專利名稱：一種自定位式方位伽瑪測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油、煤層氣等鉆井作業(yè)過程中測量地層自然伽瑪輻射的產(chǎn)品，具體涉及一種自定位式方位伽瑪測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
石油、煤層氣鉆井作業(yè)中的水平井段一般位于儲層中。在水平井段鉆井時，由于儲層的分布情況復雜，存在未知的起伏與變向，井眼軌跡有時會偏出儲層，影響后續(xù)的采集效率。目前一般采用測量自然伽瑪輻射的方法來確定儲層的位置，并保證井眼處于儲層之中。自然伽瑪測量儀器會測量其周圍360°方向的自然伽瑪輻射，在井眼軌跡處于儲層和巖層時可以給出不同計數(shù)用以區(qū)分。自然伽瑪測量儀器只能給出井眼偏出儲層的標志，但是無法給出儲層所在位置。因此自然伽瑪測量儀器并不能幫助做出準確的鉆井判斷。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供了一種自定位式方位伽瑪測量系統(tǒng)，可以準確判斷儲層所在的位置，實現(xiàn)井眼軌跡的精確控制。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的本自定位式方位伽瑪測量系統(tǒng)，包括上伽瑪探測器和下伽瑪探測器，還包括屏蔽筒、第一軸承、第二軸承以及保護筒；上伽瑪探測器處于屏蔽筒內(nèi)壁的上端，下伽瑪探測器位于屏蔽筒內(nèi)壁的下端，屏蔽筒通過第一軸承和第二軸承固定在保護筒中。上述自定位式方位伽瑪測量系統(tǒng)，還包括上端旋轉(zhuǎn)接頭、下端旋轉(zhuǎn)接頭、用于接收電源和發(fā)送信號的上端接頭及用于連接井下設(shè)備的下端接頭；所述保護筒內(nèi)還設(shè)有電路板骨架；所述屏蔽筒通過上端旋轉(zhuǎn)接頭與電路板骨架連接，通過下端旋轉(zhuǎn)接頭與下端接頭連接。上述自定位式方位伽瑪測量系統(tǒng)，還包括用于處理伽瑪信號與上傳數(shù)據(jù)的采樣電路。所述采樣電路包括上伽瑪前置放大器、上伽瑪整形電路、上伽瑪比較器、下伽瑪前置放大器、下伽瑪整形電路、下伽瑪比較器及單片機，上伽瑪前置放大器、上伽瑪整形電路、 上伽瑪比較器和單片機依次連接，下伽瑪前置放大器、下伽瑪整形電路、下伽瑪比較器和單片機依次連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點及有益效果在于可以準確判斷儲層所在的位置， 實現(xiàn)井眼軌跡的精確控制，克服了 360°自然伽瑪測量儀器無法定位的缺陷。在本發(fā)明的輔助下，鉆井工程師可準確操作鉆井的井眼軌跡。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框3
其中1為上端接頭，2為保護筒，3為電路板骨架，4為上端旋轉(zhuǎn)接頭，5為第一軸承，6為上伽瑪探測器，7為屏蔽筒，8為下伽瑪探測器，9為第二軸承，10為下端旋轉(zhuǎn)接頭，11 為下端接線，12為下端接頭。圖2是本發(fā)明的功能說明圖；其中13為巖層，14為儲層，15為巖層伽瑪輻射，16為儲層伽瑪輻射，17為屏蔽筒， 6為上伽瑪探測器，8為下伽瑪探測器。圖3是本發(fā)明的上伽瑪屏蔽模型圖；其中6為伽瑪探測器，18為屏蔽層。圖4是本系統(tǒng)的采樣電路框圖；其中19為上伽瑪前置放大器，20為上伽瑪整形電路，21為上伽瑪比較器，22為下伽瑪前置放大器，23為下伽瑪整形電路，24為下伽瑪比較器，25為單片機。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例本發(fā)明涉及一種自定位式方位伽瑪測量系統(tǒng)。本系統(tǒng)使用在石油、煤層氣等鉆井作業(yè)過程中，測量地層自然伽瑪輻射，給出地層巖性參數(shù)，指導鉆井作業(yè)。參見圖1，本系統(tǒng)的方位伽瑪測量采用金屬屏蔽的方式實現(xiàn)，上伽瑪探測器處于屏蔽筒7內(nèi)壁的上端，下伽瑪探測器位于屏蔽筒7內(nèi)壁的下端，使用屏蔽筒7分別屏蔽上伽瑪探測器6的下部和下伽瑪探測器8的上部。屏蔽筒7通過第一軸承5和第二軸承9固定在保護筒2中，由于軸承的作用，無論保護筒2旋轉(zhuǎn)還是靜止，屏蔽筒7均可保證上伽瑪探測器6位于內(nèi)壁的上端，下伽瑪探測器8位于內(nèi)壁的下端。為了連接上端接頭1、電路板骨架 3、兩個伽瑪探測器(即上伽瑪探測器6和下伽瑪探測器8)以及下端接頭12，使用了上端旋轉(zhuǎn)接頭4和下端旋轉(zhuǎn)接頭10。上端接頭1用于接收電源和發(fā)送信號，下端接頭12用于連接井下其他設(shè)備。本系統(tǒng)的自定位結(jié)構(gòu)保證了上下兩個伽瑪探測器同時分別測量上伽瑪和下伽瑪；采樣電路固定在電路板骨架3上，實現(xiàn)了伽瑪信號處理與數(shù)據(jù)的上傳。圖2是本系統(tǒng)處于儲層與巖層交界處時測量的原理圖。巖層13和儲層14的自然伽瑪輻射差別較大。由于本系統(tǒng)屏蔽筒7的作用，上伽瑪探測器6僅接收上方巖層伽瑪輻射15，下伽瑪探測器8僅接收下方儲層伽瑪輻射16。上伽瑪和下伽瑪測量值會存在較大偏差，由于巖層伽瑪輻射較大，儲層伽瑪輻射較小，因此上伽瑪大于下伽瑪。當上伽瑪明顯大于下伽瑪時可以判斷本系統(tǒng)處于儲層與巖層交界，且?guī)r層在上，儲層在下。圖3是本系統(tǒng)上伽瑪部分的模型圖。圖3中6為上伽瑪探測器，18為屏蔽層。屏蔽層在伽瑪探測器下端較厚，上端較薄，而且正上存在缺口。屏蔽層會將下端的伽瑪射線全部屏蔽掉，而上端的伽瑪射線基本完全通過，因此伽瑪探測器只能探測到上方伽瑪射線。圖4是本發(fā)明的采集電路框圖。上下伽瑪分別通過前置放大、整形、比較電路，然后由單片機實現(xiàn)伽瑪脈沖的計數(shù)。以上伽瑪為例，上伽瑪探測器信號送到上伽瑪前置放大器19，經(jīng)過放大的信號由上伽瑪整形電路20整形后，再由上伽瑪比較器21比較輸出5V的脈沖信號。單片機25實現(xiàn)脈沖信號的計數(shù)，從而實現(xiàn)對伽瑪計數(shù)的測量。本發(fā)明的電路分為上伽瑪、下伽瑪兩部分，單片機可同時對兩路信號計數(shù)，實現(xiàn)上下伽瑪?shù)耐瑫r測量。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種自定位式方位伽瑪測量系統(tǒng)，包括上伽瑪探測器和下伽瑪探測器，其特征在于， 還包括屏蔽筒、第一軸承、第二軸承以及保護筒；上伽瑪探測器處于屏蔽筒內(nèi)壁的上端，下伽瑪探測器位于屏蔽筒內(nèi)壁的下端，屏蔽筒通過第一軸承和第二軸承固定在保護筒中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自定位式方位伽瑪測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括上端旋轉(zhuǎn)接頭、下端旋轉(zhuǎn)接頭、用于接收電源和發(fā)送信號的上端接頭及用于連接井下設(shè)備的下端接頭；所述保護筒內(nèi)還設(shè)有電路板骨架；所述屏蔽筒通過上端旋轉(zhuǎn)接頭與電路板骨架連接， 通過下端旋轉(zhuǎn)接頭與下端接頭連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自定位式方位伽瑪測量系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于處理伽瑪信號與上傳數(shù)據(jù)的采樣電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自定位式方位伽瑪測量系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣電路包括上伽瑪前置放大器、上伽瑪整形電路、上伽瑪比較器、下伽瑪前置放大器、下伽瑪整形電路、下伽瑪比較器及單片機，上伽瑪前置放大器、上伽瑪整形電路、上伽瑪比較器和單片機依次連接，下伽瑪前置放大器、下伽瑪整形電路、下伽瑪比較器和單片機依次連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自定位式方位伽瑪測量系統(tǒng)，包括上伽瑪探測器和下伽瑪探測器，還包括屏蔽筒、第一軸承、第二軸承以及保護筒；上伽瑪探測器處于屏蔽筒內(nèi)壁的上端，下伽瑪探測器位于屏蔽筒內(nèi)壁的下端，屏蔽筒通過第一軸承和第二軸承固定在保護筒中。本系統(tǒng)采用軸承定位的方式實現(xiàn)對上下兩個方向自然伽瑪?shù)耐瑫r測量，采用金屬屏蔽的方法減少兩個方向伽瑪測量的相互影響，能準確判斷油層、煤層的邊界，幫助實現(xiàn)井眼軌跡的精確控制。
文檔編號E21B47/00GK102425402SQ201110442469
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者馮澤東, 劉海, 卜綱, 孫連奎, 石巖峰 申請人:中天啟明石油技術(shù)有限公司