[發明專利]用于測量地層密度值的測量裝置及其測量方法

在審

• 申請號: 201811282351.0
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN111119871A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 張堅鋒;張中偉;李翠;杜海洋;韓春田;馬海;肖紅兵;魯超
• 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隨鉆測控技術中心
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 北京聿華聯合知識產權代理有限公司 11611
• 代理人: 劉華聯

1.一種用于測量地層密度值的測量裝置，其特征在于，所述測量裝置包括：

鉆鋌(110)，所述鉆鋌的內部設有軸向貫穿的偏心流道(111)，且在所述鉆鋌的與所述偏心流道相對的側壁上設有軸向延伸的U型槽(112)；

設置在所述偏心流道中且構造成圓柱形的電路骨架(120)，所述電路骨架的內部設有軸向貫穿的偏心通道(121)，在所述偏心通道內設有用于導流鉆井液的導流管(122)，且在所述電路骨架的下部設有電路控制系統(130)；

設置在所述U型槽的上部的密度倉源(140)，在所述密度倉源內放置有放射性元素，并以固定角度向周圍地層發射伽馬射線；

嵌入式安裝在所述U型槽內且構造成圓筒狀的承壓外殼(150)，在所述承壓外殼內設有用于接收經地層散射的伽馬射線的密度探測器短節(160)，在所述密度探測器短節的下端設有用于傳輸所測得的經地層散射的伽馬射線的信號參數的信號傳輸系統(170)，所述信號傳輸系統與所述電路控制系統相連以將測得的信號傳輸給所述電路控制系統，從而計算分析得到地層密度值。

2.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述密度探測器短節包括自上而下依次設置在所述承壓外殼內用于探測接收信號的短源距晶體探測器(161)、短源距光電倍增管(162)、長源距晶體探測器(163)和長源距光電倍增管(164)。

3.根據權利要求2所述的測量裝置，其特征在于，所述信號傳輸系統包括前置放大電路(171)和與所述前置放大電路連接的高壓控制電路(172)，所述前置放大電路與所述短源距晶體探測器和長源距晶體探測器連接，所述高壓控制電路與所述采集控制存儲電路連接。

4.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述電路控制系統包括：用于對測量參數進行校正的間隙測量電路(131)和方位測量電路(133)，所述間隙測量電路用于測量井眼直徑及所述測量裝置與井壁間隙，所述方位測量電路用于測量方位信息，且所述測量電路將井眼周圍地層平均分成16個扇區信號進行測量，以及用于處理探測到的信號且與所述間隙測量電路和所述方位測量電路連接的采集控制存儲電路(132)，和用于給所述間隙測量電路、采集控制存儲電路及所述方位測量電路提供符合要求的電源電壓的電源控制電路(134)。

5.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述密度倉源與所述鉆鋌的中心軸線呈一定角度傾斜設置。

6.根據權利要求5所述的測量裝置，其特征在于，所述密度倉源的周圍覆蓋有用于吸收散射伽馬射線的屏蔽體(141)，所述屏蔽體采用鎢鎳鐵材料制成。

7.根據權利要求1所述的測量裝置，其特征在于，所述承壓外殼通過承壓插頭(151)與所述電路骨架連接。

8.根據權利要求7所述的測量裝置，其特征在于，在所述鉆鋌的對應于所述承壓外殼的徑向外側固定安裝有防磨蓋板(180)，且在所述鉆鋌的與所述防磨蓋板相對的徑向外側設有扶正防磨蓋板(190)。

9.根據權利要求8所述的測量裝置，其特征在于，在所述防磨蓋板的對應于所述短源距晶體探測器和所述長源距晶體探測器的區域，分別設有用于接收經地層散射的伽馬射線的短源距窗口(181)和長源距窗口(182)，所述短源距窗口和長源距窗口均采用鈹和/或鈦材料制成。

10.一種測量地層密度值的測量方法，其特征在于，使用根據權利要求1到9中任一項所述的測量裝置，包括以下步驟：

將所述測量裝置下放到井眼中，并通過所述密度倉源內的放射性元素向周圍地層定向發射伽馬射線；

通過所述密度探測器短節接收經地層散射后的伽馬射線，接收到的伽馬射線信號通過所述信號傳輸系統處理后傳遞給所述采集控制存儲電路，同時將所述間隙測量電路、和所述方位測量電路的測量信號傳遞給所述采集控制存儲電路；

所述采集控制存儲電路分析處理采集到的信號參數，并傳送到地面系統通過相關計算得到地層的巖性和密度值。