专利名称：方位伽马测井装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及随钻测井系统技术领域，尤其涉及一种方位伽马测井装置。
背景技术：
目前，在随钻测井系统中，实时测量伽马方位和参数是非常必要的，通过连续测量井下钻具的上伽马、下伽马以及各个方向的伽马值，例如将360度分成8个区，测量每个区的伽玛值，来帮助判断随钻仪器所处地层，并依据方位伽马实时数据随时监控地层的变化情况，对随钻仪器是否打出目的层能够做出迅速而准确的判断。但在现有技术方案中，自然伽马测量仪器虽然能测量伽马，但是不能准确判断伽马的方向，通过自然伽马测井曲线，可以确定可能存在的地层中物质的性质和数据，但无法精确到哪个方向的地层变化情况，这样对于复杂地层的性质就无法判断和识别。
发明内容
本发明的目的是提供一种方位伽马测井装置，能够测量各个方位的伽马值，从而及时判断随钻仪器距上下地层边界的具体位置，使随钻仪器一直保持储层中钻进，大幅度提高钻遇率。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种方位伽马测井装置，所述装置包括重力加速度计和伽马探测器，其中通过遮挡所述伽马探测器来测量不同方向的伽马值，并利用所述重力加速度计来确定所述伽玛探测器的探测方向，实现探测地层中各个方位的自然伽马值。所述通过遮挡所述伽马探测器来测量不同方向的伽马值，具体包括在所述伽玛探测器周围增加遮挡层，该遮挡层遮挡伽玛探测器的一部分，使得只有部分方向的入射伽玛射线被探测到，实现方向性的伽玛探测。所述利用所述重力加速度计来确定所述伽玛探测器的探测方向，具体包括所述重力加速度计的放置方向与伽玛探测器的探测方向保持一致；通过检测重力加速度计的输出来确定该重力加速度计的位置，从而确定所述伽玛探测器的探测方向。所述装置还包括第一放大器、第二放大器、计数器、数/模转换器、信号处理单元和CPU处理单元，其中所述第一放大器接收所述伽玛探测器的输出信号并将信号放大，然后输出到所述计数器；所述计数器通过对所述第一放大器输出信号的计数实现伽玛值的测量；所述第二放大器接收所述重力加速度计的输出信号并将信号放大，然后输出到所述数/模转换器；所述数/模转换器实现所述重力加速度计信号模拟量到数字量的转换；所述信号处理单元读取转换后的数字量，并计算所述重力加速度计的位置信息；
所述CPU处理单元实时读取所述计数器的伽玛值数据和信号处理单元的重力加速度计位置信息，判断当前伽玛值数据的方位，从而确定所述伽玛探测器的探测方向。所述伽马探测器包含1英寸直径和0. 75英寸直径两种型号待选择，具体根据实际需求来选择决定。由上述本发明提供的技术方案可以看出，所述装置包括重力加速度计和伽马探测器，通过遮挡所述伽马探测器来测量不同方向的伽马值，并利用所述重力加速度计来确定所述伽玛探测器的探测方向，实现探测地层中各个方位的自然伽马值。本装置能够测量各个方位的伽马值，从而及时判断随钻仪器距上下地层边界的具体位置，使随钻仪器一直保持储层中钻进，大幅度提高钻遇率。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本发明实施例所提供的方位伽马测井装置的结构示意图；图2为本发明实施例所提供的方位伽马测井装置的机械结构示意图。
具体实施例方式下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。方位伽马是指钻具在钻进过程中，通过伽马探测器方向性的测量来保持钻具在规定的井眼轨迹中钻进，控制钻进的方向使其不在钻进过程中穿过目标煤层或油气储层边界。本发明实施例具体是通过遮挡所述伽马探测器来测量不同方向的伽马值，并利用所述重力加速度计来确定所述伽玛探测器的探测方向，来实现探测地层中各个方位的自然伽马值。下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所提供的方位伽马测井装置的结构示意图，如图2所示为本发明实施例所提供的方位伽马测井装置的机械结构示意图，图2中1为上端接口，2为外保护筒，3为电路板，4为重力加速度计，5为伽玛探测器，6为遮挡层。其中通过在伽玛探测器周围增加遮挡层来实现方向性的伽玛测量，具体来说在所述伽玛探测器周围增加遮挡层，遮挡层遮挡伽玛探测器的一部分，由于遮挡层将入射的伽玛射线部分消除，仅部分方向的入射伽玛射线可以被探测到，因此就可以实现方向性的伽玛探测。同时，利用所述重力加速度计来确定所述伽玛探测器的探测方向，具体来说重力加速度计的放置方向与伽玛探测器的探测方向保持一致；通过检测重力加速度计的输出来确定该重力加速度计的位置，从而确定所述伽玛探测器的探测方向。
另外，如图1所示，所述装置还包括第一放大器(图1中放大器1)、第二放大器(图 1中放大器2~)、计数器、数/模(A/D)转换器、信号处理单元和CPU处理单元，其中所述第一放大器接收所述伽玛探测器的输出信号并将信号放大，然后输出到所述计数器；所述计数器通过对所述第一放大器输出信号的计数实现伽玛值的测量；所述第二放大器接收所述重力加速度计的输出信号并将信号放大，然后输出到所述数/模转换器；所述数/模转换器实现所述重力加速度计信号模拟量到数字量的转换；所述信号处理单元读取转换后的数字量，并计算所述重力加速度计的位置信息；所述CPU处理单元实时读取所述计数器的伽玛值数据和信号处理单元的重力加速度计位置信息，判断当前伽玛值数据的方位，从而确定所述伽玛探测器的探测方向，并上传存储伽玛数据。另外，在旋转时，该方位伽马测井装置可以实时记录伽玛探测方向与伽玛探测数据，通过持续旋转方位伽马测井装置可以实现各个方位伽玛的探测。在具体实现过程中，伽马探测器有两种型号待选择，第一种是1英寸直径伽马探测器；第二种是0. 75英寸直径的伽马探测器。选择何种型号可以根据实际需求来决定。另外，方位伽马测井装置的标定过程为将方位伽马测井装置放入到无磁钻铤内，在无干扰环境下，测试方位伽马的计数值；然后将伽马刻度器放置到无磁钻铤上位于该方位伽马测井装置的位置，测试方位伽马的计数值。将两次得到的计数值进行运算，得出伽玛标定的K值，该K值用于随钻测量时方向伽玛美国石油协会(American Petro Institute, API)的计算。在得到标定K值后，方位伽玛测量的伽玛值可以正确地转换为API值，这样方位伽玛测量的数值可以与其他测井工具测量数值做对比验证，方便进一步比较验证。综上所述，本发明实施例所述方位伽马测井装置适用于油气井及煤层气井，特别是对于复杂构造的煤层气十分有效，在大斜度定向井和水平井钻井中尤为适用，方位伽马测井装置用于定向或地质导向的水平井，可以及时判断仪器距上下地层边界的具体位置， 使钻具一直保持储层中钻进，利用这种仪器可以大幅度地提高钻遇率。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种方位伽马测井装置，其特征在于，所述装置包括重力加速度计和伽马探测器，其中通过遮挡所述伽马探测器来测量不同方向的伽马值，并利用所述重力加速度计来确定所述伽玛探测器的探测方向，实现探测地层中各个方位的自然伽马值。
2.如权利要求1所述的方位伽马测井装置，其特征在于，所述通过遮挡所述伽马探测器来测量不同方向的伽马值，具体包括在所述伽玛探测器周围增加遮挡层，该遮挡层遮挡伽玛探测器的一部分，使得只有部分方向的入射伽玛射线被探测到，实现方向性的伽玛探测。
3.如权利要求1所述的方位伽马测井装置，其特征在于，所述利用所述重力加速度计来确定所述伽玛探测器的探测方向，具体包括所述重力加速度计的放置方向与伽玛探测器的探测方向保持一致； 通过检测重力加速度计的输出来确定该重力加速度计的位置，从而确定所述伽玛探测器的探测方向。
4.如权利要求1所述的方位伽马测井装置，其特征在于，所述装置还包括第一放大器、 第二放大器、计数器、数/模转换器、信号处理单元和CPU处理单元，其中所述第一放大器接收所述伽玛探测器的输出信号并将信号放大，然后输出到所述计数器；所述计数器通过对所述第一放大器输出信号的计数实现伽玛值的测量； 所述第二放大器接收所述重力加速度计的输出信号并将信号放大，然后输出到所述数 /模转换器；所述数/模转换器实现所述重力加速度计信号模拟量到数字量的转换； 所述信号处理单元读取转换后的数字量，并计算所述重力加速度计的位置信息； 所述CPU处理单元实时读取所述计数器的伽玛值数据和信号处理单元的重力加速度计位置信息，判断当前伽玛值数据的方位，从而确定所述伽玛探测器的探测方向。
5.如权利要求1所述的方位伽马测井装置，其特征在于，所述伽马探测器包含1英寸直径和0. 75英寸直径两种型号待选择，具体根据实际需求来选择决定。
全文摘要
本发明实施例公开了一种方位伽马测井装置。所述装置包括重力加速度计和伽马探测器，通过遮挡所述伽马探测器来测量不同方向的伽马值，并利用所述重力加速度计来确定所述伽玛探测器的探测方向，实现探测地层中各个方位的自然伽马值。本装置能够测量各个方位的伽马值，从而及时判断随钻仪器距上下地层边界的具体位置，使随钻仪器一直保持储层中钻进，大幅度提高钻遇率。
文档编号E21B47/09GK102230376SQ20111015275
公开日2011年11月2日 申请日期2011年6月8日 优先权日2011年6月8日
发明者冯泽东, 刘海, 卜纲, 孙连奎, 潘光玮 申请人:中天启明石油技术有限公司