[发明专利]一种方位伽玛探管

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于石油勘探钻井工程的探测装置，具体涉及一种用于地层自然伽玛测量的方位伽玛探管。

背景技术

在石油钻井过程中，经常需要利用随钻仪器测量地层的自然伽玛强度，用于确定地层岩性。

常规的无线随钻测量仪中已大量应用总体伽玛探管，这种自然伽玛探管装有一个碘化钠晶体，安装于钻铤中心轴上，其测量值是碘化钠晶体为中心的半径一英尺的球形区域内自然伽玛射线共同作用的结果。它通过统计单位时间内从地层中各个方向射入碘化钠晶体的伽玛射线，计算出该地层的总体伽玛强度。

然而当岩性不均匀，特别是位于地层的分界面时，总体自然伽玛难以及时的响应地层的特点。特别是当钻具在储油层中水平钻进，伽玛值突然变大时，往往不能确定是遇见了储层的顶部或底部，因此也不能及时的改变钻进方向，导致无效进尺并造成工时浪费。

上述问题可以用方位伽玛测量来解决。方位伽玛测量仪采用一个或多个碘化钠晶体，通过额外的屏蔽罩使每个晶体只能接收到一个扇区方向射来的伽玛射线，通过将自然伽玛测量值对应到各个扇区上，实现方位伽玛的测量。

目前，方位伽玛测量仪多为短节形式，安装在钻头附近，也称为方位伽玛测量短节。方位伽玛测量短节的使用效果非常好，但在电力供应和信息传输上较复杂，需要的传感器的数量为两个，使用成本较高，绝大多数只在随钻测井时使用。（专利：井斜及方位伽马随钻测量仪 CN1676874A，一种旋转聚集伽玛测量装置及方法 CN101482014A）

也有一些产家制造了方位伽玛探管，用于常规的无线随钻测量仪上，但在使用上也有或多或少的不便。

专利（一种自定位式方位伽玛测量系统 CN102425402A）也有与本发明相似的在探管轴线上的屏蔽罩，屏蔽罩两端也用轴承支承，且用导电滑环进行电力和信息传输。不同的是，其没有电机驱动和角度传感器，屏蔽罩上安装了两个相对放置的晶体计数器，以及一个偏心重摆，利用重摆的重力使两个晶体计数器始终处于上、下位置。然而可以想象的是，在振动稍大时重摆将剧烈摆动甚至不停翻转，导致测量错误；即使在测量正确时，也只能测量上、下两个方向的伽玛值。

专利（方位伽玛测井装置 CN102230376A）结构简单，它的屏蔽罩、晶体计数器、外保护筒相对固定，使用重力加速度计测量探管的工具面位置，从而进行扇面的划分。这种方法仅用于静止或振动轻微的情况，剧烈振动和旋转都将导致工具面测量错误，因此它大多只能用在滑动钻进情况下。但为了实现多个扇面的测量，它又需要有计划的转动探管到其它的工具面，这意味着需要司钻不停的去摆钻具的工具面，也意味着更长的测量时间和浪费人力物力。

发明内容

本发明提供一种方位伽玛探管，可配置于常规无线随钻测量仪，用来测量地层的方位伽玛强度，具有实用性和经济性。

为实现上述目的，本发明提供一种方位伽玛探管，该探管包含伽玛探测器和套设在伽玛探测器外的外壳；

其特点是，该探管还包含：

屏蔽罩，其套设在伽玛探测器的位置， 用于挡住伽玛探测器部分伽玛射线，实现伽玛探测器有方向地进行伽玛测量；

减速器，其通过转轴连接屏蔽罩；

电机，其通过转轴连接减速器，电机的转动输出经减速器减速后驱动屏蔽罩以伽玛探测器轴向为中心旋转；

角度传感器，其输入轴连接屏蔽罩，检测屏蔽罩与外壳的相对旋转角度。

上述的屏蔽罩采用弧形板，并设置在伽玛探测器的一侧，挡住伽玛探测器部分伽玛射线，实现伽玛探测器有方向地进行伽玛测量。

上述的屏蔽罩采用筒形结构，套设在伽玛探测器外；该屏蔽罩上设有窗口，伽玛探测器透过该窗口射出伽玛射线，实现伽玛探测器有方向地进行伽玛测量。

上述的外壳包含抗压筒。

上述的伽玛探测器设为与外壳固定连接，屏蔽罩由电机驱动相对于伽玛探测器旋转。

上述的伽玛探测器设为与屏蔽罩固定连接，该伽玛探测器与屏蔽罩共同由电机驱动现对于外壳旋转。

上述的方位伽玛探管内还设有重力加速度计。