CN205100962U - 近钻头随钻地质导向测井仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种近钻头随钻地质导向测井仪，包括安装在螺杆马达与钻头之间的测量短节和安装在螺杆马达上端的无线接收短节，测量短节包括测量短节主体，测量短节主体上依次设有上接头、发射线圈、电阻率发射线圈、多个检测电路仓盒和两个电阻率接收线圈，每个检测电路仓盒内分别安装有电连接的电阻率单元、井斜单元、无线发射单元和测量供电单元，无线接收短节包括无线接收短节主体，无线接收短节主体上依次设有无线接收短节下接头、接收线圈和多个接收电路仓盒。它操作方便，测量盲区短，能实现实时地质导向，可用于判断钻头在油层中所处位置，可通过近钻头工程参数指导定向施工。

Description

近钻头随钻地质导向测井仪

技术领域

本实用新型涉及石油钻探测量技术领域，具体涉及一种近钻头随钻地质导向测井仪。

背景技术

目前，地质导向钻井技术是近年来国内外发展起来的前沿钻井技术之一，他是集定向测量、导向工具、地层地质参数测量、随钻实时解析等一体化的测量控制技术，它把钻井技术、测井技术及油藏工程技术融合为一体，被广泛应用于水平井（尤其是薄油层水平井）、大位移井、分支井、侧钻井和深探井。目前针对以上钻井国内基本采用的是常规LWD+导向钻具组合进行地质导向，而LWD仪器各测量传感器都装在远离钻头位置的钻杆上方的无磁钻铤内，探测范围局限于螺杆上方，随钻测量时会存在一定的盲区，使得探测精度下降，从而导致测量的姿态参数、地层信息和井眼参数较钻头实际信息出现偏差，特别是对薄油层，常规随钻仪器无法满足测量要求。因而需要一种集数据采集发射与接收的可临近钻头进行实时测量的近钻头测量仪器。同样对地质导向钻井来讲，测量仪器越靠近钻头越好，这样可以及时确定井底地层情况和井眼轨迹，进而使钻头沿目的层方向顺利钻进。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种操作方便，测量盲区短，能实现实时地质导向，可用于判断钻头在油层中所处位置，可通过近钻头工程参数指导定向施工的近钻头随钻地质导向测井仪。

其技术方案是：近钻头随钻地质导向测井仪，包括安装在螺杆马达与钻头之间的测量短节和安装在螺杆马达上端的无线接收短节，所述测量短节包括测量短节主体，所述测量短节主体上依次设有上接头、发射线圈、电阻率发射线圈、多个检测电路仓盒和两个电阻率接收线圈，所述每个检测电路仓盒内分别安装有电连接的单发双收电磁波电阻率单元、井斜单元、无线发射单元和测量供电单元，所述电阻率发射线圈、两个电阻率接收线圈分别与检测电路仓盒内的单发双收电磁波电阻率单元电连接；

所述无线接收短节包括无线接收短节主体，所述无线接收短节主体上依次设有无线接收短节下接头、接收线圈和多个接收电路仓盒，所述每个接收电路仓盒内分别安装有电连接的无线接收单元、无线接收供电单元和主控电路单元。

所述主控电路单元还包括电连接的外环空压力测量电路和无线电磁波幅度电阻率电路。

所述电阻率发射线圈与两个电阻率接收线圈的中心轴的电极距为20～22英寸，两个电阻率接收线圈之间的中心轴距为6～8英寸。

所述测量短节主体的圆周表面设有天线肋骨槽，所述天线肋骨槽的开槽方向与测量短节主体轴向平行，所述天线肋骨槽宽3.2mm，槽长125mm，所述电阻率发射线圈和两个电阻率接收线圈以圆形环绕方式贯穿肋骨槽安装在测量短节主体上。

所述检测电路仓盒为四个，均匀分布在测量短节主体的圆周表面上。

所述接收电路仓盒为三个，均匀分布在无线接收短节主体的圆周表面上。

所述检测电路仓盒和接收电路仓盒均为分别在测量短节主体和无线接收短节主体的四壁开设有矩形槽，外部使用电路仓盒盖和O型密封胶圈形成的密闭仪器仓，所述矩形槽的方向与随钻近钻头的螺杆轴向平行。

本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：本实用新型将测量短节设置在近钻头位置，使测量盲区短，真正实现了实时地质导向，可提供近钻头实时地质参数，能够帮助现场人员随时监控地质参数的变化情况，实时判断是否钻遇油层以及识别岩性，能够比常规随钻测井仪器更早发现油层，并能根据实时地质参数急时或随时调整钻头姿态，保证钻头始终在油层中钻进；可用于判断钻头在油层中所处位置，可通过近钻头工程参数指导定向施工；并且采用开放式总线设计，该仪器可兼容其它型号的脉冲发生器正常工作。

附图说明

图1是本实用新型井下作业的结构示意图；

图2是本实用新型无线接收短节的电子单元模块的结构示意图；

图3是本实用新型测量短节的电子单元模块的结构示意图；

图4是本实用新型无线接收短节结构示意图；

图5是本实用新型测量短节结构示意图。

具体实施方式

参照图1、图4和图5，近钻头随钻地质导向测井仪，包括安装在螺杆马达2与钻头4之间的测量短节3和安装在螺杆马达2上端的无线接收短节1。其中，测量短节3包括测量短节主体14，测量短节主体14上依次设有上接头9、发射线圈10、电阻率发射线圈15、多个检测电路仓盒11和两个电阻率接收线圈16和17，电阻率发射线圈15与两个电阻率接收线圈16和17的中心轴的电极距为20～22英寸，两个电阻率接收线圈16和17之间的中心轴距为6～8英寸。通过上接头9可以使测量短节3通过螺纹方式安装在螺杆马达2与钻头4之间。

参照图3，每个检测电路仓盒11内分别安装有电连接的单发双收电磁波电阻率单元18、井斜单元19、无线发射单元20和测量供电单元21。电阻率发射线圈15、两个电阻率接收线圈16和17分别与检测电路仓盒11内的单发双收电磁波电阻率单元18电连接。其中，电阻率收发线圈采用单发双收的结构，通过电阻率发射线圈15向地层发射一定频率的电磁波，再通过两个电阻率接收线圈16和17接收电磁波，进而由接收线圈所接收的电磁波的相位差和幅度比确定地层的电阻率。该技术结构的应用，实现了近钻头不同深度的地层电阻率的测量。

参照图2，无线接收短节1包括无线接收短节主体8，无线接收短节主体8上依次设有无线接收短节下接头5、接收线圈6和多个接收电路仓盒7。每个接收电路仓盒7内分别安装有电连接的无线接收单元22、无线接收供电单元23和主控电路单元24。

主控电路单元24还包括电连接的外环空压力测量电路25和电阻率电路26。电阻率电路26为无线电磁波幅度电阻率电路。

测量短节主体14的圆周表面设有天线肋骨槽27，天线肋骨槽27的开槽方向与测量短节主体14轴向平行，天线肋骨槽27宽3.2mm，槽长125mm，电阻率发射线圈15和两个电阻率接收线圈16和17以圆形环绕方式贯穿肋骨槽27安装在测量短节主体14上。天线肋骨槽27均布于圆周共计17处，线圈以圆形环绕方式贯穿肋骨槽安装在测量短节主体14上。

所述检测电路仓盒11为四个，均匀分布在测量短节主体14的圆周表面上。检测电路仓盒11安装在测量短节主体14上，检测电路仓盒11分布在该测量短节主体14四周，共计四个电路仓盒，在测量短节主体14的圆周上均匀分布。

所述接收电路仓盒7为三个，均匀分布在无线接收短节主体8的圆周表面上。

所述检测电路仓盒11和接收电路仓盒7均为分别在测量短节主体14和无线接收短节主体8的四壁开设有矩形槽，外部使用电路仓盒盖和O型密封胶圈形成的密闭仪器仓，所述矩形槽的方向与随钻近钻头的螺杆轴向平行，安装方式采用螺钉方式固定。

该仪器工作时，由测量短节3的各个功能模块测得井斜、方位、工具面等工程信息，以及地层电阻率、自然伽马等地址数据，经中控单元101进行换算和分析，将有效数据存储，并提取出所需数据由发射线圈10以无线通讯方式传送给上端的无线接收短节1，无线接收短节1将接收到的数据传送至主控电路，主控电路将接收的数据与其无线接收短节1自身测量的数据（环空压力P，电磁波幅度电阻率NRd）经处理后通过通讯接口28融入上方的正脉冲无线随钻测量系统，其通过泥浆脉冲的方式将测量数据传送至地面系统，最终由地面信息处理系统对数据解码、分析、出图，为工程人员提供实时的井下所需数据。中控单元101还电连接有伽马单元29和温度测量单元30。在此，各个测量及接收短节内的电子功能模块之间的连接方式等均为已知技术，在此不再赘述。

本实用新型将测量短节设置在靠近钻头的位置，具有以下优点：

1、测量盲区短，真正实现了实时地质导向：

由于可提供近钻头实时地质参数，能够帮助现场人员随时监控地质参数的变化情况，实时判断是否钻遇油层以及识别岩性，能够比常规随钻测井仪器更早发现油层，并能根据实时地质参数急时或随时调整钻头姿态，保证钻头始终在油层中钻进；

2、可用于判断钻头在油层中所处位置：

在水平穿越油层时，可通过电阻率、自然伽玛及时判断钻头在油层中所处的位置，提前判断钻头是否即将出层。在钻头钻出油层时，可以判断出钻头是从上方还是下方出层，非常适用于探井、薄油层及超薄油层水平井施工。

3、可通过近钻头工程参数指导定向施工：

近钻头工程参数包括井斜和工具面两个参数，由于测量盲区很小，能根据近钻头的井斜定性指导定向工程师急时进行轨迹计算和工具造斜率预测，并在第一时间发现角差是否存在误差，避免了因造斜率预测不准、角差误差等因素导致的井眼轨迹控制失败。

4、采用开放式总线设计，该仪器可兼容其它型号的脉冲发生器正常工作。

本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容扔属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.近钻头随钻地质导向测井仪，其特征在于：包括安装在螺杆马达与钻头之间的测量短节和安装在螺杆马达上端的无线接收短节，所述测量短节包括测量短节主体，所述测量短节主体上依次设有上接头、发射线圈、电阻率发射线圈、多个检测电路仓盒和两个电阻率接收线圈，所述每个检测电路仓盒内分别安装有电连接的电阻率单元、井斜单元、无线发射单元和测量供电单元，所述电阻率发射线圈、两个电阻率接收线圈分别与检测电路仓盒内的电阻率单元电连接；

所述无线接收短节包括无线接收短节主体，所述无线接收短节主体上依次设有无线接收短节下接头、接收线圈和多个接收电路仓盒，所述每个接收电路仓盒内分别安装有电连接的无线接收单元、无线接收供电单元和主控电路单元。

2.根据权利要求1所述的近钻头随钻地质导向测井仪，其特征在于：所述主控电路单元还包括电连接的外环空压力测量电路和无线电磁波幅度电阻率电路。

3.根据权利要求1所述的近钻头随钻地质导向测井仪，其特征在于：所述电阻率发射线圈与两个电阻率接收线圈的中心轴的电极距为20～22英寸，两个电阻率接收线圈之间的中心轴距为6～8英寸。

4.根据权利要求1所述的近钻头随钻地质导向测井仪，其特征在于：所述测量短节主体的圆周表面设有天线肋骨槽，所述天线肋骨槽的开槽方向与测量短节主体轴向平行，所述天线肋骨槽宽3.2mm，槽长125mm，所述电阻率发射线圈和两个电阻率接收线圈以圆形环绕方式贯穿肋骨槽安装在测量短节主体上。

5.根据权利要求1所述的近钻头随钻地质导向测井仪，其特征在于：所述检测电路仓盒为四个，均匀分布在测量短节主体的圆周表面上。

6.根据权利要求1所述的近钻头随钻地质导向测井仪，其特征在于：所述接收电路仓盒为三个，均匀分布在无线接收短节主体的圆周表面上。

7.根据权利要求5或6所述的近钻头随钻地质导向测井仪，其特征在于：所述检测电路仓盒和接收电路仓盒均为分别在测量短节主体和无线接收短节主体的四壁开设有矩形槽，外部使用电路仓盒盖和O型密封胶圈形成的密闭仪器仓，所述矩形槽的方向与随钻近钻头的螺杆轴向平行。