[发明专利]旋转导向工具中的伽马检测传感器

说明书

技术领域

本公开一般涉及旋转导向工具，且更具体地涉及用于将伽马辐射传感器封装在旋转导向工具的旋转部分中的系统和方法。

背景技术

通常从可能位于陆上或近海的地下地层获得烃类物，诸如石油和天然气。在从地下地层中移除烃类物中涉及的地下操作的开发以及过程通常涉及许多不同步骤，诸如，例如在期望井位钻井筒、处理井筒以优化烃类物的生产，并进行从地下地层生产并处理烃类物的必要步骤。

为了各种目的(包括勘探钻井以定位不同自然资源的地下沉积物、提取这些沉积物的采矿操作，以及安装地下公用设施的建设项目)而建立井筒。通常垂直钻井筒通过地下地层。然而，在许多应用中，期望钻具有垂直偏离或水平几何形状的井筒。用于钻水平垂直偏离和其它复杂钻孔的众所周知的技术是定向钻井。定向钻井通常以钻孔的方法为特点，其特征在于，地球中钻孔的路线的至少一部分处于除了严格垂直外的方向，即轴与垂直平面成角度(称为“垂直偏离”)，并且被导向在方位平面中。

各种选项可用于为钻井工具提供导向能力，以控制并改变井筒的方向。例如，定向钻井也可用“旋转导向”钻井系统来完成，其中整个钻杆管柱从地表旋转，这又使得井底钻具组件(BHA)旋转，该井底钻具组件包括钻头，连接至钻杆管柱的端部。在旋转导向钻井系统中，当钻具通过由转向装置在期望方向(直接或间接地)被指向或推动而转向时，钻柱可旋转。一些旋转导向钻井系统包括相对于钻柱不旋转的部件，以便为期望方向提供参考点并为转向装置提供安装位置。其它旋转导向钻井系统可“完全旋转”。旋转导向钻井系统可为定向钻井操作提供相对较高转向精度。

定向钻井通常涉及在钻井时控制并改变井筒的方向。通常，定向钻井的目标是通过钻柱到达目标地下目的地或地层内的位置。旋转导向系统中的井下传感器可用于评估钻井通过的地层，以便确定应进行的旋转导向工具的方向改变。一些井下工具利用伽马检测传感器，这些传感器被设计测量从地下地层发射的天然伽马辐射量。这样的信息可能是有用的，因为油层和含油的地层通常会比生产力较低的地层排放更多的伽马辐射。不幸的是，伽马检测传感器通常容纳在钻柱的非旋转部分中，或者位于钻头的远处，使得难以使快速方向决定基于所感测的伽马辐射。

附图说明

为了更全面地了解本公开及其特征和优点，现在参考结合附图进行的以下描述，其中：

图1是根据本公开的实施方案的具有旋转导向工具的钻井系统的示意图；

图2是根据本公开的实施方案的旋转导向工具的部件的局部剖面侧视图；

图3是根据本公开的实施方案的图2的旋转导向工具的部件的透视图；

图4是根据本公开的实施方案的图2和图3的旋转导向工具的伽马感测部分的截面侧视图；

图5是根据本公开的实施方案的图3和图4的旋转导向工具的部件的前剖面视图；

图6是根据本公开的实施方案的具有用于促进方位伽马测量的两个屏蔽部件的图3的伽马感测部的示意截面图；

图7是根据本公开的实施方案的具有用于促进方位伽马测量的四个屏蔽部件的图3的伽马感测部的示意截面图；和

图8是示出根据本公开的实施方案的用于操作旋转导向工具的伽马感测部件的方法的过程流程图。

具体实施方式

本文详细描述本公开的说明性实施方案。为了清楚起见，在本说明书中没有描述实际实施方式的所有特征。当然，应理解，在任何这样的实际实施方案的开发中，必须做出许多实施方式具体的决定来实现开发者的具体目标，诸如遵守与系统相关和业务相关的约束，这些约束将在一个实施方式与另一实施方式间变化。此外，应理解，这样的开发工作可能是复杂和耗时的，但是对于受益于本公开的本领域普通技术人员，这将是常规任务。此外，以下实施例决不应被视为限制或限定本公开的范围。

根据本公开的某些实施方案可涉及以下系统和方法：其用于在旋转导向工具的旋转部分中感测伽马辐射，以在钻井时测量地层的自然伽马辐射。这种旋转导向工具通常用于进行定向钻井操作。定向钻井通常涉及在钻井时控制并改变井筒的方向。通常，定向钻井的目标是通过钻柱到达目标地下目的地或地层内的位置。例如，可控制钻井方向以将井筒导向期望目标目的地，以水平地控制井筒以将其保持在期望产油层内，或者校正与期望或预定路径的不希望或不期望偏离。在钻井操作期间，经常对井筒的方向进行调整，以适应计划的方向变化或补偿井筒的意外或不希望的偏转。