[發明專利]一種伽馬標定和測試裝置

在審

• 申請號: 201710161837.8
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN108625844A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 馬清明;楊全進;林楠;崔海波;唐海全;張海花;劉慶龍;李佳;王朝陽;王敬萌
• 申請（專利權）人: 中石化石油工程技術服務有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
• 主分類號: E21B47/00
• 分類號: E21B47/00;E21B49/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 侯華頌;李勇

一種伽馬標定和測試裝置，包括：用于支撐伽馬鉆鋌或伽馬儀器的支撐坐架；支撐坐架為環空結構，內部軸心向上固定有伽馬鉆挺支撐軸，支撐坐架外圍帶有環狀支架，環狀支架上部放置測試骨架；測試骨架為軸向通孔的環狀結構，測試骨架的通孔與伽馬鉆鋌或伽馬儀器構成套裝間隙配合；測試骨架沿軸向通孔向外劃分有2的整數倍數個扇區，扇區內用于存放巖性填充單元，測試骨架的頂面設置刻度對焦碼盤，刻度對焦碼盤上設有與每個扇區對應的連續數字標記，在刻度對焦碼盤上部的伽馬鉆鋌或伽馬儀器上固定有與單一扇區對應的對焦指針。該裝置能夠更加精確描述儀器的響應區域及特征，且結構簡單，測量快速，具有可實施性。

技術領域

本發明涉及一種在石油鉆井工程中用于伽馬/方位伽馬/伽馬成像儀器標定和測試裝置。

背景技術

巖石中含有天然的放射性核素，鉆井行業所用到的自然伽馬隨鉆測量(NaturalGamma Ray Log)，是用伽馬射線探測器測量巖石總的自然伽馬射線強度，以研究井剖面地層性質的測井方法。

傳統的隨鉆或電纜伽馬測井儀器往往是利用刻度井或刻度器來實現伽馬計數率與伽馬API單位之間的刻度。發表于1985年SPWLA上的“A NEW MEASUREMENT-WHILE-DRILLING GAMMA RAY LOG CALIBRATOR”、1988年SPWLA的“API PIT CALIBRATIONOF MWDGAMMA RAY TOOLS”以及2011年University of Houston大學發布的“UH(API) NuclearLogging CalibrationFacility“等文獻分別揭示了幾種伽馬刻度裝置和刻度方法，發表于1999年石油儀器第13卷4期的“自然伽馬測井刻度的論述”也詳細討論了刻度的物理原理和刻度方法，對伽馬刻度提出了具體的實施步驟和操作措施。

然而，上述文獻有如下缺陷，第一，只專注于對伽馬儀器進行API單位刻度，未提及伽馬扇區或井周方向上的方位響應，更沒有提及對伽馬儀器的方位響應進行刻度。第二，伽馬刻度井實施嚴格苛刻，制作成本高昂，不利于推廣應用。第三，刻度井井眼尺寸較小，其內徑小于5英寸，而大多數MWD/LWD伽馬工具的外徑尺寸為6英寸至12英寸，無法滿足隨鉆伽馬的標定和測量。

為了實現多扇區方位伽馬測量或方位伽馬成像，與之相對應的伽馬/方位伽馬/伽馬成像儀器刻度和測試裝置及測試方法等都是必須的。

發表于《Steroids》, 2002，題為“Design, Calibration, Characterization,and Field Experience of New High-Temperature, Azimuthal, and Spectral GammaRay Logging-While-Drilling Tools“公布了一種高溫方位能譜隨鉆伽馬測井工具的設計，標定，特性和現場實驗，揭示了高溫方位能譜隨鉆伽馬測井工具與常規電纜伽馬工具的異同，尤其指明了用常規休斯頓大學的一級API刻度井進行LWD工具刻度的局限性與不適性。該文獻為了克服API刻度的局限性，特意設計了兩種刻度標準，一種標準針對外徑為4.75英寸的伽馬儀器，另一種標準針對外徑為6.75英寸的伽馬儀器，而未提及其他外徑尺寸的儀器，這種利用刻度系數進行校正的方法只能看作是當外徑尺寸變化不大時的一種折衷，不能徹底解決各種儀器尺寸的影響。另外，該文獻僅是利用API刻度裝置，未提及對其有任何改進。