CN110410064A - 一种基于旋转导向的成像测井短节结构及旋转导向钻井装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种基于旋转导向的成像测井短节结构，包括纽扣电极总成、电阻率接收极板总成、电阻率接收天线总成和集成伽马成像探测器总成。纽扣电极总成、电阻率接收极板总成、电阻率接收天线总成按照自上而下的方式布置在电阻率发射天线总成下方；纽扣电极总成距离发射天线最近，由于纽扣电极接收面小，分辨率更高，能够得到井壁电阻率信号。电阻率接收极板总成能够测量稍远距离地层电阻率值，提前判断仪器距离储层边界信号。电阻率接收天线总成距离发射天线最远，电阻率接收距离更远，能够得到靠近钻头位置处电阻率信号，有利于前视地层评价和导向功能。本发明钻铤设计长度更短、测量参数更全、测量值距离钻头更近。
Description
技术领域
本发明属于地质钻探领域，涉及石油钻探中的随钻测井装备，具体涉及一种基于旋转导向的成像测井短节结构及旋转导向钻井装置。
背景技术
现阶段非均质、非常规油气田的开发对导向钻井工程提出了更大的挑战，单独的井下随钻测井、工程参数测量难以满足复杂油气井的钻探需求。
目前国内外投入商业化应用的旋转导向头和随钻伽马、电阻率成像仪器基本上都是各自独立的钻铤短节仪器，如果要组合使用，在现场应用时要把独立短节连接组合在一起，上下分别再与钻杆、钻头连接，进行现场地质导向现场服务。
因此，现有随钻测井仪器存在的主要问题是：1)常规随钻伽马仪器主要用于探边和岩性识别，缺少方位和井周成像功能；而电磁波和感应等随钻电阻率仪器主要用于地层评价，通常对于高阻地层测量不准，造成地层评价功能弱化，影响导向钻井质量难以满足测井工程一体化、实时决策一体化和精准导向钻井的生产要求；2)因常用随钻测井仪器功能单一，通常需要几种仪器配接使用，导致仪器过长，地层测量参数滞后，难以及时指导钻井。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于旋转导向的成像测井短节结构，能够测量各个层位的伽马及电阻率参数，且装配长度短，增加导向钻井的准确性。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种基于旋转导向的成像测井短节结构，包括钻铤本体，钻铤本体上自上而下依次设置有电阻率发射天线总成、纽扣电极总成、电阻率接收极板总成和电阻率接收天线总成，钻铤本体上还设置有井下控制电路总成和伽马成像探测器总成；
电阻率发射天线总成用于产生电流并将电流传入地层；纽扣电极总成用于接收从地层反馈的电流信号，传输至井下控制电路总成，井下控制电路总成处理得到井壁电阻率信号，并进行井壁电阻率成像；电阻率接收极板总成用于接收从地层反馈的电流信号，传输至井下控制电路总成，井下控制电路总成处理得到井周地层电阻率信号；电阻率接收天线总成用于接收从地层反馈的电流信号，传输至井下控制电路总成，井下控制电路总成处理得到井周地层电阻率信号；伽马成像探测器总成用于接收地层内伽马射线，传输至井下控制电路总成，井下控制电路总成进行伽马成像；井下控制电路总成用于将处理得到的电阻率信号和图像上传至上一级MWD控制系统；
钻铤本体下端设有钻铤下端公螺纹，钻铤下端公螺纹用于与旋转导向头连接。
优选的，纽扣电极总成包括纽扣电极、电极密封盖和绝缘层；钻铤本体上设置有电极槽，纽扣电极置于电极槽内，纽扣电极与电极槽之间设置绝缘层，纽扣电极上覆盖电极密封盖。
优选的，电阻率接收极板总成包括接收极板、绝缘垫块和极板密封盖；钻铤本体上设置有极板槽，接收极板置于极板槽中，接收极板和极板槽之间设置绝缘垫块，接收极板上覆盖极板密封盖。
优选的，电阻率接收天线总成包括天线总成、锁紧环、橡胶绝缘层和玻璃钢绝缘层；钻铤本体上设置有天线槽，天线槽内设置天线总成并填充玻璃钢绝缘层，玻璃钢绝缘层上设置橡胶绝缘层；电阻率发射天线总成的安装结构与电阻率接收天线总成相同。
优选的，钻铤本体沿径向均布两个纽扣电极总成。
优选的，钻铤本体上沿径向均布四个电阻率接收极板总成。
优选的，钻铤本体内同轴开设有泥浆通道。
优选的，钻铤本体上端端面加工有上端端面密封槽，上端端面密封槽中安装有上端单芯通讯环，上端端面密封槽槽底加工有上通讯孔；钻铤本体下端母扣端面加工有下端端面密封槽，下端端面密封槽中安装有下端单芯通讯环，下端端面密封槽槽底加工有下通讯孔；钻铤本体下端公扣端面加工有通讯工艺孔，通讯工艺孔的下端用密封堵头密封；下端单芯通讯环的顶端与通讯工艺孔通过下数据口连通，上端单芯通讯环的底端与通讯工艺孔的顶端通过上数据口连通。
一种旋转导向钻井装置，包括所述的成像测井短节结构，以及旋转导向头和钻头；成像测井短节结构的下端与旋转导向头的上端连接，旋转导向头的下端与钻头的上端连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供一种基于旋转导向的成像测井短节结构，集成了纽扣电极总成、电阻率接收极板总成、电阻率接收天线总成和集成伽马成像探测器总成。集成了纽扣电极总成、电阻率接收极板总成、电阻率接收天线总成按照自上而下的方式布置在电阻率发射天线总成下方，纽扣电极总成距离发射天线最近，由于纽扣电极接收面小，分辨率更高，随钻具旋转成像后，能够准确得到井壁电阻率信号。电阻率接收极板总成能够测量仪器圆周0.5米左右的电阻率值，提前判断仪器距离储层边界信号，为导向钻井提供电阻率参数的指导。电阻率接收天线总成处于距离发射天线最远处的仪器下端，电阻率接收距离更远，能够得到靠近钻头位置处的电阻率信号，有利于前视地层评价和导向功能。当电阻率发射天线总成将电流传入地层后，距离电阻率发射天线总成最近的纽扣电极总成首先接收从地层反馈回来的电流信号，传输至井下控制电路总成，井下控制电路总成处理得到地层电阻率信号，使用时伴随钻具旋转得到井壁圆周方向电阻率，由于纽扣电极接收分辨率高，可实现地层电阻率成像，准确获得井壁处岩性参数；然后距离电阻率发射天线总成稍远的电阻率接收极板总成接收从地层反馈回来的电流信号，传输至井下控制电路总成，井下控制电路总成处理得到在井周地层电阻率信号，可提前判断仪器距离地层边界的信号，实现电阻率探边功能；最后距离电阻率发射天线总成更远的电阻率接收天线总成接收从地层反馈回来的电流信号，传输至井下控制电路总成，井下控制电路总成处理得到地层电阻率信号，伴随钻具旋转得到圆周方向更远处以及靠近钻头位置的地层电阻率参数，实现前视地层评价功能。通过得到不同深度以及不同周向位置的地层的电阻率信号，实现高电阻率地层测井和井壁电阻率成像功能。集成伽马成像探测器总成，能够在跟随钻具旋转中接收到地层内的伽马射线，利用伽马射线成像技术，实现了伽马与电阻率参数一体化集成，实现了随钻测井过程中利用伽马成像功能进行储层边界识别、用电阻率接收极板实现方位电阻率测量、接收天线实现前视高电阻率地层测井和纽扣电极实现井壁电阻率成像功能，测量参数更加丰富，综合得到的数据更加准确。本发明的成像测井短节结构，在一根钻铤上对伽马成像和电阻率成像功能进行融合设计，利用侧向电阻率成像技术满足低阻和高阻地层电阻率测量要求，仪器同时具备探边和地层评价功能，钻铤设计长度更短、测量参数更全、测量值距离钻头更近，有效提高了地质导向钻井的现场应用效率。本发明在钻铤本体下端设置螺纹结构，使用时，直接将本发明的成像测井短节结构通过下端的公螺纹结构与旋转导向头螺纹连接，满足与旋转导向仪器直接配接的要求，有效减少测井仪器串长度，使测井参数更近的靠近钻头位置，测量精度更加准确、可靠性更高。
进一步的，设置下通讯孔，单芯通信方式增加了连接的便易性，使用时，可以将旋转导向头的导线直接与本发明的成像测井短节结构中的下端单芯通讯环连接，穿过仪器内部的通讯工艺孔与上端单芯通讯环连接，两者能直接装配，缩短装配长度。保证了测井和导向各自功能的独立性，又能同时与上一级系统连接。
本发明的钻井装置，能够实现伽马成像测量、高电阻率地层测井和井壁电阻率成像功能，测量数据更加准确，在钻井过程中，成像测井短节结构不断监测和反馈各个层位的电阻率参数，为导向头提供地层参数信号，进一步增加导向钻井的准确性。同时，成像测井短节结构与旋转导向仪器直接配接，有效减少测井仪器串长度，使测井参数更近的靠近钻头位置，测量精度更加准确、可靠性更高。
附图说明
图1表示“基于旋转导向的成像测井短节结构配接应用”示意图；
图2表示基于旋转导向的成像测井短节结构剖视图，(a)和(b)的剖切面互相垂直；
图3表示基于旋转导向的成像测井短节结构的下端端面视图；
图4表示C-C剖面示意图。
图5表示D-D剖面示意图。
图6表示E-E剖面示意图。
图7表示F-F剖面示意图。
图8表示纽扣电极总成剖面示意图，即图2中Ⅰ处剖视图。
图9表示电阻率接收极板总成剖面示意图，即图2中Ⅱ处剖视图。
图10表示电阻率接收天线总成剖面示意图。
图11表示钻铤通讯孔示意图。
1为钻头；2为旋转导向头；3为电阻率接收天线总成；4为电阻率接收极板总成；5为伽马成像探测器总成；6为井下控制电路总成；7为纽扣电极总成；8为钻铤本体；9为电阻率发射天线总成；10-1为上端单芯通讯环；10-2为下端单芯通讯环；11为钻铤下端公螺纹；12为泥浆通道；13为锁紧环；14为天线总成；15为天线保护套；16为X方位传感器及控制电路；17为密封盖板A；18为主控采集板；19为密封盖板B；20为调制解调模块；21为密封盖板C；22为电阻率发射控制电路；23为过线孔A；24为集成式伽马成像探测器；25为伽马密封盖板；26为过线孔B；27为电阻率接收电路；28为Y方位传感器及控制电路；29为密封堵头；30为过线孔C；31为接收极板；32为极板密封盖；33为过线孔D；34为通讯工艺孔；35为过线孔H；36为纽扣电极；37为过线孔E；38为电极密封盖；39为绝缘层；40为底座；41为过线孔F；42为高压密封塞；43为绝缘垫块；44为橡胶绝缘层；45为玻璃钢绝缘层；46为单芯连接器；47为过线孔G；48为下通讯孔；49-1为上密封座；49-2为下密封座，50为上通讯孔；51-1为上端端面密封槽；51-2为下端端面密封槽；52为密封盖板D；53为钻铤上端母螺纹。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参考图1，本发明基于旋转导向的成像测井短节结构，包括钻铤本体8，钻铤本体8上自上而下依次设置有电阻率发射天线总成9、纽扣电极总成7、电阻率接收极板总成4和电阻率接收天线总成3，钻铤本体8上还设置有伽马成像探测器总成5和井下控制电路总成6。
电阻率发射天线总成9用以发射能够探测井下信号所需的恒定电流，电流经钻铤本体8传入地层。纽扣电极总成7用于测量电阻率发射天线总成9发射的流经纽扣电极总成7的电流信号，传输至井下控制电路总成，处理得到井壁电阻率信号，并进行井壁附近电阻率成像。电阻率接收极板总成4用于测量电阻率发射天线总成9发射的流经电阻率接收极板总成4的电流信号，传输至井下控制电路总成，处理得到电阻率接收极板总成4附近井周稍远距离地层互成90度的4个方位处的电阻率信号。电阻率接收天线总成3用于测量电阻率发射天线总成9发射的流经电阻率接收天线总成3的电流信号，传输至井下控制电路总成，处理得到钻头附近以及井周更远距离地层的电阻率信号。伽马成像探测器总成5用于接收地层内伽马射线，传输至井下控制电路总成，进行伽马成像。井下控制电路总成6用于将处理得到的电阻率信号和图像上传至上一级MWD控制系统，由上一级MWD控制系统将信号编码传输至地面，供导向工程师进行参考，指导导向作业。
结合图2、图3和图11，钻铤本体8内同轴钻有Φ72mm泥浆通道12，用于泥浆流通；钻铤本体8下端设有钻铤下端公螺纹11，上端设有钻铤上端母螺纹53，钻铤下端公螺纹11用于与旋转导向头2连接，钻铤上端母螺纹53用于与上一级MWD仪器连接，螺纹结构满足常规钻具的配接要求。钻铤本体8上端端面加工有上端端面密封槽51-1，上端端面密封槽51-1中安装有上端单芯通讯环10-1，上端端面密封槽51-1槽底加工有直径为Φ5mm的上通讯孔50；钻铤本体8下端母扣端面加工有下端端面密封槽51-2，下端端面密封槽51-2中安装有下端单芯通讯环10-2，下端端面密封槽51-2槽底加工有直径为Φ5mm的下通讯孔48。钻铤本体8下端公扣端面加工有直径为Φ5mm的通讯工艺孔34，通讯工艺孔34的下端用密封堵头29密封。下端单芯通讯环10-2的导线与通讯工艺孔34内部导线通过下数据口连接，上端单芯通讯环10-1的导线与通讯工艺孔34内部导线通过上数据口连接。上数据口外侧通过上密封座49-1密封，下数据口外侧通过下密封座49-2密封。
结合图2、图7和图8，如图7所示，钻铤本体8沿径向均布两个纽扣电极总成7。如图8所示，纽扣电极总成7包括纽扣电极36、电极密封盖38、绝缘层39和底座40。底座40安装在纽扣电极36的电极槽内，纽扣电极36置于底座40内，纽扣电极36与底座40之间通过绝缘层39粘接牢靠，绝缘层39采用PEEK材料，最后在纽扣电极36上盖上电极密封盖38，使其通过电极密封盖38固定在钻铤本体8上，保证其安装牢固且密封，保证电极总成7密封承压性能大于140MPa、175℃。
结合图2、图4和图9，钻铤本体8上沿径向均布4个电阻率接收极板总成4，可测量圆周4个90度方位的电阻率，提前判断仪器距离地层边界信号，为导向作业提供指导。如图4所示，相邻两个电阻率接收极板总成4的极板槽底部通过穿线孔C 30连通，相邻两个穿线孔C30之间夹角成90°。如图9所示，电阻率接收极板总成4包括接收极板31、绝缘垫块43和极板密封盖32，绝缘垫块43安装在接收极板31与钻铤本体8之间，保证接收极板31与钻铤本体8之间绝缘，接收极板31上覆盖极板密封盖32并通过极板密封盖32固定在钻铤本体8上，保证其安装牢固且密封，接收极板31的导线与高压密封塞42一端导线连接，高压密封塞42另一端导线通过过线孔F41与电阻率接收电路27的导线连接。
结合图2和图10，电阻率接收天线总成3包括天线总成14、锁紧环13、橡胶绝缘层44和玻璃钢绝缘层45，钻铤本体8上设置有天线槽，天线槽内设置天线总成14并填充玻璃钢绝缘层45，玻璃钢绝缘层45上设置橡胶绝缘层44。制造工艺为：天线总成14通过高温粘接固定在钻铤本体8上的天线槽内，天线槽的两侧设计环形密封槽，天线总成14与玻璃钢绝缘层45之间通过真空浸胶成型后，能够在高压情况下阻止水进入内部的天线总成14的磁芯里。在天线槽内完成玻璃钢绝缘层45的制作，并对玻璃钢绝缘层45进行精加工处理，之后在玻璃钢绝缘层45上进行橡胶绝缘层44模具成型。橡胶绝缘层44的外侧安装天线保护套15，最后通过锁紧环13与钻铤本体8连接来固定天线保护套15。如图10所示，电阻率接收天线总成3的天线槽底部与井下控制电路总成6中的电阻率接收电路27所处的盖板槽底部通过过线孔G 47连通，电阻率接收天线总成3的导线与单芯连接器46的一端连接，单芯连接器46另一端穿过过线孔G 47与电阻率接收电路27连接，用于两者之间的通信，单芯连接器46具有绝缘和密封功能。电阻率发射天线总成9的安装结构与电阻率接收天线总成3相同，不同的是电阻率发射天线总成9与电阻率发射控制电路22连接。
伽马成像探测器总成5包括集成式伽马成像探测器24和伽马密封盖板25。伽马密封盖板25为钛钢材料制作，能够在保证强度的同时更好接收地层伽马射线，伽马密封盖板25与钻铤本体8端面密封连接，对集成式伽马成像探测器24进行保护。
井下控制电路总成6包括X方位传感器及控制电路16、电阻率接收电路27、主控采集板18、Y方位传感器及控制电路28、电阻率发射控制电路22和调制解调模块20。X方位传感器及控制电路16和Y方位传感器及控制电路28互成90度安装，通过磁力计计算导向仪器位置姿态量和自转角量，通过控制电路形成伽马、电阻率的方位判断并传输至主控采集板18；电阻率发射控制电路22用于发射天线发射信号的产生、放大和信号驱动；电阻率接收电路27针对电阻率接收天线3、电阻率接收极板总成4和纽扣电极总成7接收的信号进行放大、滤波并传输至主控采集板18；集成式伽马成像探测器24采集的伽马信号也传输至主控采集板18；主控采集板18为仪器控制核心，控制电阻率发射、接收、采集，以及伽马信号的处理；主控采集板18处理后的信号通过调制解调模块20调制后通过单芯通信上传至上一级MWD控制系统；调制解调模块20主要为上一级MWD控制命令进行解调，并将测量信号调制后通过单芯通信进行上、下级系统的互通。
结合图2、图5和图6，钻铤本体8沿径向均布有4个盖板槽，分别为第一盖板槽、第二盖板槽、第三盖板槽和第四盖板槽；第一盖板槽中安装主控采集板18和调制解调模块20，第一盖板槽的槽口通过密封盖板C 21覆盖密封，保证其安装牢固且密封；第二盖板槽中安装X方位传感器及控制电路16，第二盖板槽的槽口通过密封盖板A 17覆盖密封，保证其安装牢固且密封；第三盖板槽中安装Y方位传感器及控制电路28，第三盖板槽的槽口通过密封盖板D 52覆盖密封，保证其安装牢固且密封；第四盖板槽中安装电阻率接收电路27、集成式伽马成像探测器24和电阻率发射控制电路22，第三盖板槽的槽口通过密封盖板B 19覆盖密封，保证其安装牢固且密封。Y方位传感器及控制电路28、主控采集板18和电阻率接收电路27通过钻铤同一截面的上设计的穿线孔D互相连通；Y方位传感器及控制电路28、X方位传感器及控制电路16通过钻铤同一截面上的一组过线孔H35连通，同时集成式伽马成像探测器24和调制解调模块20通过钻铤同一截面上对称的另一组过线孔H35连通；调制解调模块20与通讯工艺孔34连通。
如图7所示，井下控制电路总成6中的电阻率发射控制电路22与纽扣电极总成7中的两个纽扣电极36位于钻铤本体8的同一横截面上，钻铤本体8上设置有两个穿线孔E 37，两个纽扣电极36的电极槽底部与电阻率发射控制电路22所处的盖板槽底部分别通过一穿线孔E 37连通，两个穿线孔E 37之间夹角成90°。
如图2和图9所示，电阻率接收极板总成4围绕钻铤本体8在同一截面互成90度分布4处，每个极板槽底部与井下控制电路总成6中的电阻率接收电路27所处的盖板槽底部之间通过过线孔F 41连通，电阻率接收电路27的导线穿过过线孔F 41通过高压密封塞42与电阻率接收极板总成4连接，用于两者之间的通信，并保证其密封绝缘。
伽马成像探测器总成5中的集成式伽马成像探测器24与井下控制电路总成6中的电阻率发射控制电路22之间通过过线孔A 23连通，集成式伽马成像探测器24与井下控制电路总成6中的电阻率接收电路27之间通过过线孔B 26连通。井下控制电路总成6中的电阻率接收电路27与井下控制电路总成6中的主控采集板18之间通过过线孔D 33连通，电阻率接收电路27的导线穿过过线孔D 33与主控采集板18连接，用于两者之间的通信。
本发明在盖板槽下部的钻铤不同截面处设计多处过线孔，保证各级电路模块之间的连线互通，同时减少钻铤同一截面开孔过多导致的应力集中，针对接收极板、天线总成等结构的引线进入盖板槽内部的过线孔处，均设计有安装高压密封塞的密封结构，避免使用中钻铤内部进泥浆的问题，有效保护内部电路。
钻铤本体8外径Φ182mm，总长2700mm，材料采用无磁不锈钢P550，P550屈服强度965MPa，抗点蚀当量28.9，可适用于随钻测井的恶劣环境，且性能好，综合成本低。
接收极板31采用P550无磁不锈钢材料，接收极板31外部由PEEK材料进行封装，保证接收极板P550无磁不锈钢板和外部的钻铤本体8直接绝缘。
纽扣电极36要求耐压140MPa，耐温175℃，绝缘值大于500MΩ。
图1为本发明基于旋转导向的成像测井短节结构配接应用示意图，主要包括钻头1、旋转导向头2和本发明的成像测井短节结构。本发明的成像测井短节结构通过钻铤本体8下端的钻铤下端公螺纹11与旋转导向头2上端螺纹连接，旋转导向头2下端与钻头1上端连接，本发明的成像测井短节结构能够与旋转导向头2形成良好的配节。旋转导向头2的导线穿过下端单芯通讯环10-2、下通讯孔48和通讯工艺孔34与井下控制电路总成6连接通讯，井下控制电路总成6的导线穿过通讯工艺孔34和上通讯孔50引出至上一级MWD控制系统。
本发明的工作原理为：通过电阻率发射天线总成9将电流传入地层，首先距离电阻率发射天线总成9较近的纽扣电极总成7接收从地层反馈的电流信号，传输至井下控制电路总成，处理得到地层电阻率信号，伴随钻具旋转得到井壁圆周方向泥饼处电阻率，利用地层电阻率成像；然后距离电阻率发射天线总成9稍远的电阻率接收极板总成4接收从地层反馈的电流信号，传输至井下控制电路总成，处理得到地层电阻率信号；最后距离电阻率发射天线总成9更远的电阻率接收天线总成3接收从地层反馈的电流信号，传输至井下控制电路总成，处理得到地层电阻率信号，伴随钻具旋转得到圆周方向更远处的地层电阻率参数。同时伽马成像探测器总成5在跟随钻具旋转中接收到地层内的伽马射线，传输至井下控制电路总成，利用伽马射线成像。井下控制电路总成6将处理得到的电阻率信号和图像上传至上一级MWD控制系统，上一级MWD控制系统处理后将控制指令传输至井下控制电路总成6，再由井下控制电路总成6传输至旋转导向头2。
本发明由于成像测井短节结构下端直接与旋转导向头螺纹连接，缩短了配接长度，使得测量电阻率的装置与旋转导向头的距离更近，使得测量参数更加靠近钻头，增加导向钻井的准确性，还简化了配接方式。同时，将随钻伽马成像和电阻率成像这两种最为直接评价地层信号的参数进行集成融合设计，通过纽扣电极总成7、电阻率接收极板总成4和电阻率接收天线总成3测量不同距离的电阻率，通过伽马成像探测器总成5测量马射线信号，在钻井过程中，不断监测和反馈各个层位的伽马和电阻率参数，为导向头提供地层参数信号，进一步增加导向钻井的准确性。本发明可实现储层边界识别，以及高电阻率地层测井和井壁电阻率成像，达到高效地层评价和精准导向钻井的生产要求。
以上内容仅为说明本发明结构设计的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于旋转导向的成像测井短节结构，其特征在于，包括钻铤本体(8)，钻铤本体(8)上自上而下依次设置有电阻率发射天线总成(9)、纽扣电极总成(7)、电阻率接收极板总成(4)和电阻率接收天线总成(3)，钻铤本体(8)上还设置有井下控制电路总成(6)和伽马成像探测器总成(5)；
电阻率发射天线总成(9)用于发射能够探测井下信号所需的恒定电流，电流经钻铤本体(8)传入地层；纽扣电极总成(7)用于测量电阻率发射天线总成(9)发射的流经纽扣电极总成(7)的电流信号，传输至井下控制电路总成，井下控制电路总成处理得到井壁电阻率信号，并进行井壁电阻率成像；电阻率接收极板总成(4)用于测量电阻率发射天线总成(9)发射的流经电阻率接收极板总成(4)的电流信号，传输至井下控制电路总成，井下控制电路总成处理得到井周地层电阻率信号；电阻率接收天线总成(3)用于测量电阻率发射天线总成(9)发射的流经电阻率接收天线总成(3)的电流信号，传输至井下控制电路总成，井下控制电路总成处理得到井周地层电阻率信号；伽马成像探测器总成(5)用于接收地层内伽马射线，传输至井下控制电路总成，井下控制电路总成进行伽马成像；井下控制电路总成(6)用于将处理得到的电阻率信号和图像上传至上一级MWD控制系统；
钻铤本体(8)下端设有钻铤下端公螺纹(11)，钻铤下端公螺纹(11)用于与旋转导向头(2)连接。
2.根据权利要求1所述的基于旋转导向的成像测井短节结构，其特征在于，纽扣电极总成(7)包括纽扣电极(36)、电极密封盖(38)和绝缘层(39)；钻铤本体(8)上设置有电极槽，纽扣电极(36)置于电极槽内，纽扣电极(36)与电极槽之间设置绝缘层(39)，纽扣电极(36)上覆盖电极密封盖(38)。
3.根据权利要求1所述的基于旋转导向的成像测井短节结构，其特征在于，电阻率接收极板总成(4)包括接收极板(31)、绝缘垫块(43)和极板密封盖(32)；钻铤本体(8)上设置有极板槽，接收极板(31)置于极板槽中，接收极板(31)和极板槽之间设置绝缘垫块(43)，接收极板(31)上覆盖极板密封盖(32)。
4.根据权利要求1所述的基于旋转导向的成像测井短节结构，其特征在于，电阻率接收天线总成(3)包括天线总成(14)、锁紧环(13)、橡胶绝缘层(44)和玻璃钢绝缘层(45)；钻铤本体(8)上设置有天线槽，天线槽内设置天线总成(14)并填充玻璃钢绝缘层(45)，玻璃钢绝缘层(45)上设置橡胶绝缘层(44)；电阻率发射天线总成(9)的安装结构与电阻率接收天线总成(3)相同。
5.根据权利要求1所述的基于旋转导向的成像测井短节结构，其特征在于，钻铤本体(8)沿径向均布两个纽扣电极总成(7)。
6.根据权利要求1所述的基于旋转导向的成像测井短节结构，其特征在于，钻铤本体(8)上沿径向均布四个电阻率接收极板总成(4)。
7.根据权利要求1所述的基于旋转导向的成像测井短节结构，其特征在于，钻铤本体(8)内同轴开设有泥浆通道(12)。
8.根据权利要求1所述的基于旋转导向的成像测井短节结构，其特征在于，钻铤本体(8)上端端面加工有上端端面密封槽(51-1)，上端端面密封槽(51-1)中安装有上端单芯通讯环(10-1)，上端端面密封槽(51-1)槽底加工有上通讯孔(50)；钻铤本体(8)下端母扣端面加工有下端端面密封槽(51-2)，下端端面密封槽(51-2)中安装有下端单芯通讯环(10-2)，下端端面密封槽(51-2)槽底加工有下通讯孔(48)；钻铤本体(8)下端公扣端面加工有通讯工艺孔(34)，通讯工艺孔(34)的下端用密封堵头(29)密封；下端单芯通讯环(10-2)的顶端与通讯工艺孔(34)通过下数据口连通，上端单芯通讯环(10-1)的底端与通讯工艺孔(34)的顶端通过上数据口连通。
9.一种旋转导向钻井装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的成像测井短节结构，以及旋转导向头(2)和钻头(1)；成像测井短节结构的下端与旋转导向头(2)的上端连接，旋转导向头(2)的下端与钻头(1)的上端连接。
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