专利名称：测井装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测井装置，特别地涉及一种用于测量地质剖面上地层的物理参数的测井装置。
背景技术：
当前，在煤炭行业中，为了确定煤层空间位置、研究沉积环境、解释煤岩力学性质、 解决水文地质问题等，经常需要进行煤田测井，这是针对煤田地质的一种很重要的勘探手段。在测井过程中，通常将多种专门仪器放入钻开的井内，沿着井身测量钻井地质剖面上地层的各种物理参数(例如，电阻率、自然电位、密度、声波等)，然后利用这些物理参数和地质信息(泥质含量、孔隙度、饱和度、渗透率等)之间应有的关系，采用特定方法将测井信息加工转换成地质信息，从而研究地下岩石物理性质与渗透特性，进而寻找和评价矿藏资源。通常，采集测井数据的各种测井仪器由三部分构成各种井下仪器；绞车、电缆及井口装置；地面测量、记录和控制系统。井下仪器的主体是探测器，另外，还设置电子线路、机械部件及钢外壳。探测器将地层的物理性质转换成电信号传送给地面记录系统。地面记录系统一方面在地面上给井下仪器供电，对井下仪器实行测量控制，另一方面接收和处理井下仪器传来的测量信号，并将测量信号转换成测井物理参数加以记录。当前的测井技术采用绞车上所铠装的电缆拉动孔内探棒来采集岩层数据，该岩层数据通过铠装电缆上传至地面记录系统中的数据采集设备。该数据采集设备再将岩层数据上传至电脑，例如在电脑中形成图像进行分析解释。然而，采用上述测井技术，特别在密度测井时，探棒需要携带放射源，在井下深空或成空条件不好的情况下探棒容易被卡住。另外，探棒所携带的放射源属于危险品，如果因为操作不当而滞留井下，容易造成安全事故或者引发环境污染。
实用新型内容本实用新型提供了一种用于测量地质剖面上地层的物理参数的测井装置，旨在克服现有技术中存在的上述缺陷。具体而言，本实用新型提供一种用于测量地质剖面上地层的物理参数的测井装置，包括用于感应地层中各种物理参数的数据传感部分；用于对物理参数进行采集处理的数据采集处理部分，数据传感部分连接到数据采集处理部分；用于对数据进行存储的数据存储部分，数据采集处理部分连接到数据存储部分。优选地，测井装置包括井下测井装置和地面测井装置。优选地，数据采集处理部分由C8051f020单片机构成。优选地，数据存储部分为数据存储模块，其包含用于存储数据的SD卡。[0014]优选地，数据采集处理部分连接有一个时钟产生器件。更优选地，时钟产生器件由时钟芯片dsl2c887构成。优选地，数据传感部分包括一个或多个传感器，所述传感器选自自然伽马传感器、 人工伽马传感器、电阻率传感器、倾斜度传感器、方位角传感器、声波传感器中的一种或多种。优选地，数据采集处理部分经由水银开关连接到电源。更优选地，在地面测井装置中，数据传感部分包括滑轮计深器，滑轮计深器中具有用于将转动量转化为深度数据的光电编码器。根据本实用新型的测井装置不使用绞车、发电机以及专用车辆，简化了整个系统结构，且功能齐全，传感器的设置可自由组合。该测井装置整体设备轻便且体积小，可以灵活使用。特别地，根据本实用新型的测井装置不使用电缆通信，从而使整体装置小巧且低功耗。同时，放射源密闭性能好，减少操作人员的受辐射量。地下测井装置由于固定在钻具中深入钻孔，也不会滞留在地下，有效地减少了环境污染。
图1示出根据本实用新型的井下测井装置的结构图；图2示出根据本实用新型的地面测井装置的结构图。
具体实施方式
在下文中，相同的附图标记指代相同的元件。本实用新型的测井装置主要包括数据传感部分、数据采集处理部分、数据存储部分，其中，数据传感部分感应出地层中的各种物理参数，数据传感部分连接到数据采集处理部分，由此，数据采集处理部分对数据传感部分所感应到的各种物理参数进行采集处理，数据采集处理部分进一步连接到数据存储部分，因此，所采集处理的各种数据将存储在数据存储部分中。数据存储部分可单独从测井装置中取出，随后例如采用电脑对数据存储部分中所存储的数据进行分析解释。本实用新型的测井装置既可用于井下数据采集，此时可称为“井下测井装置”，也可用于地面计深，此时可称为“地面测井装置”。在进行井下数据采集时，首先采用钻具在岩层中钻出一钻孔，井下测井装置可放置在岩心管中固定在钻具上从而随钻具上下灵活移动。图1示出根据本实用新型的井下测井装置的结构图。如图1所示，井下测井装置100包括数据传感部分101、数据采集处理部分102、数据存储部分103。数据传感部分101由一个或多个传感器组成。数据采集处理部分102可由c8051f020单片机构成，数据存储部分103可为数据存储模块，数据串口输出直接存储在 SD卡内，通信速率可根据SD卡内配置文件自行设置。优选地，数据采集处理部分102连接有一个时钟产生器件104，该时钟产生器件每个固定时间(例如，每一帧)标记数据，从而可以在随后的数据分析解释时按照统一时间对数据进行组合。更优选地，该时钟产生器件采用时钟芯片dsl2c887。所述传感器包括自然伽马传感器、人工伽马传感器、电阻率传感器、倾斜度传感器、方位角传感器、声波传感器等传感器中的一种或多种。下文中将重点介绍自然伽马传感器。自然伽马传感器负责测量地层内岩石的自然放射性强度。在煤田测井中利用自然伽马测井，主要解决岩层的划分与地层的对比。自然伽马传感器能够感测到来自钻孔岩层中的放射性元素的伽马射线。在自然界中，沉积岩都有不同程度的放射性，沉积岩中的放射性元素的含量与岩石成分与沉积条件相关，沉积岩的自然放射强度可分为强、次强、中等、弱、次弱五种类型。 岩层内的放射性元素在蜕变过程中发射出三种射线，其中伽马射线穿透力腔易于探测而应用于测井中。伽马射线经过伽马传感器的闪烁晶体的过程中，晶体发出微弱的光。优选地，还可以使伽马传感器连接有一光电倍增管，光电倍增管中包含NaI晶体， 伽马传感器所传感的数据可经过光电倍增管放大，从而使数据采集处理部分102能够更容易地对相应数据进行采集处理。接着再介绍人工伽马传感器。人工伽马传感器采用孔隙度测井方法，其原理是根据被探测物体的密度大小对伽马射线产生康普顿效应形成的效果来进行探测。不同的岩石具有不同的密度，利用不同的密度划分不同的岩层。在采用人工伽马进行密度测井时，可采用同位素Csl37，其在衰变过程中可放出0. 66MeV能量的伽马射线。 该伽马射线在与物质相互作用过程中能量发生衰减而消失。在能量衰减过程中发生的康普顿效应与被探测物体的密度成正比关系。优选地，数据采集处理部分可经由水银开关连接到电源。例如，图1所示的数据采集处理部分102经由水银开关105连接到电源106。当钻机提起钻具时处于垂直状态的水银开关就可以导通测井装置的整个电路从而开始进入倒计时工作。倒计时结束时数据采集处理部分102才开始采集数据，并进而将数据存储在数据存储部分103中。在测井过程完成之后，可以放平测井装置，从而使水银开关处于水平状态，从而使测井装置断电而停止工作。在此情况下，就可以取出存储在数据存储部分103中的数据内容进行分析解释。上文提到，本发明的测井装置，除了井下测井装置外，还可包括地面测井装置。图2示出根据本实用新型的地面测井装置200的结构图。地面测井装置200包括数据传感部分201、数据采集处理部分202、数据存储部分203。地面测井装置主要用来测量钻井的深度。如图2所示，数据传感部分201在此处可理解为滑轮计深器。在钻机的提引器带动钻具上下作业时，钢丝绳带动计深器转动。计深器中具有光电编码器201a，用于将转动量转换为深度数据。光电编码器201a随着滑轮的转动输出相应深度数据，该电压再由数据采集处理部分202采集。优选地，数据采集处理部分202也连接有时钟产生器件204。在时钟产生器件204的作用下，每组电压可在标记时间后进行数据存储，从而将相应数据存储在数据存储部分203中。本实用新型所采用的测井装置不使用绞车、发电机以及专用车辆，简化了整个系统结构，且功能齐全，传感器的设置可自由组合。该测井装置整体设备轻便且体积小，可以灵活使用。特别地，根据本实用新型的测井装置不使用电缆通信，从而使整体装置小巧且低功耗。同时，放射源密闭性能好，减少操作人员的受辐射量。地下测井装置由于固定在钻具中深入钻孔，也不会滞留在地下，有效地减少了环境污染。本领域技术人员还可以理解的是，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施例，所有对本实用新型的等同变换均落在本实用新型的范围内。
权利要求1.一种用于测量地质剖面上地层的物理参数的测井装置，其特征在于，包括用于感应地层中各种物理参数的数据传感部分；用于对物理参数进行采集处理的数据采集处理部分，数据传感部分连接到数据采集处理部分；用于对数据进行存储的数据存储部分，数据采集处理部分连接到数据存储部分。
2.根据权利要求1所述的测井装置，其特征在于，测井装置包括井下测井装置和地面测井装置。
3.根据权利要求1所述的测井装置，其特征在于，数据采集处理部分由c8051f020单片机构成。
4.根据权利要求1所述的测井装置，其特征在于，数据存储部分为数据存储模块，其包含用于存储数据的SD卡。
5.根据权利要求1所述的测井装置，其特征在于，数据采集处理部分连接有一个时钟产生器件。
6.根据权利要求5所述的测井装置，其特征在于，时钟产生器件由时钟芯片dsl2c887 构成。
7.根据权利要求1所述的测井装置，其特征在于，数据传感部分包括一个或多个传感器，所述传感器选自自然伽马传感器、人工伽马传感器、电阻率传感器、倾斜度传感器、方位角传感器、声波传感器中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的测井装置，其特征在于，数据采集处理部分经由水银开关连接到电源。
9.根据权利要求2所述的测井装置，其特征在于，在地面测井装置中，所述数据传感部分包括滑轮计深器，滑轮计深器中具有用于将转动量转化为深度数据的光电编码器。
专利摘要本实用新型提供一种用于测量地质剖面上地层的物理参数的测井装置，包括用于感应地层中各种物理参数的数据传感部分；用于对物理参数进行采集处理的数据采集处理部分，数据传感部分连接到数据采集处理部分；用于对数据进行存储的数据存储部分，数据采集处理部分连接到数据存储部分。上述装置轻便且体积小，可以灵活使用，不使用电缆通信，降低功耗，同时能够减小辐射量。
文档编号G01V11/00GK202339418SQ20112049164
公开日2012年7月18日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者韩志强 申请人:中国神华能源股份有限公司