用于井下γ检测的压力平衡液体闪烁体制造技术

本发明专利技术提供了一种示例井下工具，所述示例井下工具包括工具主体和联接至所述工具主体的光传感器。闪烁体可以联接至所述光传感器并且包括含有液体闪烁体的容器。活塞可以与所述液体闪烁体流体连通，并且与所述工具主体的内表面和外表面中的至少一个流体连通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于井下γ检测的压力平衡液体闪烁体专利技术背景本公开总体涉及钻井操作，并且更具体地说涉及井下γ射线检测。烃诸如油气普遍获自可能位于陆上或海上的地下地层。地下操作的发展和从地下地层开采烃中涉及的过程是复杂的。通常，地下操作涉及许多不同的步骤，例如像在所希望的井场处钻探井筒，处理井筒以优化烃的生产，以及执行必要的步骤来从地下地层生产烃并处理所述烃。通常在整个过程中都要产生井下测量。示例性测量包括但不限于：电阻率、γ射线、声波、核磁共振以及地震测量。闪烁体可以用于产生井下γ射线测量。所述闪烁体通常包括固体闪烁晶体，所述固体闪烁晶体与由地下地层产生的γ辐射相互作用以产生光子。然而，固体闪烁体晶体对苛刻的井下条件(包括温度、压力、振动和扭矩)是敏感的，这在感测γ辐射过程中可能会导致晶体破裂或降低其有效性。还可以使用液体闪烁体，但是虽然液体闪烁体不易破裂，但是它们对井下温度和压力是敏感的。附图简述可以通过部分参考以下描述和附图来理解本公开的一些具体示例性实施方案。图1是根据本公开的方面的示例地下钻井系统的图。图2是根据本公开的方面的钻柱已移除的示例地下钻井系统的图。图3是根据本公开的方面的含有压力平衡液体闪烁体的示例井下工具的图。图4是根据本公开的方面的含有压力平衡液体闪烁体的另一个示例井下工具的图。图5是根据本公开的方面的含有压力平衡液体闪烁体的另一个示例井下工具的图。虽然本公开的实施方案通过参考本公开的示例性实施方案已进行了展示和描述并且加以限定，但是这类参考并不暗示对本公开的限制，并且不应推断出这种限制。如受益于本公开的相关领域技术人员将会想到，所公开的主题在形式和功能上能够具有相当多的修改、变更和等效形式。所展示和描述的本公开的实施方案仅是实例，而且并未详尽说明本公开的范围。具体实施方式在本文中详细描述了本公开的说明性实施方案。为了清楚起见，在本说明书中可能并未描述实际实现方式的所有特征。当然将了解到，在任何这种实际实施方案的开发中，要做出众多实现方式特定的决策来实现特定实现方式的目标，所述目标会随实现方式而变化。此外，将了解到，这种开发工作可能是复杂而耗时的，但是对于受益于本公开的本领域普通技术人员而言将是常规任务。为了便于更好地理解本公开，以下给出了某些实施方案的实例。以下实例决不应被理解为限制或限定本专利技术的范围。在任何类型的地下地层中，本公开的实施方案可以适用于水平井筒、垂直井筒、偏斜井筒或其他非线性井筒。各实施方案可以适用于注入井以及生产井，包括烃类井。各实施方案可以使用被制造成适合于沿着地层的区段进行测试、取出和采样的工具来实施。各实施方案可以用例如可以通过管柱中的流动通道或者使用电缆、钢丝绳、连续油管、井下机器人等等传送的工具来实施。“随钻测量”(“MWD”)是通常用于在继续钻井时测量有关钻井组件的移动和位置的井下条件的术语。“随钻测井”(“LWD”)是通常用于更多集中在地层参数测量的类似技术的术语。根据某些实施方案的装置和方法可以用在以下一项或多项中：电缆(包括电缆、钢丝绳和连续油管)、井下机器人、MWD以及LWD操作。出于本公开的目的，信息处置系统可以包括任何工具或工具的集合，它们出于商业、科学、控制或其他目的可操作来计算、分类、处理、传输、接收、检索、产生、切换、存储、显示、声明、检测、记录、再现、处置或利用任何形式的信息、情报或数据。例如，信息处置系统可以是个人计算机、网络存储装置或任何其他合适的装置，并且在大小、形状、性能、功能和价格上可以有所变化。信息处置系统可以包括随机存取存储器(RAM)；一个或多个处理器或处理资源，诸如中央处理单元(CPU)或硬件或软件控制逻辑；ROM和/或其他类型的非易失性存储器。如本文所使用，处理器可以包括微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)，或者被配置来解释和/或执行程序指令和/或处理相关联的工具或传感器的数据的任何其他数字或模拟电路。信息处置系统的附加部件可以包括一个或多个磁盘驱动器、用于与外部装置以及各种输入和输出(I/O)装置(诸如键盘、鼠标和视频显示器)连通的一个或多个网络端口。信息处置系统还可以包括一个或多个总线，所述一个或多个总线可操作来在各种硬件部件之间传输通信。出于本公开的目的，计算机可读介质可以包括可以在一段时间内保留数据和/或指令的任何工具或工具的集合。计算机可读介质可以包括例如但不限于：存储介质，诸如直接存取存储装置(例如，硬盘驱动器或软盘驱动器)、顺序存取存储装置(例如，磁带磁盘驱动器)、光盘、CD-ROM、DVD、RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和/或快闪存储器；以及通信介质，诸如导线、光纤、微波、无线电波以及其他电磁和/或光学载波；和/或以上各项的任何组合。如本文所使用的术语“联接(couple)”或“联接(couples)”意在表示间接或直接连接。因此，如果第一装置联接至第二装置，那么所述连接可以通过直接连接或通过经由其他装置和连接而进行的间接的机械或电连接来进行。类似地，如本文所使用的术语“通信地联接”意在表示直接或间接的通信连接。这种连接可以是有线或无线连接，例如像以太网或LAN。这类有线和无线连接对于本领域普通技术人员来说是众所周知的，并且因此将不在本文中进行详细论述。因此，如果第一装置通信地联接至第二装置，那么所述连接可以通过直接连接或通过经由其他装置和连接而进行的间接通信连接来进行。最后，如本文所使用的术语“流体地联接”意在表示在两个部件之间存在直接或间接的流体流动路径。根据本公开的方面，压力平衡液体闪烁体可以在井下环境中用作γ射线检测器。如本文所使用，液体闪烁体可以包括一种或多种类型的闪烁晶体(例如，NaI或卤化物晶体)和溶剂的液体溶液。如将在下文详细所描述，压力平衡液体闪烁体可以包括容器，所述容器至少部分地填充有液体闪烁体；以及至少一种机构，所述至少一种机构有助于介于液体闪烁体与井下环境中的流体，例如钻孔中的钻井流体之间的压力平衡。压力平衡机构可以允许闪烁流体的热膨胀和收缩，所述闪烁流体如果一直受到刚性限制，那么就会在容器中产生应力。压力平衡机构还可以用于通过使闪烁流体与钻井泥浆保持处于相同的压力来防止容器的塌缩。这可以实现容器的厚度的相关联的减小，并且通过允许更多的γ辐射抵达管子内的液体闪烁体来实现闪烁体的敏感度的提高。图1是根据本公开的方面的地下钻井系统80的图。钻井系统80包括安置在表面82处的钻井平台2。在所示的实施方案中，表面82包括含有一个或多个岩石地层或层18a-18c的地层18的顶部，并且钻井平台2可以与表面82接触。在其他实施方案中，诸如在陆上钻井操作中，表面82与钻井平台2可以隔开一定体积的水。钻井系统80包括井架4，所述井架由钻井平台2支撑并且具有用于升高和降低钻柱8的游动滑车6。方钻杆10可以在钻柱8通过旋转台12降低时支撑所述钻柱。钻头14可以联接至钻柱8，并且通过井下马达和/或钻柱8通过旋转台12进行的旋转来驱动。在钻头14旋转时，所述钻头产生穿过一个或多个岩石地层或层18的钻孔16。泵20可以使钻井流体如下循环：使所述钻井流体穿过进给管22直至方钻杆10，向井下穿过钻柱8的内部，穿过钻头14中的孔口，经由钻柱8周本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种井下工具，所述井下工具包括：工具主体；光传感器，所述光传感器联接至所述工具主体；闪烁体，所述闪烁体联接至所述光传感器并且包括含有液体闪烁体的容器；以及活塞，所述活塞与所述液体闪烁体流体连通，并且与所述工具主体的内表面和外表面中的至少一个流体连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种井下工具，所述井下工具包括：工具主体；光传感器，所述光传感器联接至所述工具主体；闪烁体，所述闪烁体联接至所述光传感器并且包括含有液体闪烁体的容器；以及活塞，所述活塞与所述液体闪烁体流体连通，并且与所述工具主体的内表面和外表面中的至少一个流体连通。2.如权利要求1所述的井下工具，其中所述活塞至少部分地处于所述容器内。3.如权利要求2所述的井下工具，其中所述容器与所述工具主体轴向平行地布置。4.如权利要求2所述的井下工具，其中所述容器与所述工具主体轴向垂直地布置。5.如权利要求2所述的井下工具，其中所述工具主体包括流体端口，所述流体端口穿过所述工具主体的所述内表面和所述外表面中的至少一个，并且所述活塞通过所述流体端口而与所述工具主体的所述外表面流体连通。6.如权利要求1所述的井下工具，其中所述闪烁体是围绕所述工具主体按等角度间隔隔开的多个闪烁体之一。7.如权利要求1至6中任一项所述的井下工具，其中所述光传感器包括以下至少一项：光电倍增管、光电管、PIN二极管、光电二极管或基于量子点石墨烯的光子传感器，以及一个或多个盖革-米勒管。8.如权利要求1至6中任一项所述的井下工具，其中所述液体闪烁体包括一种或多种类型的闪烁晶体和溶剂的液体溶液。9.一种方法，所述方法包括：将闪烁体安置在地下地层中的钻孔内，其中所述闪烁体包括含有液体闪烁体的容器；使所述液体闪烁体的压力与所述钻孔内的钻井流体的压力平衡；以及从联接至所述容器的光传感器接收输出信号。10.如权利要求9所述的方法，其中使所述液体闪烁体的所述压力与所述钻孔内的所述钻井流体的所述压...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·卡尔，
申请(专利权)人：哈利伯顿能源服务公司，
类型：发明
国别省市：美国,US