專利名稱：翼肋伸縮式隨鉆密度測井儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于石油鉆井行業(yè)中的隨鉆測量儀器。具體地說，本 實用新型涉及一種能夠減小鉆井井眼影響的隨鉆密度測井儀。
技術(shù)背景-在石油行業(yè)適用于隨鉆測井和地質(zhì)導(dǎo)向鉆井中，隨鉆密度測井儀用于在鉆 并過程中，實時測量井眼周圍地層的孔隙度，從而尋找目的油氣地層，提高油 氣采收率。密度測井儀通常包括1個伽馬放射源、2個距伽馬放射源不同距離的伽馬探 測器和相應(yīng)的電子電路組成。由于密度測井受井眼(如泥漿、泥餅)的影響較 大，因此要求儀器緊貼井壁進行測量，從而可利用雙源距探測器補償泥餅的影 響。在隨鉆密度測井中雖然沒有泥餅，但隨著鉆鋌的旋轉(zhuǎn)，鉆鋌穩(wěn)定器與鉆穿 地層之間有泥漿間隙，可近似看作輕泥餅。因此密度測井的最大問題是如何減 小井眼對測量結(jié)果的影響。目前公知的隨鉆密度測井儀通常采用鉆鋌式安裝結(jié)構(gòu)，將伽馬放射源和雙 源距探測器安裝在鉆鋌外壁的穩(wěn)定器內(nèi)。穩(wěn)定器直徑與設(shè)計的井眼直徑基本相 同，從而實現(xiàn)密度儀器貼井壁測量，再利用軟件補償計算方法，減小井眼對測 量結(jié)果的影響。有的儀器在此基礎(chǔ)上還配有超聲井徑儀，提供井徑信息，供測 量校正使用。這種結(jié)構(gòu)方式的隨鉆密度測井儀存在如下缺點首先雖然穩(wěn)定器直徑與設(shè)計的井眼直徑基本相同，但井眼直徑并不是恒定 的。當(dāng)由于泥漿的持續(xù)沖刷使某段井眼直徑變大時，伽馬放射源和探測器與井壁之間產(chǎn)生間隙，泥漿會對測量產(chǎn)生影響，出現(xiàn)測量誤差；當(dāng)由于地層巖性變 化造成井眼直徑變小時，則在穩(wěn)定器部分容易被卡在井壁上，造成卡鉆事故， 嚴(yán)重時儀器無法打撈，放射源留在井下而污染地層。其次由于鉆鋌在井下旋轉(zhuǎn)時并不是始終居中，而是近似不規(guī)則的橢圓，且 受井眼變化的影響，其運動軌跡更為復(fù)雜，無法始終保證儀器貼井壁測量，因 此即使采用井徑儀和軟件補償計算方法等，也無法保證測量精度。 實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是為了提供一種用于石油鉆井行業(yè)中，且能夠減小鉆井 井眼影響的翼肋伸縮式隨鉆密度測井儀，能夠在鉆井過程中實時、準(zhǔn)確測量井 眼周圍地層的孔隙度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，克服了泥漿、泥餅及復(fù)雜井眼結(jié)構(gòu)等 對測量精度的影響，提高了儀器使用的安全性。本實用新型是這樣實現(xiàn)的，在鉆鋌中部表面縱向開有探測器安裝槽，密度 探測器短節(jié)放入其中，并由探測器蓋板壓住固定在鉆鋌上。密度探測器短節(jié)內(nèi) 自上而下分別安裝短源距伽馬探測器、長源距伽馬探測器、探測電路模塊，并 在短源距伽馬探測器的上、下兩側(cè)均安裝伽馬射線屏蔽塊。在密度探測器短節(jié) 外側(cè)表面和探測器蓋板上，正對短源距伽馬探測器和長源距伽馬探測器處均開 有探測窗口，并用探測窗口密封塞將其固定、密封。在探測器安裝槽上方的鉆 鋌表面加工有源倉，放射源放置于其中，并用源倉密封塞將其密封。探測器蓋 板和伽馬射線屏蔽塊由對伽馬射線具有吸收作用的材料制成，源倉密封塞和探 測窗口密封塞由對伽馬射線沒有吸收作用的材料制成。在探測器蓋板表面鑲嵌 有耐磨材料。在鉆鋌上，與探測器安裝槽在圓周方向左右相隔120°位置處各開 有一個凹槽，在每個凹槽上開有三個與鉆鋌內(nèi)腔相通的孔，在其中安裝活塞總 成，并在每個凹槽上各鑲嵌一個伸縮翼肋，每個伸縮翼肋上下凹面處各安裝一個回位彈黌，壓板在回位彈簧外端面并固定在鉆鋌上。導(dǎo)流套總成安裝在鉆鋌 內(nèi)腔上部，導(dǎo)流套總成有引線端連接至密度探測器短節(jié)。本實用新型所述的隨鉆密度測井儀具有的有益效果是，能夠適用于不同井 眼，保證儀器貼井壁測量，克服泥漿、泥餅及復(fù)雜井眼結(jié)構(gòu)對測量精度的影響， 并提高儀器在井下的安全性，適用于地質(zhì)導(dǎo)向鉆井。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1表示"翼肋伸縮式隨鉆密度測井儀"的軸向剖面圖；圖2表示"翼肋伸縮式隨鉆密度測井儀"的徑向剖面圖。1、鉆鋌 2、導(dǎo)流套總成 3、壓板 4、回位彈簧5、伸縮翼肋6、活塞總成 7、源倉 8、放射源9、源倉密封塞 10、探測器蓋板 11、探測窗口密封塞12、短源距伽馬探測器13、伽馬射線屏蔽塊14、長源距伽馬探測器15、探測電路模塊 16、密度探測器短節(jié)17、探測器安裝槽具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合說明書附圖1和附圖2，對本實用新型作進一步描述。 在鉆鋌1中部表面縱向開有一個U形槽，作為探測器安裝槽17，密度探測 器短節(jié)16放入其中，且與探測器安裝槽17之間基本無間隙，由探測器蓋板IO 壓住固定在鉆鋌1上，以防止鉆井過程中的振動和沖擊使儀器損壞。密度探測 器短節(jié)16內(nèi)自上而下分別安裝短源距伽馬探測器12、長源距伽馬探測器14、 探測電路模塊15，并在短源距伽馬探測器12的上、下兩側(cè)均安裝伽馬射線屏蔽 塊13,它們可用膠固定于一個骨架內(nèi)，將骨架整體放入探測器安裝槽17內(nèi)。 在密度探測器短節(jié)16外側(cè)表面和探測器蓋板10上，正對短源距伽馬探測器12和長源距伽馬探測器14處均開有探測窗口 ，并用探測窗口密封塞11將其 固定、密封。在探測器安裝槽17上方的鉆鋌1表面加工有源倉7，放射源8放 置于其中，放射源8可采用137Cs，源倉7內(nèi)壁及源倉密封塞9加工有螺紋，因 此可用源倉密封塞9將其密封、固定。探測器蓋板10和伽馬射線屏蔽塊13由 對伽馬射線具有吸收作用的材料制成，源倉密封塞9和探測窗口密封塞11由對 伽馬射線沒有吸收作用的材料制成，這樣做的目的是使伽馬探測器僅接收由放 射源發(fā)出，并經(jīng)過地層而來的伽馬射線。由于該部分的探測器部分與井壁摩擦 而容易損壞，因此，在探測器蓋板10表面鑲嵌有耐磨材料，以增加其抗磨強度。 為了實現(xiàn)本實用新型目的，應(yīng)使密度探測器短節(jié)16貼井壁，從而與井壁之 間無泥漿，因此，在鉆鋌1上，與探測器安裝槽17在圓周方向左右相隔120° 位置處各開有一個凹槽，在每個凹槽上開有三個與鉆鋌1內(nèi)腔相通的孔，在其 中安裝活塞總成6，并在每個凹槽上各鑲嵌一個伸縮翼肋5，在伸縮翼肋5表面 鑲嵌有耐磨材料。每個伸縮翼肋5上下凹面處各安裝一個回位彈簧4，回位彈簧 4的一端與伸縮翼肋5兩端的凹面接觸，另一端與壓板3接觸，壓板3固定在鉆 鋌1上。在鉆鋌1上部內(nèi)腔中安裝有導(dǎo)流套總成2,導(dǎo)流套總成2下部有孔與探測器 安裝槽17相通，導(dǎo)流套總成2下部的引線端可連接至密度探測器短節(jié)16。通過 導(dǎo)流套總成2上部的引線端，本儀器可與其它儀器連接。使用時，儀器安裝在下部鉆頭(和馬達(dá))等工具上部。在鉆井過程中，當(dāng) 開泵情況下，在儀器下部鉆頭(和馬達(dá))等工具產(chǎn)生的壓降(內(nèi)外壓差)作用 下，兩個伸縮翼肋5通過活塞總成6的壓力傳遞作用，克服回位彈簧4的彈力 向外伸出，形成在井眼周向上互成120。的支撐面，當(dāng)它們接觸井壁時，由于井 壁的反作用力，將密度探測器短節(jié)16推靠至相對一側(cè)的井壁上，此時儀器的最大直徑基本等于井眼的直徑，則放射源及兩個伽馬探測器與井壁接觸，實現(xiàn)貼井壁密度測量。在停泵的情況下，伸縮翼肋5在回位彈簧4的作用下收回，當(dāng) 退至伸縮翼肋5內(nèi)側(cè)的臺階處時被限位，這時儀器直徑小于井眼直徑，從而不 會發(fā)生在采用固定穩(wěn)定器的隨鉆密度儀器中出現(xiàn)的卡鉆事故。
權(quán)利要求1、翼肋伸縮式隨鉆密度測井儀，包括鉆鋌(1)、探測器安裝槽(17)、密度探測器短節(jié)(16)、源倉(7)、放射源(8)、源倉密封塞(9)、探測器蓋板(10)、伸縮翼肋(5)、活塞總成(6)、回位彈簧(4)、壓板(3)、導(dǎo)流套總成(2)，其特征在于在鉆鋌(1)中部表面縱向開有探測器安裝槽(17)，密度探測器短節(jié)(16)安裝于其中，并由探測器蓋板(10)壓住固定在鉆鋌(1)上，在探測器安裝槽(17)上方的鉆鋌(1)表面加工有源倉(7)，放射源(8)安裝于其中，并用源倉密封塞(9)將其密封，在鉆鋌(1)上，與探測器安裝槽(17)在圓周方向左右相隔120°位置處各開有一個凹槽，在每個凹槽上開有三個與鉆鋌(1)內(nèi)腔相通的孔，在其中安裝活塞總成(6)，并在每個凹槽上各鑲嵌一個伸縮翼肋(5)，每個伸縮翼肋(5)上下凹面處各安裝一個回位彈簧(4)，壓板(3)在回位彈簧(4)外端面并固定在鉆鋌(1)上，導(dǎo)流套總成(2)安裝在鉆鋌(1)內(nèi)腔上部，導(dǎo)流套總成(2)有引線端連接至密度探測器短節(jié)(16)。
2、 如權(quán)利要求1所述的翼肋伸縮式隨鉆密度測井儀，其特征在于密度探 測器短節(jié)(16)內(nèi)自上而下分別安裝短源距伽馬探測器(12)、長源距伽馬探測 器(14)、探測電路模塊(15)，并在短源距伽馬探測器(12)的上、下兩側(cè)安 裝伽馬射線屏蔽塊(13)。
3、 如權(quán)利要求1所述的翼肋伸縮式隨鉆密度測井儀，其特征在于在密度 探測器短節(jié)(16)外側(cè)表面和探測器蓋板(10)上，正對短源距伽馬探測器(12) 和長源距伽馬探測器(14)處均開有探測窗口，并用探測窗口密封塞(11)將 其固定、密封。
4、 如權(quán)利要求1所述的翼肋伸縮式隨鉆密度測井儀，其特征在于在探測 器蓋板(10)和伸縮翼肋(5)表面鑲嵌有耐磨材料。
專利摘要本實用新型涉及用于石油鉆井行業(yè)中的翼肋伸縮式隨鉆密度測井儀，在鉆鋌上密封安裝有密度探測器短節(jié)和伽馬放射源，在鉆鋌表面上，與密度探測器短節(jié)在圓周方向左右相隔120°位置凹槽處各鑲嵌一個伸縮翼肋，在儀器下部鉆頭(和馬達(dá))等工具產(chǎn)生的壓降(內(nèi)外壓差)作用下，伸縮翼肋依靠活塞總成向外伸出，并利用井壁的反作用力，將探測器短節(jié)推靠至相對一側(cè)的井壁上，實現(xiàn)貼井壁密度測量，在停泵的情況下，伸縮翼肋在回位彈簧的作用下收回。本實用新型所述的翼肋伸縮式隨鉆密度測井儀能夠適用于不同井眼，保證儀器貼井壁測量，克服了泥漿、泥餅及復(fù)雜井眼結(jié)構(gòu)對測量精度的影響，并提高儀器在井下的安全性，適用于隨鉆測井和地質(zhì)導(dǎo)向鉆井。
文檔編號E21B49/00GK201170095SQ20072003019
公開日2008年12月24日 申請日期2007年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月8日
發(fā)明者李作會, 楊錦舟, 秦利民, 肖紅兵 申請人:中國石化集團勝利石油管理局鉆井工藝研究院