和先前采用相当于50至100毫居里放射源的设备相比，对人体的任何辐射危险性是大大地减少了。而放射源大小等级的改变并不影响密度的等效测量结果。
采用带三个电压电平脉冲的单根电缆将三个调制电压电平脉冲下送、再返回的作法大大减轻了电缆的重量，因而可以加大测井深度;并且，探测器中的电缆卷扬设备也可以比原先的设备小巧，因而更易于送到交通困难的偏僻地区。
权利要求
1.一种钻孔测井设备，它包括一个探测器及一根与其相联的用于在井孔中支持探测器并将来自探测器的信号传送到地面上远地设备的电缆，其特征在于，探测器包括有一个放射强度相当低的放射源，和多个在探测器中成行排列并和电缆中的单根芯线连接用以将不同电压电平的脉冲将信息从各晶体传送到远地设备的探测晶体，探测器的电源也是通过这根电缆供应的。
2.如权利要求
1所述的设备，其特征在于，其中的电压电平是直流电，且为6至24伏的电压级。
3.如权利要求
1或2所述的设备，其特征在于，通过电缆的单根芯线供应给探测器的电源是从远地设备中的或与远地设备相联的电源供应的。
4.如上述任何一项权利要求
所述的设备，其特征在于，该设备包括装在探测器中的三个探测晶体，其中两个晶体设在放射源附近，另一个晶体远离放射源，该远离放射源的晶体用以探测自然辐射。
5.如上述任何一项权利要求
所述的设备，其特征在于，放射源的大小不超过5毫居里。
6.如权利要求
5所述的设备，其特征在于，放射源的大小为3毫居里级。
7.如上述任何一项权利要求
所述的设备，其特征在于，远地设备设在井孔顶部或井孔附近，并且作为钻井装置的一部分。
8.如上述任何一项权利要求
所述的设备，其特征在于，远地设备包括一个深度指示器和用于记录来自探测晶体的信号的记录装置。
9.如权利要求
8所述的设备，其特征在于，记录装置是一个盒式磁带。
10.本质上如以上参照附图所述的设备。
专利摘要
一种测量钻孔用的探测器(7)有一个低辐射能级(一般为3毫居里)的放射源(8)和三个探测器件(9、10、11)。一根单心电缆(6)输电给探测器并将来自探测器件的数据传送回至包括一个记录器(12)的远地设备(4)。
文档编号E21B47/00GK86106539SQ86106539
公开日1987年4月22日 申请日期1986年10月18日
发明者阿瑟·查尔斯·布朗 申请人:布朗电子有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan