CN1434926A - 传导波地层电阻率测量装置 - Google Patents
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Abstract
边钻井边用井孔中的装置测量周围地层的传导波电阻率。该装置具有一个位于钻套(302)中的探测器(310)，在钻井行程中，钻套外表面靠近地层。探测器在其外壳外第一位置有一个或多个发射天线(315－1，315－4)向地层发射询问信号，还有一个或多个接收天线(315－2，315－3)接收地层对询问信号的响应信号。外壳(330)具有基本光滑的外表面，天线绕在外壳上的凹槽(312－1，312－2，312－3，312－4)中，将凹槽填充至与光滑的外表面齐平。钻套(302)的构造可将探测器上发射天线发出的询问信号传送到地层，并将地层对询问信号的响应信号传送到探测器上的接收天线。
Description
发明领域
本发明涉及井孔周围地层中地球物理参数的测量，具体涉及在钻井作业中测量地层电阻率的装置。
发明背景
在石油和天然气勘探中要钻井孔，钻井孔的装置包括一种其上装有钻头的钻套。钻井液通过钻套泵入钻头。从钻头流出的钻井液通过钻套外部和已钻井孔部分之间的空间回到地面。
通常要在井孔中进行电阻率的测量以测定周围地层的特性。这些电阻率的测量可以用电缆系统中井孔内的电极装置来测量电流的传导，也可采用在钻井时进行测量的系统中的装在钻套上的电极装置。可使用钻套外面的低频感应线圈代替电极。或者，也可利用在400KHz到2MHz高频范围内工作的发射和接收环形天线进行传导波电阻率测量。与电极或环形天线有关的电子设备被装在钻套内部的探测器内。探测器通常具有管状金属外壳，外壳内有固定件可安装测量时用的电子设备。当使用电极或低频环形天线时，它们位于钻套表面上的凹槽中，以便在钻井时作测量。在400KHz到2MHz范围内作传导波电阻率测量时，可将一对或多对发射和接收天线绕在金属钻套的外面，因为400KHz到2MHz的信号不会通过导电的钻套传导。
在1999年4月6日授予的美国专利5892361中公开了把天线装在钻套的外表面，电子设备装在钻套内的探测器中的一种示范装置。由于发射和接收天线都在钻套的外面，钻井液在探测器和钻套内表面之间的环形空间流动，而且还需要连接与探测器内的天线有关的电子设备和钻套外部的天线。作了这种连接后要从井孔中取回传导波电阻率测量装置就十分困难。另一种方法是将电子设备装在钻套自身里面，见1995年3月28日授予的美国专利5402068中所公开的内容。在这种钻套安装装置中，发射和接收天线以及与之有关的电子设备都是钻套的一部分，都不可取出。也可使天线靠近钻套的内面，用延伸线与探测器相连，这样钻井液就可在探测器和天线之间的空间流动。用这种结构，从井孔中取出探测器也非常困难。
发明概述
本发明涉及井孔中的传导波电阻率测量装置。该测量装置适合于测量井孔周围的地层性质，在此装置中，装有电子设备的探测器置于钻套的某一部分，钻套有多个部分与地层相邻。探测器中装有传导波电阻率测量的信号处理装置，也有将测量结果传送到井孔地面的装置。
根据本发明，在探测器机壳外部第一位置处的一个或多个发射天线产生询问信号，发送到井孔周围的地层，以及在探测器机壳外面与第一位置有一定间隔的第二位置处的一个或多个接收天线接收钻套构件第一部分周围地层对询问信号的响应信号。钻套把探测器上发射天线的询问信号发送到地层，并把地层对询问信号的响应信号发送到探测器的接收天线。
根据本发明的一个方面，探测器的外表面很光滑，便于钻井液在探测器和钻套构件第一部分内表面间的环形通路中作层流流动。每一发射天线插入探测器外表面上第一位置处的一个凹槽，每一接收天线插入探测器外表面上第二位置处的一个凹槽。插入天线的凹槽内充有非导电材料，基本上与机壳外部的光滑表面齐平。
根据本发明的另一方面，在钻套构件内的一预定位置处，将探测器的下端放在位于钻套第一部分下方的钻套构件第二部分的支架上。该支架使探测器在钻套构件内定向到预定的纵向和旋转位置。
按照本发明的另一方面，钻套构件的第一部分是由例如玻璃纤维树脂等材料制成，此种材料对于来自发射天线的询问信号和来自地层的对询问信号的响应信号都是透明的。
按照本发明的又一方面，钻套构件的第一部分是由导电材料制成的，并包括有开槽部分，每个槽位提供从发射天线来的询问信号到地层的通路以及地层对询问信号的响应信号到接收天线的通路。钻套构件第二部分中的探测器支架可用于定位探测器，这样每一发射天线可通过其中的槽辐射询问信号，而每一接收天线可通过其中的槽接收地层对询问信号的响应信号。
按照本发明的再一方面，探测器的上端还包括接纳用于将探测器从井孔中取出的装置的设备，例如可用标准取管器就可锁住的一矛形端部。
在说明本发明的一个实施例中，探测器有一个或多个发射天线，与一个或多个接收天线呈有间距的置放关系。天线绕在探测器外壳的光滑外表面的凹槽内。凹槽内充有非导电材料，与光滑外表面齐平。探测器放置在插入井孔的钻套构件的非导电部分中，探测器的下端由钻套构件的第二部分支承于一预定位置。钻井液在钻套内围绕探测器的光滑外表面向下流动，然后通过钻头从钻套外表面和井孔之间流出。探测器的上端有一矛尖结构，从井孔接至通向探测器的线缆。
在说明本发明的另一实施例中，探测器有一个或多个发射天线，在长度方向上与一个或多个接收天线呈有间距的置放关系。每一天线都绕在探测器外壳的光滑外表面的一个凹槽内。探测器放置在插入到井孔中的钻套构件的金属部分中。天线凹槽均充填至与光滑外表面齐平，且钻套沿探测器的轴向与天线对齐的位置有开槽部分。槽中充有一种对来自发射天线的询问信号和地层对询问信号的响应信号都是透明的材料。与天线有关的处理装置放在探测器内。钻井液围绕探测器被向下泵送到钻套内表面附近的耐冲管(wash pipe)中，并围绕钻套外表面向上泵送至地层表面。探测器的下端由钻套构件的第二部分支承于一预定位置，以便发射天线发出的询问信号能通过这些槽发送到周围的地层，而地层对询问信号的响应信号可通过这些槽到达接收天线。
从以下结合附图和权利要求所作的更详细的说明可更好的理解本发明。
附图描述
图1示出钻井和测量井孔周围地层中传导波电阻率的系统概图；
图2示出按现有技术钻井时在钻套构件中用于传导波电阻率测量的探测器装置；
图3示出了根据本发明的一个实施例的放在非金属钻套构件中的探测器内，钻井时作传导波电阻率测量的装置；
图4示出了根据本发明的另一实施例的放在金属钻套构件中的探测器内，钻井时作传导波电阻率测量的装置；
图5示出用于图4的实施例中的金属钻套构件的槽结构；
图6示出图3和图4实施例中置放于探测器中的电子设备；
图7示出图3和图4中在钻套构件中支承探测器的结构；
图8示出从图1的井孔中取出图3和图4实施例中探测器的装置；以及
图9示出图4实施例的另一种钻套构件。
详细说明
图1为一示意图，示出利用钻机在地层50中所钻的井孔1，所述钻机包括钻塔3，钻台5，钻柱7，钻套10和钻头结构28。钻井时，用泵(未示出)将钻井液或“泥浆”通过钻套10和钻头结构28向下泵送。钻井液通过钻头结构以后，从钻套10的外面和井孔1之间回到地层表面。
钻井时，用钻套部分10中的装置来测量井孔周围地层50的传导波电阻率。测量装置包括相互间隔的发射天线、它们把400KHz到2MHz频率范围的询问信号发至地层，还包括相互间隔的接收天线、它们接收对询问信号的响应信号，还包括处理接收信号以测定传导波电阻率的处理装置。
图2示出在管状金属钻套200中测量传导波电阻率的现有技术装置。图2中，具有管状外壳230的探测器210被固定在钻套200的中心。钻井液在探测器外表面和钻套内表面的环形空间中流动。由于环形空间中有连接/支架218-1至218-4，钻井液的流动多少会受限制。金属钻套200上有轴向定位的环形凹槽212-1，212-2，212-3和212-4。发射环形天线215-1绕在凹槽212-1中，发射环形天线215-4绕在凹槽212-4中。接收环形天线215-2绕在凹槽212-2中，接收环形天线215-3绕在凹槽212-3中。
发射环形天线215-1通过连接件218-1接收探测器210外壳内的发射器发出的400KHz到2MHz频率的定时信号。发射环形天线215-4通过连接件218-4接收探测器210中另一发射器发出的不同定时的信号。发射环形天线215-1和215-4向周围地层发射不同定时的询问信号。从地层返回到钻套210的对询问信号的响应信号由接收天线215-2和215-3拾取。从接收天线来的返回信号通过连接件218-2和218-3加到探测器内的接收器中，经探测器内的处理器处理，产生传导波电阻率数据。
由于金属钻套对400KHz到2KHz频率范围的询问信号和返回信号均不透明，故需将天线212-1至212-4置放在钻套的外部。而且还需通过连接件218-1到218-4连接探测器内发射器产生的询问信号，以及探测器内的接收器和处理器接收和处理返回信号。另一选择方案是不用探测器，而将与发射天线215-1和215-4以及接收天线215-2和215-3有关的发射器、接收器和处理器装在钻套自身上。但上述任一种方案，其设计都相当复杂和昂贵，而且，不论钻套如何传导波电阻率测量设备均不能取出。
图3示出在本发明的一个实施例中，放在非金属钻套构件中作传导波电阻率测量的探测器。图中示意地示出：钻套构件300；钻套构件300的非导电测量部分302；在钻套构件部分302中的探测器310；凹槽312-1，312-2，312-3和312-4；环形天线315-1，315-2，315-3和315-4；钻套构件300的辅助部件325；钻套构件300的着地子部件328以及构件335。探测器的发射和接收天线置于测量部分302内，着地子部件328有一马蹄铁形装置344，辅助部件325将测量部分302和着地子部件328连接起来。钻套测量部分302可用任何适用的非导电材料制成，如玻璃纤维增强树脂。为保护钻套部分302不致很快磨损，可插入含碳化钨的耐磨环，或在整个钻套部分302上涂覆坚硬的材料，如陶瓷。
图3中探测器310的外壳330可用不锈钢或铍铜合金制成。外壳330为一般正圆柱形，具有光滑的外表面。在外壳的外表面中制作沿探测器轴向间隔的环形凹槽312-1到312-4。第一发射环形天线315-1绕在凹槽312-1中，第二发射环形天线315-4绕在凹槽312-4中。第一接收环形天线315-2绕在凹槽312-2中，第二接收环形天线315-3绕在凹槽312-3中。天线315-1至315-4都绕好以后，在凹槽312-1至312-4中充以类似氟化橡胶的材料，充填过的凹槽表面应基本上与外壳330的光滑表面齐平。探测器的下端支承在着地子部件328中的支架上，着地子部件328靠辅助部件325接至部件302。
图7示出可拆卸地支承图3中钻套300上的探测器310的装置，以便使探测器可从钻套中提上来并从井孔中取出。图7中示出了辅助部件325和着地子部件328。辅助部件325用螺纹固定在钻套的测量部分302上，着地子部件328则用螺纹固定在辅助部件325上。着地子部件328的内表面有一“马蹄铁”形套管344，它可拆卸地支承着探测器310下端的导向管342，这样探测器就在轴向被定位了。着地子部件的马蹄铁销钉346配入探测器310下端的导向管342中以便旋转地定向探测器。
由于探测器是可拆卸地支承在着地子部件装置上，而不是固定在钻套300上，故探测器可从钻套中取出，方法是用一接至图3所示固定件335的线缆把在井孔中的探测器向上提起。固定件可以是在探测器上端形成的矛尖，如图8所示。图8所示的探测器上部的矛尖端537位于钻套310的中心，这是由着地子部件328中的探测器支承结构所决定的。把探测器310从钻套300中取出时，接至线缆的标准取管器装置被锁定在矛尖上，探测器就可从井孔1中被提起。显然，“马蹄铁”、矛尖和取管器装置以外的其他构件也可用来支承探测器和从井孔中取出探测器。
钻套300用非导电材料制成，该材料对来自发射天线315-1和315-4的询问信号和钻套周围地层的响应返回信号都是透明的。与发射和接收天线315-1至315-4有关的电子设备位于探测器外壳内，并直接耦合到天线。因而，探测器和邻近钻套间的机电连接对钻井液的流动没有什麽限制。由于整个传导波测量系统都位于探测器内，而探测器没有固定在钻套上，故探测器可容易地从井孔中取出，如图8所示。
图4示出本发明的另一实施例，此时探测器是支承在钻套构件内的一预定位置上。图4示出钻套400具有金属钻套测量部分402，耐冲管405和探测器410。探测器上有凹槽412-1，412-2，412-3和412-4，环形天线415-1，415-2，415-3和415-4绕入其中，还有下端的导向管442和上端的固定件435。环形天线415-1，415-2，415-3和415-4位于钻套构件测量部分402中，并有开槽部分421-1，421-2，421-3和421-4与环形天线对齐。钻套的着地子部件428包括：可拆卸地支承探测器下端的构件；辅助部件425连接测量部分402；和着地子部件428。
探测器410的外壳430具有光滑的外表面。外壳430中的各环形凹槽沿探测器的长度方向彼此隔开。第一发射环形天线415-1绕在凹槽412-1中，第二发射环形天线415-4绕在凹槽412-4中。第一接收天线415-2绕在凹槽412-2中，第二接收天线415-3绕在凹槽412-3中。天线都绕接好以后，在凹槽中充以如氟化橡胶等的非导电材料，凹槽表面应基本上与外壳430的光滑表面齐平。
探测器的下端支承在着地子部件428上，它可纵向或旋转地定位探测器。支承结构基本上与图7所示相同，即用马蹄铁444可拆卸地支承导向管442。马蹄铁444纵向定位探测器，而蹄铁形销钉446旋转地定位探测器。探测器顶端有一固定单元435，例如在钻塔3上连接线缆的矛尖，以便从井孔中取出探测器。
当探测器处于着地子部件428上的支承位置时，探测器的定位使发射环形天线415-1和415-4分别对准钻套构件测量部分402的开槽部分的槽421-1和421-4的槽，而接收环形天线415-2和415-3分别对准钻套构件测量部分402的开槽部分的槽421-2和421-3的槽。在钻套400中围绕探测器410流动的钻井液包含在开槽钻套测量部分402中的耐冲管405中。耐冲管405靠近钻套部分402的内表面。耐冲管405的外表面有两处与钻套的内表面密封，一处在最上面一组槽的上方，用O形圈439或其他密封件密封，另一处在最下面一组槽的下方，用O形圈440密封。应说明，在图4中亦可使用其他密封装置。开槽部分的每一个槽421-1到421-4最好都充以非导电材料，此材料对于来自发射环形天线415-1和415-4的询问信号和周围地层的返回信号应都是透明的。耐冲管外部至钻套内部的密封防止了在耐冲管405内流动的高压钻井液通过探测器的开槽部分流出。
图5示出图4的钻套部分402的槽结构。如图5所示，钻套构件402中开槽部分的一组槽421-1在探测器410的下端支承在钻套构件的着地子部件428上时，位于与发射环形天线415-1相对齐的一端。开槽部分又一组槽421-4位于钻套构件402的下端，与发射环形天线415-4相对齐。钻套的开槽部分的另一组槽421-2位于探测器410上，与接收天线415-2相对齐，开槽部分的另一组槽421-3位于探测器上，与接收天线415-3相对齐。
图4所示的钻套构件部分402也可制成如图9所示，有玻璃纤维树脂的组件与绕在探测器410上的发射和接收天线相对齐。如图9所示，钻套构件400的传导电阻率测量部分402一般具有圆柱形金属部件930-1，930-2，930-3，930-4和930-5。通常具有圆柱形的玻璃纤维树脂组件923-1固定在金属部件930-1和930-2之间，与发射天线415-1对齐，作为询问信号通到周围地层的通路。同样，金属部件930-4和930-5之间的圆柱形的玻璃纤维组件923-4与发射天线415-4对齐，作为询问信号通过的通路。金属部件930-2和930-3之间圆柱形的玻璃纤维组件923-2与接收天线415-2对齐，构成返回信号从地层至天线415-2的通路。同样，金属部件930-3和930-4之间的圆柱形玻璃纤维树脂组件923-3与接收天线415-3对齐，构成返回信号从地层至天线415-3的通路。图9中直径相同的替代金属和玻璃纤维组件部分可用螺纹连接，构成钻套构件402。显然，也可采用对询问和返回信号都透明的材料的其它配置，来确保这些信号在探测器410和周围地层间的通路。比如，单个纤维玻璃复合部件可以同时与接收天线414-2和415-3对齐。
与发射和接收环形天线415-1到415-4有关的电子设备位于探测器外壳430中，直接与天线相连接。正如对图3所示实施例的讨论，探测器410可很容易地从钻套400上拆下。因此，来自钻塔3的线缆可以往下放到井孔中，连接到探测器的固定装置435，这样就可把探测器从其在钻套400的支撑位置中取出。如图8和图3实施例所公开的，探测器410可有一矛尖端部537与线缆相连，这样可从着地子构件428中的支承构件提起探测器，并从井孔中取出。
图6示出位于图3探测器310的外壳330中，或位于图4探测器410的外壳430中的电子设备。电子设备包括控制器601，上发射器610和下发射器615，上接收器620和下接收器625，传导波电阻率信号处理器630和数据传输设备635，例如泥浆脉冲发生器，EM遥测装置或其它现有技术已知的装置。控制器601控制发射器、接收器和信号处理器的操作。上发射器610提供400KHz到2MHz频率范围的询问信号并控制发射天线315-1或415-1动作的定时。下发射器615提供400KHz到2MHz频率范围的询问信号并控制发射天线315-4或415-4动作的定时。上下接收器620和625接收从地层返回到天线315-2和315-3或415-2和415-3的对询问信号的响应信号。信号处理器630处理从接收器来的返回信号，产生与传导波电阻率相对应的振幅比和相位差信号。与传导波电阻率相对应的编码信号由数据传输装置635传送至地面，在井孔顶部被拾取。
工作时，上下发射器610和615依次向天线315-1和315-4或415-1和415-4发送询问信号。接收器620和625接收响应于各个顺序询问信号的返回信号。接收器620和625的输出按现有已知技术由传导波电阻率信号处理器630处理，以测定与返回信号相对应的钻套周围地层的传导波电阻率。传导波电阻率信号处理器630的输出加在数据传输装置635上并被传送至井孔顶部。
虽以具体说明性实施例对本发明作了描述，但是，显然，本发明不限于上述实施例，本领域的技术人员可以进行各种变化和修改，并不背离本发明的范围和精神。因此，上述实施例也不应被视为是对本发明范围的限制，本发明的范围由下面的权利要求书定义。
Claims (46)
1.一种用于测量钻井装置所钻井孔周围地层参数的装置，它包括：
具有多个部件的空心钻套构件，在钻井装置进入井孔时其外部靠近地层；以及
所述钻套构件内的探测器，所述探测器包括：
外壳；
一个或多个发射天线，绕在所述钻套构件第一部分内的所述外壳外表面的第一位置，用于向所述地层发射询问信号；以及
一个或多个接收天线，绕在距所述钻套构件第一部分内、与所述第一位置有一定间距的所述外壳外表面的第二位置，用于接收所述地层对所述询问信号的响应信号；
其中所述钻套构件的所述第一部分将所述询问信号从所述发射天线传送到所述井孔周围的所述地层，并将对所述询问信号的响应信号从所述井孔周围的所述地层传送到所述探测器上的所述接收天线。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述探测器外壳的所述外表面基本上光滑，并包括绕着各个发射天线的凹槽和绕着各个接收天线的凹槽，绕有所述天线的所述凹槽中充有非导电材料，其外表面基本上与所述外壳的光滑外表面齐平。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述钻套构件包括第二部分，所述第二部分包括支承所述探测器下端的构件。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述钻套构件第二部分中支承所述探测器下端的所述构件与所述探测器下端相接触以便把所述探测器定位在钻套构件内。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述钻套构件第一部分对来自所述发射天线的所述询问信号和来自所述地层的对所述询问信号的响应信号都是透明的。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述钻套的第一部分由玻璃纤维环氧树脂制成。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述钻套构件的第一部分由导电材料制成，含有一个或多个开槽部分，每个槽均定位成提供所述询问信号从发射天线到地层的通路，还有另外一个或多个开槽部分，每个槽均定位成提供对所述询问信号的响应信号从地层到所述接收天线的通路。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：所述每个开槽部分的槽中都充有对所述发射天线的所述询问信号和所述地层对所述询问信号的响应信号都是透明的材料。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于：所述钻套构件包括第二部分，所述第二部分包括支承所述探测器的支架，所述支架的位置使每一个发射天线均可通过所述钻套构件第一部分的一个开槽部分的槽发射询问信号，且每一接收天线均可通过所述钻套构件第一部分的一个开槽部分的槽接收所述地层对所述询问信号的响应信号。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述探测器还包括用于将取出装置接纳其中的构件。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于：在所述探测器上接纳所述取出装置的所述构件包括在所述探测器上端与其中的取出线缆相连的装置。
12.一种在通过有多个部分的钻套构件的钻井装置钻井时、用于测量井孔周围地层参数的装置中的探测器，所述探测器包括：
位于所述钻套构件中的外壳；
一个或多个发射天线，绕在所述钻套构件第一部分内的所述外壳外表面的第一位置，用于向所述地层发射询问信号；
一个或多个接收天线，绕在距所述钻套构件第一部分内与所述第一位置有一定间距的所述外壳外表面的第二位置，用于接收所述地层对所述询问信号的响应信号；
其中所述钻套构件的所述第一部分将所述询问信号从一个或多个发射天线传送到所述井孔周围的所述地层，并将对所述询问信号的响应信号从井孔周围的地层传送到所述探测器上的所述接收天线。
13.如权利要求12所述的在通过有钻套构件的钻井装置钻井时、测量井孔周围地层参数的装置中的探测器，其特征在于：所述探测器外壳的所述外表面基本上光滑，其中包括绕着各个发射天线的凹槽和绕着各个接收天线的凹槽，绕有所述天线的所述凹槽中充有非导电材料，其外表面与所述外壳基本上光滑的外表面基本上齐平。
14.如权利要求12所述的在通过有钻套构件的钻井装置钻井时、测量井孔周围地层参数的装置中的探测器，其特征在于：所述钻套构件包括支承所述探测器下端的支架。
15.如权利要求14所述的在通过有钻套构件的钻井装置钻井时、测量井孔周围地层参数的装置中的探测器，其特征在于：所述钻套中支承所述探测器下端的所述支架与所述探测器下端相接触。
16.如权利要求12所述的在通过有钻套构件的钻井装置钻井时、测量井孔周围地层参数的装置中的探测器，其特征在于：所述钻套构件的所述第一部分对所述发射天线的所述询问信号和所述地层对所述询问信号的响应信号都是透明的。
17.如权利要求16所述的在通过有钻套构件的钻井装置钻井时、测量井孔周围地层参数的装置中的探测器，其特征在于：所述钻套构件第一部分的所述材料是玻璃纤维环氧树脂。
18.如权利要求12所述的在通过有钻套构件的钻井装置钻井时、测量井孔周围地层参数的装置中的探测器，其特征在于：所述钻套构件的第一部分用导电材料制成，并包括一个或多个开槽部分，每一部分均定位成提供所述询问信号从所述发射天线到所述地层的通路和对所述询问信号的响应信号从所述地层到所述接收天线的通路。
19.如权利要求18所述的在通过有钻套构件的钻井装置钻井时、测量井孔周围地层参数的装置中的探测器，其特征在于：所述每个开槽部分的槽中都充有对所述发射天线的所述询问信号和地层对所述询问信号的响应信号都是透明的材料。
20.如权利要求18所述的在通过有钻套构件的钻井装置钻井时、测量井孔周围地层参数的装置中的探测器，其特征在于：所述钻套构件的第二部分包括支承所述探测器的支架，以便使每一个发射天线均可通过开槽部分的一个槽发射询问信号，且每一个接收天线均可通过开槽部分的一个槽接收地层对所述询问信号的响应信号。
21.如权利要求12所述的在用有钻套构件的钻井装置钻井时，测量井孔周围地层参数装置中的探测器，其特征在于：所述探测器还包括一种可接收取出装置单元的构件。
22.如权利要求21所述的在通过有钻套构件的钻井装置钻井时、测量井孔周围地层参数的装置中的探测器，其特征在于：所述接纳取出装置的构件包括在所述探测器上端与取出线缆相连的矛尖装置。
23.一种在通过有多个部分的钻套构件中有探测器的钻井装置钻井时、测量井孔周围地层参数的方法，所述探测器在位于所述钻套构件第一部分的探测器外壳的外表面上有绕在轴向相互间隔的各个第一位置的一个或多个发射天线，用于向所述钻套周围地层发射询问信号，并且在位于钻套构件第一部分的所述探测器外壳的外表面上还有绕在轴向相互间隔的各个第二位置的一个或多个接收天线，用于接收所述钻套周围地层对所述询问信号的响应信号，所述测量方法包括以下步骤：
把所述询问信号从所述探测器外壳上的所述发射天线通过所述钻套发送到所述钻套周围的地层；以及
把周围地层对所述询问信号的响应信号通过所述钻套传送到探测器外壳上的接收天线。
24.如权利要求23所述的方法，其特征在于：所述外壳的外表面基本上光滑，每一发射天线和接受天线绕在所述外壳外表面的一个凹槽中，绕有所述天线的所述凹槽中充有非导电材料，其外表面与所述外壳基本上光滑的外表面基本上齐平。
25.如权利要求23所述的方法，其特征在于：所述钻套构件的第二部分包括可拆卸地支承所述探测器下端的支架。
26.如权利要求25的方法，其特征在于：所述钻套构件第二部分中的支架与所述探测器下端相接触。
27.如权利要求23所述的方法，其特征在于：所述钻套构件第一部分用对所述探测器发射天线的所述询问信号和地层对所述询问信号的响应信号都是透明的材料制成。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于：所述钻套的材料是玻璃纤维环氧树脂。
29.如权利要求23的方法，其特征在于：所述钻套构件的第一部分用导电材料制成，并包括一个或多个开槽部分，每一部分均定位成提供所述询问信号从所述探测器发射天线到所述地层的通路和对所述询问信号的响应信号从所述地层到所述接收天线的通路。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于：所述每个开槽部分的槽中都充有对所述发射天线的所述询问信号和地层对所述询问信号的响应信号都是透明的材料。
31.如权利要求29所述的方法，其特征在于：所述钻套构件的第二部分支承着探测器，以便使每一个所述发射天线均可通过开槽部分的一个槽发射询问信号，并且每一个所述接收天线均可通过开槽部分的一个槽接收地层对所述询问信号的响应信号。
32.如权利要求23所述的方法，其特征在于：所述探测器接纳一种从所述井孔中取出所述探测器的装置。
33.如权利要求32所述的方法，其特征在于：所述探测器的接纳装置通过用一条取出线缆连接到探测器顶端的矛尖上接纳取出装置。
34.一种测量所钻井孔周围地层传导电阻率的装置，它包括：
在钻头进入井孔行程中与所述井孔相邻的有多个管状部分的钻套；以及
位于所述钻套构件内的探测器，所述探测器包括：
通常是圆柱形的外壳，其外表面上有一组相互间隔的环形凹槽，所述凹槽位于所述钻套构件的第一部分；
第一和第二环形天线，各自绕在各环形凹槽中的一个内，用于将询问信号发射到所述周围地层；
第三和第四环形天线，各自绕在各环形凹槽中的一个内，用于接收所述周围地层对所述询问信号的响应信号；
其中钻套构件的第一部分将来自所述探测器上所述发射环形天线的所述询问信号传送到所述井孔周围地层，并且将所述井孔周围地层对所述询问信号的响应信号传送到所述探测器上的接收天线；
其中所述探测器外壳的外表面基本上光滑，并且每一个环形天线凹槽都充有非导电材料、后者与所述基本上光滑的外表面齐平；以及
其中在所述钻套的第一部分下面的第二部分包括可拆卸地支承所述探测器下端的支架，使得所述探测器可由所述井孔中取出。
35.如权利要求34所述的装置，其特征在于：所述钻套的第一部分对所述发射环形天线的询问信号和周围地层对所述询问信号的响应信号都是透明的。
36.如权利要求34所述的装置，其特征在于：所述钻套构件的第一部分用导电材料制成，并且包括一组与所述探测器中每一个环形凹槽对齐的槽缝，用来将询问信号从所述发射环形天线传送到所述周围地层，并且将所述周围地层对所述询问信号的响应信号传送到所述接收环形天线。
37.一种测量井孔周围地层特性的装置，它包括：
其上有多个部分与地层靠近的钻套装置；
测量周围地层传导电阻率的装置，所述测量装置包括：
钻套装置内的外壳装置；
所述钻套装置第一部分中所述外壳外表面上的环形凹槽；
在一个或多个环形凹槽中的发射装置，用于把询问信号发射到周围地层；
在一个或多个环形凹槽中的接收装置，用于接收周围地层对所述询问信号的响应信号；
其中所述钻套的第一部分将来自所述发射装置的所述询问信号传送到井孔周围地层，并且将所述井孔周围地层对所述询问信号的响应信号传送到所述探测器上的接收装置。
38.如权利要求37所述的装置，其特征在于：所述外壳装置的外表面基本上光滑，并且所述环形凹槽都被充填到与所述探测器外壳的外表面基本上齐平。
39.如权利要求37所述的装置，其特征在于：所述钻套装置包括第二部分，所述第二部分包括支承外壳装置下端的支承装置，以便所述探测器可由所述井孔中提出。
40.如权利要求39所述的装置，其特征在于：所述钻套装置的第一部分有多个开槽部分，为从所述一个或多个发射装置到所述地层的所述询问信号提供通路，并且为从所述地层到所述一个或多个接收装置的对所述询问信号的响应信号提供通路，此时所述外壳装置的下端支承在钻套装置上。
41.如权利要求37所述的装置，其特征在于：所述钻套装置第一部分对所述发射装置的所述询问信号和周围地层对所述询问信号的响应信号都是透明的。
42.如权利要求37所述的装置，其特征在于：所述外壳装置还包括用于连接到从所述井孔中取出传导波电阻率测量装置的装置。
43.一种测量钻井装置所钻井孔周围地层参数的装置，它包括：
有多个部件的空心钻套，在钻井装置进入井孔行程中其外部接近地层；以及
所述钻套构件内的探测器，所述探测器包括：
外壳；
一个或多个发射天线，绕在所述钻套构件第一部分内的所述外壳外表面的第一位置，用于向所述地层发射询问信号；
一个或多个接收天线，绕在距所述第一位置有一定间距的所述外壳外表面的第二位置，用于接收所述地层对所述询问信号的响应信号；
其中所述钻套构件的第二部分包括可拆卸地支承所述探测器下端的支架，使得所述探测器可从所述井孔中取出。
44.如权利要求43所述的装置，其特征在于：所述钻套构件的第二部分中可拆卸地支承所述探测器下端的支架包括一种与探测器下端相接触的构件。
45.如权利要求44所述的装置，其特征在于：所述探测器还包括上端的一种构件，可接纳从所述井孔中取出所述探测器的装置。
46.如权利要求45所述的装置，其特征在于：所述接纳取出装置的构件包括在探测器上端的矛尖，以便接纳取管器装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |