CN215949457U - 脉冲中子氧活化水流测井仪 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种脉冲中子氧活化水流测井仪，包括依次机械连接和电连接的多个仪器短节，多个仪器短节包括多个功能短节，多个功能短节包括通讯短节、脉冲中子发生器短节和至少一个加长采集短节；脉冲中子发生器短节包括中子发生器、第一控制器和用于采集信号的第一探测器，第一探测器和中子发生器均与第一控制器电连接；加长采集短节包括用于采集信号的第二探测器，至少一个加长采集短节设置在通讯短节与脉冲中子发生器短节之间，和/或，设置在脉冲中子发生器短节的远离通讯短节的一侧。该脉冲中子氧活化水流测井仪中，通过设置加长采集短节，增多了探测器的数量，扩大了仪器的测量范围。

Description

脉冲中子氧活化水流测井仪

技术领域

本文涉及但不限于石油仪器仪表领域，特别涉及一种脉冲中子氧活化水流测井仪。

背景技术

相比传统井温法、同位素失踪法及噪声测井法，脉冲中子氧活化水流测井技术更能有效穿过油管、套管对水流进行定量及定性评价，并且能够有效降低施工难度并避免地层污染。因此氧活化水流测井技术有着广泛应用，包括管外找窜、封隔器漏失评价、寻找出水点及注水井注入量测量等。

其中，氧活化水流测井技术使用最为广泛的为注水井中的注入量测量，然而由于井型不同、油藏区块特点不同，注水量从每天几十方到上千方不等。现有氧活化水流测井仪源距固定，因此不能有效覆盖不同作业需求，且目前氧活化水流测井仪均采用单芯接头连接方式，仪器供电和信号处理都通过同一总线，导致仪器可靠性差、故障率高等问题，最终导致作业质量不高。

实用新型内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本申请实施例提供一种脉冲中子氧活化水流测井仪，通过设置加长采集短节，扩大了仪器的测量范围。

一种脉冲中子氧活化水流测井仪，包括依次机械连接和电连接的多个仪器短节，多个所述仪器短节包括多个功能短节，多个所述功能短节包括通讯短节、脉冲中子发生器短节和至少一个加长采集短节，

所述脉冲中子发生器短节包括中子发生器、第一控制器和用于采集信号的第一探测器，所述第一探测器和所述中子发生器均与所述第一控制器电连接，

所述加长采集短节包括用于采集信号的第二探测器，至少一个所述加长采集短节设置在所述通讯短节与所述脉冲中子发生器短节之间，和/或，设置在所述脉冲中子发生器短节的远离所述通讯短节的一侧。

该脉冲中子氧活化水流测井仪中，脉冲中子发生器短节包括第一探测器，加长采集短节包括第二探测器，第一探测器和第二探测器均可用于采集信号，增加了探测器的数量，且第一探测器和第二探测器的源距不同，从而扩大了仪器的测量范围，能够有效覆盖不同的作业需求。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

图1为本申请实施例的脉冲中子氧活化水流测井仪的分解结构示意图；

图2为本申请实施例的脉冲中子氧活化水流测井仪的通讯短节的结构示意图；

图3为本申请实施例的脉冲中子氧活化水流测井仪的测控短节的结构示意图；

图4为本申请实施例的脉冲中子氧活化水流测井仪的中子发生器短节的右视结构示意图；

图5为本申请实施例的脉冲中子氧活化水流测井仪的加长采集短节的结构示意图；

图6为本申请实施例的脉冲中子氧活化水流测井仪的延长短节的结构示意图；

图7为本申请实施例的脉冲中子氧活化水流测井仪的电路结构示意图；

图8为本申请实施例的脉冲中子氧活化水流测井仪的多芯接头的一种结构示意图；

图9为本申请实施例的脉冲中子氧活化水流测井仪的多芯接头的另一种结构示意图。

附图标记为：

10-通讯短节，11-第三探测器，12-第三控制器，20-加长采集短节，21-第二探测器，22-第二控制器，23-第一分压电阻，24-第二分压电阻，30-延长短节，31-贯通线，40-测控短节，41-第一探测器，42-第一控制器，43-总线电阻，50-中子发生器短节，51-中子管，52-高压倍压电路，61-7芯接头，62-15芯接头，63-地址线，64-第一信号线，65-第二信号线，66-供电线。

具体实施方式

下文中将结合附图对本申请的实施例进行描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本实施例提供了一种脉冲中子氧活化水流测井仪，该脉冲中子氧活化水流测井仪(简称仪器)利用氧活化测量进行测井。氧活化测量的原理为：中子发生器以脉冲方式发射中子，产生的中子与仪器周围的水产生活化反应，活化水产生γ(伽马)射线。当活化水流向探测器时，仪器会记录活化水释放的γ射线时间谱。通过计算活化水到达探测器的时间，即中子爆发至探测到伽马特征峰的平均时间，再根据源距大小，可以求出水流速度，再根据水流所在的界面即可算出水流量。

如图1所示，脉冲中子氧活化水流测井仪包括依次机械连接和电连接的多个仪器短节，多个仪器短节包括多个功能短节，多个功能短节包括通讯短节10、脉冲中子发生器短节和至少一个加长采集短节20。

如图3和图4所示，脉冲中子发生器短节包括中子发生器、第一控制器42和用于采集信号的第一探测器41，第一探测器41和中子发生器均与第一控制器42电连接。

如图5所示，加长采集短节20包括用于采集信号的第二探测器21。

如图1所示，至少一个加长采集短节20设置在通讯短节10与脉冲中子发生器短节之间，和/或，设置在脉冲中子发生器短节的远离通讯短节10的一侧。

该脉冲中子氧活化水流测井仪中，通讯短节10、脉冲中子发生器短节和加长采集短节20机械连接，以便连接成一个整体形成脉冲中子氧活化水流测井仪。其中，通讯短节10可在最上方，脉冲中子发生器短节可在中间，加长采集短节20可分布在脉冲中子发生器短节的上侧和/或下侧。脉冲中子发生器短节和加长采集短节20均与通讯短节10电连接，通讯短节10可与地面控制系统进行通讯，以便接收地面控制系统的控制命令，并将脉冲中子氧活化水流测井仪采集的信息传递至地面控制系统。

脉冲中子发生器短节包括中子发生器、第一控制器42和第一探测器41，第一控制器42可根据来自通讯短节10的控制命令，控制中子发生器工作，以脉冲方式发射中子。第一控制器42还可控制第一探测器41工作，进行信号采集，如第一探测器41可为伽马探测器，可测量活化水产生γ射线。

加长采集短节20包括第二探测器21，第二探测器21可根据来自通讯短节10的控制命令工作，进行信号采集，如第二探测器21可为伽马探测器，可测量活化水产生γ射线。

第一探测器41和第二探测器21均可用于采集信号，增加了探测器的数量，且第一探测器41和第二探测器21的源距不同，从而扩大了仪器的测量范围，能够有效覆盖不同的作业需求。

下面描述脉冲中子氧活化水流测井仪的通讯短节10、脉冲中子发生器短节和加长采集短节20。

一些示例性实施例中，如图2所示，通讯短节10包括第三探测器11、第三控制器12和通讯模块，第三探测器11和通讯模块均与第三控制器12电连接。

通讯短节10中，第三探测器11可为伽马探测器，既可以用来测水流速度，也可用于深度模式下校深；第三控制器12可为电路板，具有对其余所有仪器短节采集信息收集的功能，还可控制第三探测器11和通讯模块的工作；通讯模块用于与地面控制系统进行通讯。

一些示例性实施例中，脉冲中子发生器短节中，如图4所示，中子发生器形成中子发生器短节50，如图3所示，第一控制器42和第一探测器41形成测控短节40。如图1所示，测控短节40可设置在通讯短节10和中子发生器短节50之间。当然，测控短节40也可设置在中子发生器短节50的远离通讯短节10的一侧。

一些示例性实施例中，如图3所示，测控短节40包括至少三个(如三个或其他数量)第一探测器41，第一探测器41可为伽马探测器；第一控制器42可为电路板，具有中子发生器的阳极控制功能。

一些示例性实施例中，如图4所示，中子发生器短节50包括中子管51和高压倍压电路52，该中子管51能发射中子流，该高压倍压电路52的输出电压范围可为50-120KV。

一些示例性实施例中，如图5所示，加长采集短节20除包括第二探测器21，还包括第二控制器22，第二控制器22与第二探测器21电连接。

一些示例性实施例中，如图5所示，加长采集短节20包括至少三个(如三个或其他数量)第二探测器21，第二探测器21可为伽马探测器；第二控制器22可为电路板，第二控制器22可根据来自通讯短节10的控制命令控制第二探测器21进行工作。

一些示例性实施例中，如图1所示，加长采集短节20可设置有多个，且多个加长采集短节20的结构相同。多个加长采集短节20中，可以部分设置在通讯短节10与测控短节40之间，其余设置在中子发生器短节50的远离通讯短节10的一侧；或者，全部设置在通讯短节10与测控短节40之间；或者，全部设置在中子发生器短节50的远离通讯短节10的一侧。

多个加长采集短节20的结构相同，即加长采集短节20包括的部件相同，如部件的种类和数量相同，以便能够自动识别加长采集短节20在脉冲中子氧活化水流测井仪中的位置(具体识别原理见下文)。此外，多个加长采集短节20的尺寸也可相同，以便于实现加长短节短节的批量生产，有利于生产难度和降低成本。当然，多个加长采集短节20可以在结构和/或尺寸上不同。

一些示例性实施例中，如图1所示，加长采集短节20设置有三个(或其他数量)，且一个加长采集短节20设置在通讯短节10与测控短节40之间，另外两个加长采集短节20设置在中子发生器短节50的下侧(即远离通讯短节10的一侧)。

一些示例性实施例中，多个仪器短节中，相邻两个仪器短节之间采用多芯接头电连接，多芯接头包括地址线。加长采集短节20还包括串联连接的第一分压电阻23和第二分压电阻24，第二分压电阻24未连接第一分压电阻23的一端接地，且第一分压电阻23串联在地址线63中。测控短节40还包括总线电阻43，总线电阻43串联在地址线63中，防止在不接入加长采集短节20时的电路空载。

多芯接头中包括地址线，以便在脉冲中子氧活化水流测井仪内形成贯通的地址线，以便在仪器中存在多个相同的加长采集短节20时，能够自动识别加长采集短节20在仪器中的位置，降低了用户使用的复杂度。此外，自动识别加长采集短节20在仪器中的位置，可以方便地改变(如增加或减少)仪器中加长采集短节20的数量，提高了仪器的适用范围。

一些示例性实施例中，如图7所示，通讯短节10在贯通的地址线63的一端输入6V的直流电压，测控短节40在其输出端(即总线电阻43和地址线63连接的一端)加上3V的直流电压，在地址线63的另一端加上-6V的直流电压。这样通过测量加长采集短节20的输入端的电压值，可判断加长采集短节20在整个仪器中的相对位置。如果加长采集短节20的输入端的电压在3V到6V之间，说明加长采集短节20设置在测控短节40的上方(图7中的左侧，即靠近通讯短节10的一侧)；如果电压小于3V，说明加长采集短节20设置在中子发生器短节50的下方(图7中的右侧，即远离通讯短节10的一侧)。如果加长采集短节20设置在中子发生器短节50的下方，则可以根据加长采集短节20的输入端的电压值，判断加长采集短节20距离中子发生器短节50近还是远。

一些示例性实施例中，多芯接头还包括相互独立的信号线和供电线。

多芯接头还包括相互独立的信号线和供电线，可将通电和信号隔离，有效提高仪器的稳定性和可靠性。

一些示例性实施例中，多个仪器短节中，相邻仪器短节之间均采用多芯接头电连接，且中子发生器短节50与测控短节40之间的多芯接头所包含的芯线数量大于或等于其他相邻两个仪器短节之间的多芯接头所包含的芯线数量。

测控短节40不仅需要与通讯短节10电连接，还需要控制中子发生器短节50工作，因此，中子发生器短节50与测控短节40之间的多芯接头所包含的芯线数量大于或等于其他相邻两个仪器短节之间的多芯接头所包含的芯线数量。

一些示例性实施例中，如图1所示，中子发生器短节50与测控短节40之间的多芯接头为15芯接头62，其他相邻两个仪器短节之间的多芯接头为7芯接头61。即：如图4所示，中子发生器短节50的与测控短节40连接的一端采用15芯接头62，另一端采用7芯接头61；如图3所示，测控短节40的与中子发生器短节50连接的一端采用15芯接头62，另一端采用7芯接头61；如图5所示，加长采集短节20的两端均采用7芯接头61；如图2所示，通讯短节10的两端均采用7芯接头61。

一些示例性实施例中，如图8所示，7芯接头61包括地址线63、第一信号线64、第二信号线65及供电线66。其中，第一信号线64和第二信号线65可组成基于RS-485通信协议的通信总线，供电线66可提供48V的直流供电。

一些示例性实施例中，如图9所示，15芯接头62包括地址线63、第一信号线64、第二信号线65及供电线66。

应当理解，多芯接头并不限于15芯接头62和7芯接头61，还可以为包括其他数量芯线的多芯接头。此外，任意相邻两个仪器短节之间的多芯接头所包含的芯线数量可以相同。

一些示例性实施例中，如图1所示，多个仪器短节还包括至少一个延长短节30，延长短节30设置在相邻两个功能短节之间。如图6所示，延长短节30包括贯通线31，贯通线31的两端分别和与延长短节30相邻的两个功能短节电连接。

延长短节30的贯通线31用于实现与延长短节30相邻的两个功能短节的电连接。用户可以根据需要(如测量范围等)安装一个到多个延长短节30，这样可在不增加探测器数量的情况下扩大测量范围，该方式能够有效节省仪器的成本。

一些示例性实施例中，如图1所示，延长短节30设置有多个，并且多个延长短节30的长度可相同或不同，相邻两个功能短节之间可以设置一个或多个延长短节30。

一些示例性实施例中，如图1所示，延长短节30设置有两个(或其他数量)，且一个延长短节30设置在上侧的加长采集短节20与测控短节40之间，另一个延长短节30设置在下侧的两个加长采集短节20中。

一些示例性实施例中，如图6所示，延长短节30两端可设有多芯接头，以实现与延长短节30相邻的功能短节的连接。延长短节30两端的多芯接头可采用7芯接头61。

本申请实施例的脉冲中子氧活化水流测井仪的测量过程如下：

首先根据目标流量范围确定是否需要连接延长短节30，确定需要连接的加长采集短节20的个数，从而确定的仪器短节组成；然后在脉冲中子氧活化水流测井仪的上方连接温度、压力、节箍、遥测等辅助短节。

仪器上电后，加长采集短节20自动根据地址线63的相关分压量进行地址判定。然后，在地面检查仪器的通讯状态及工作状态，非屏蔽状态下可以分别检查阳极和靶压工作状态。然后仪器下井进行校深，并进行伽马、压力、井温等参数测量。仪器再次校深后，进行氧活化水流仪模式点测。

在本申请的描述中，术语“多个”指两个或多于两个。

以上实施例仅表达了本申请的实施例性实施方式，其描述较为具体和详细，但的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (10)

1.一种脉冲中子氧活化水流测井仪，其特征在于，包括：依次机械连接和电连接的多个仪器短节，多个所述仪器短节包括多个功能短节，多个所述功能短节包括通讯短节、脉冲中子发生器短节和至少一个加长采集短节，

所述脉冲中子发生器短节包括中子发生器、第一控制器和用于采集信号的第一探测器，所述第一探测器和所述中子发生器均与所述第一控制器电连接，

所述加长采集短节包括用于采集信号的第二探测器，至少一个所述加长采集短节设置在所述通讯短节与所述脉冲中子发生器短节之间，和/或，设置在所述脉冲中子发生器短节的远离所述通讯短节的一侧。

2.根据权利要求1所述的脉冲中子氧活化水流测井仪，其特征在于，所述加长采集短节设置有多个，且多个所述加长采集短节的结构相同。

3.根据权利要求2所述的脉冲中子氧活化水流测井仪，其特征在于，多个所述仪器短节中，相邻两个所述仪器短节之间采用多芯接头电连接，所述多芯接头包括地址线。

4.根据权利要求3所述的脉冲中子氧活化水流测井仪，其特征在于，所述多芯接头还包括相互独立的信号线和供电线。

5.根据权利要求3所述的脉冲中子氧活化水流测井仪，其特征在于，所述加长采集短节还包括第二控制器、以及串联的第一分压电阻和第二分压电阻，所述第二分压电阻未连接所述第一分压电阻的一端接地，所述第一分压电阻串联在所述地址线中；所述第二控制器与所述第二探测器电连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的脉冲中子氧活化水流测井仪，其特征在于，多个所述仪器短节还包括至少一个延长短节，所述延长短节设置在相邻两个所述功能短节之间，所述延长短节包括贯通线，所述贯通线的两端分别和与所述延长短节相邻的两个所述功能短节电连接。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的脉冲中子氧活化水流测井仪，其特征在于，所述通讯短节包括第三探测器、第三控制器和通讯模块，所述第三探测器和所述通讯模块均与所述第三控制器电连接。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的脉冲中子氧活化水流测井仪，其特征在于，所述中子发生器形成中子发生器短节，所述第一控制器和所述第一探测器形成测控短节。

9.根据权利要求8所述的脉冲中子氧活化水流测井仪，其特征在于，所述测控短节设置在所述通讯短节和所述中子发生器短节之间。

10.根据权利要求8所述的脉冲中子氧活化水流测井仪，其特征在于，所述中子发生器短节与所述测控短节之间采用多芯接头电连接，所述中子发生器短节与所述测控短节之间的多芯接头所包含的芯线数量大于或等于其他相邻两个所述仪器短节之间的多芯接头所包含的芯线数量。

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