一种分体式钻铤及测井方法技术

本发明专利技术涉及一种分体式钻铤及测井方法。包括：上主体测量单元，其两端分别设置有激励线圈T1、激励线圈T2，用于将交变电流转化为其两侧的感应电压差；下主体测量单元，其两端分别设置有用于感应钻铤内电流的监测线圈M0,监测线圈M2，并且未与中间单元相连的一端还设置发射线圈T3；中间连通单元，用于机械连接和电连通上主体测量单元和下主体测量单元。因此，本发明专利技术具有如下优点：1.适用于钻柱连续旋转钻进方式，如旋转导向钻井，应用范围广能够实现裂缝、薄层等储层的随钻成像测井；2.采用分体式设计，装配和拆检简单；3.测量传感器与电路系统布局合理，便于部件的更换；4.具有良好的密封性和保护，延长了设备的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种分体式钻铤及测井方法
本专利技术涉及一种钻铤及方法，属于井下探测
，具体涉及一种分体式钻铤及测井方法。
技术介绍
电阻率测井是测井方法中使用最早也是最常用的方法，到目前为止，在划分钻井地质剖面和判断岩性的工作中仍起着难以替代的作用。随钻方位电阻率井壁成像技术是在传统电缆测量技术的基础上发展起来的，是一种可以在钻井过程中实时测量井眼周围不同方位地层电阻率成像测量方法。随着水平井、大位移井及三维多目标井钻井技术的不断提高和大量应用，旋转导向闭环钻井技术是今后井眼轨迹控制技术钻井工具的发展方向，将方位电阻率成像技术应用于旋转导向工具，可满足裂缝、薄层等复杂储层的地质导向与地层评价需要。根据地层电阻率的测量方法，在现有技术中有两种测量方式，即传导电阻率测量方式(也称电流测量方式)和传播电阻率测量方式(也称电磁波测量方式)，仅传导电阻率测量方式能够实现井壁成像。在电缆测井仪器中，通过沿仪器圆周方向安装多个极板布置多个电扣电极来测量地层电阻率实现井壁成像，如专利(授权公告号101012748B)中有6个极板150个电扣电极，因钻井与电缆测井的工况有显著差别，电缆测井仪器的结构不适用于随钻仪器及旋转导向工具。在随钻仪器中，为适用井下恶劣工况环境(高温、高压、强振动和大冲击等)和保证井下安全(如传递钻头破岩旋转动力的仪器钻铤必须满足强度要求、仪器钻铤上的测量传感器不能脱落以免造成井下事故等)，一般布置尽量少的电阻率测量电极，在旋转状态下(相当于圆周扫描)通过高分辨率的传导电阻率测量实现井壁成像。专利(授权公告号100410489C)公开了一种采用传导电阻率测量方式的近钻头电阻率和近钻头方位电阻率测量装置，但该装置方位电阻率分辨率特性偏低，尚不具备电阻率井壁成像能力。另外，为满足钻井要求，随钻测量仪器或装置的钻铤一般采用一体化结构，随钻方位电阻率井壁成像装置的测量传感器和测量电路数量多且复杂，对仪器钻铤的结构设计带来相当大难度。
技术实现思路
本专利技术主要目的是解决现有技术所存在的传导电阻率测量分辨率低无法实现电阻率成像，以及成像装置仪器钻铤结构设计难题，，提出了一种分体式仪器钻铤及测井方法。该测量方法具有良好的垂直分辨率及多探测深度特性，能实现裂缝、薄层等储层的随钻成像测井。该仪器钻铤采用分体式设计，满足钻井作业井下工况要求，地面组装和拆卸简单，测量传感器布局与电气系统布线合理便于部件和电路的更换，并且具有良好的密封性和保护，延长了成像装置的使用寿命。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种分体式钻铤，包括：上主体测量单元，其两端分别设置有激励线圈T1、激励线圈T2，用于将交变电流转化为其两侧的感应电压差；下主体测量单元，其两端分别设置有用于感应钻铤内电流的监测线圈M0,监测线圈M2，并且未与中间单元相连的一端还设置发射线圈T3；中间连通单元，用于机械连接和电连通上主体测量单元和下主体测量单元。优化的，上述的一种分体式钻铤，所述上主体测量单元中部设置有：主控及方位伽马测量电路板D1，用于控制装置启动及关闭、控制时序、井周不同方位扇区伽马测量信号处理、与上位机通讯等功能；大容量存储器电路板D2，用于存储电扣及方位电极测量数据、工作时间及井下工程参数数据、监测天线数据、通讯数据等；系统电源板D3，用于激励天线供电、电气系统供电等；激励及电扣电极测量电路板D4，用于控制激励电流及测量地层反馈电信号，包含前置放大、滤波、检波等单元。优化的，上述的一种分体式钻铤，所述下主体测量单元包括：激励及方位电极测量电路板D5，用于控制激励天线电流及方位电极测量信号处理与存储；方位及工具面测量电路板D6，用于处理方位信号及计算井下工具面角；方位伽马探管D7，用于进行方位扇区的计数操作。优化的，上述的一种分体式钻铤，所述下主体测量单元包括：所述下主体测量单元中部沿轴向依次设置通过线孔串联的发射及方位电极测量电路板槽C5，方位及工具面测量电路板槽C6，方位伽马探管槽C7，所述方位伽马探管槽C7通过其两端设置的线孔与其下方设置的两节双C电池槽C8相连。优化的，上述的一种分体式钻铤，所述下主体测量单元与中间连通单元相连的一端设置有与下主体测量单元内部测量电路安装位置相连的轴向长孔H3相通的接线窗W2，所述接线窗W2通过中间单元的接线孔与上主体测量单元相连。优化的，上述的一种分体式钻铤，所述中间连通单元两侧分别设置用于上下主体测量单元之间连线的贯通孔，其两端各有若干道密封结构，各端两两密封圈之间与上下主体测量单元钻铤的内孔形成用于作为接线窗口的密封腔体。优化的，上述的一种分体式钻铤，所述中间连通单元中部沿轴向位置设置有耐磨带。一种利用上述的分体式钻铤进行测井的方法，通过调整激励线圈T1、激励线圈T2、激励线圈T3的电流幅值及相位差以得到不同的电阻率曲线。因此，本专利技术具有如下优点：1.适用于钻柱连续旋转钻进方式，如旋转导向钻井，应用范围广能够实现裂缝、薄层等储层的随钻成像测井；2.采用分体式设计，装配和拆检简单；3.测量传感器与电路系统布局合理，便于部件的更换；4.具有良好的密封性和保护，延长了设备的使用寿命。附图说明图1-1为随钻方位电阻率井壁成像装置总体结构；图1-2为图1-1的局部视图1；图1-3为图1-1的局部视图2；图2-1为上主体单元II结构外观图；图2-2为测量电路部分周向展开位置图；图3-1为电扣电极结构；图3-2为图3-1的俯视图；图4-1为电扣电极集成安装及保护盖板结构；图4-2为图4-1的底面视图；图5-1为下主体测量单元VI结构外观图；图5-2为图5-1的测量电路部分周向展开位置图；图6-1是方位电极及其保护环结构在图5-1中的K-K向视图；图6-2是方位电极及其保护环结构在图5-1中的L-L向视图；图6-3是方位电极及其保护环结构在图5-1中的M-M向视图；图6-4是方位电极及其安装基体俯视图；图6-5是方位电极及其保护环安装后的俯视图。图7-1为中间连通单元III结构；图7-2为图7-1的右视图；图8-1为上保护接头I；图8-2为下保护接头V。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例：本专利技术提供的一种用于旋转导向的随钻方位电阻率井壁成像装置主要由无磁钻铤、泥浆通道、激励线圈系、电扣电极系、方位电极系、监测线圈、测量电路、控制及存储电子电路单元构成，可在井下通过预先设定的程序根据不同的工作模式按照反演计算方法将探测数据转化为视电阻率，并通过装置在旋转作业中对井周的扫描测量，指示裂缝和地层结构倾角，实现井壁成像测量。一、装置总体结构本实施例中，装置总体结构如图1所示，为描述方便，将装置结构自上而下分为五个部分：上保护接头I、上主体测量单元II、中间连通单元III、下主体测量单元IV和下保护接头V。1、上主体测量单元II图2-1和图2-2为上主体测量单元II结构外观图及其测量电路部分周向展开位置图。上主体测量单元II主要包含：与上部其它仪器实现供电与通连通的电连接结构201，上发射线圈T1和中发射线圈T2，上电扣电极B1、中电扣电极B2和下电扣电极B3，主控及方位伽马测量电路板D1、大容量存储器电路板D2、系统电源板D3、发射及电扣电极测量电路板D4(注本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分体式钻铤，其特征在于，包括：上主体测量单元，其两端分别设置有激励线圈T1、激励线圈T2，用于将交变电流转化为其两侧的感应电压差；下主体测量单元，其两端分别设置有用于感应钻铤内电流的监测线圈M0,监测线圈M2，并且未与中间单元相连的一端还设置发射线圈T3；中间连通单元，用于机械连接和电连通上主体测量单元和下主体测量单元。

【技术特征摘要】
1.一种分体式钻铤，其特征在于，包括：上主体测量单元，其两端分别设置有激励线圈T1、激励线圈T2，用于将交变电流转化为其两侧的感应电压差；下主体测量单元，其两端分别设置有用于感应钻铤内电流的监测线圈M0,监测线圈M2，并且未与中间单元相连的一端还设置发射线圈T3；中间连通单元，用于机械连接和电连通上主体测量单元和下主体测量单元。2.根据权利要求1所述的一种分体式钻铤，其特征在于，所述上主体测量单元中部设置有：主控及方位伽马测量电路板D1，用于控制装置启动及关闭、控制时序、井周不同方位扇区伽马测量信号处理、与上位机通讯等功能；大容量存储器电路板D2，用于存储电扣及环电极测量数据、工作时间及井下工程参数数据、监测天线数据、通讯数据等；系统电源板D3，用于激励天线供电、电气系统供电等；激励及电扣电极测量电路板D4，用于控制激励电流及测量地层反馈电信号，并包含前置放大、滤波、检波等单元。3.根据权利要求1所述的一种分体式钻铤，其特征在于，所述下主体测量单元包括：激励及方位电极测量电路板D5，用于控制激励天线电流及方位电极测量信号处理与存储；方位及工具面测量电路板D6，用于处理方位信号及计算井下工具面角；方位伽马探管D7，用于进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦修荣，张海波，王鹏，艾维平，毛为民，盛利民，王家进，贾衡天，邓乐，管康，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11