一种主动旋转式伽马随钻成像测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种主动旋转式自然伽马成像测量装置，用于井筒随钻成像测量。本发明专利技术还提供一种主动旋转式伽马成像测量方法，包括控制与处理电路短节、连接于所述控制与处理电路短节的电机和方位伽马传感器及转速方位传感器，所述控制与处理电路短节用于控制所述马达的转速及转向，所述控制与处理电路短节接收所述方位伽马传感器及转速方位传感器测量单元的转速信息，根据所述转速信息控制所述马达的转速及转向，可以实现对井壁匀速转动扫描测量的全方位数据采集，通过无线通信经泥浆信号发生器上传到地面，经数据处理形成井壁伽马成像图谱。

【技术实现步骤摘要】
一种主动旋转式伽马随钻成像测量装置及测量方法
本专利技术涉及钻探测量成像
，尤其是涉及一种主动旋转式伽马随钻成像测量装置及测量方法。
技术介绍
现有的技术是在钻柱的中间居中安装一个方位伽马传感器及转速方位传感器，或者在钻铤的外壁上安装一个伽马传感器。这个类型传感器有一个钨罩用于屏蔽一定方位的伽马射线，允许特定角度的射线进入，已实现对钻柱周边井壁的实施成像测量。具体工作时，在旋转钻进时，钻柱带着方位伽马传感器及转速方位传感器旋转，从而对井壁扫描360度的并进行采集该井壁360度周向数据集，进一步对数据集成像处理。但是在钻探过程中，存在滑动钻进阶段，此时，钻柱不做旋转运动，方位伽马传感器及转速方位传感器只朝向一个固定的角度，从而只采集该固定角度的井壁测量数据，导致该测量数据只能反映该固定角度的地质属性，无法扫描成像，存在对井壁测量的扫描盲区。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种主动旋转式伽马随钻成像测量装置及测量方法，可以实现对井壁测量的全方位数据采集，形成井壁伽马成像图谱。为了达到上述目的，本专利技术的第一方面实施例提出了一种主动旋转式伽马随钻成像测量装置，用于钻柱外部的井筒随钻成像测量，所述钻柱包括管壁、由耐压管围合成的中空耐压腔及所述管壁与所述耐压管之间形成的泥浆通道；其特征在于，在所述中空耐压管腔内沿远离所述钻柱钻进方向依次布置有泥浆蜗轮、发电机、电力整形与储能短节、控制与处理电路短节、马达、方位伽马传感器及转速方位传感器及转速方位传感器；所述泥浆蜗轮连接于所述发电机，所述泥浆蜗轮伸入所述泥浆通道，可在所述泥浆通道内泥浆可带动所述泥浆蜗轮旋转；所述发电机包括内置有发电线圈的定子和转子，所述转子连接于所述泥浆蜗轮，所述转子相对于所述定子转动，用于将所述泥浆蜗轮的旋转力转化为电力；所述电力整形与储能短节连接于所述发电机，所述电力整形与储能短节包括电流整形电路和存储模块，用于对所述发电机输出的电流进行滤波整形并存储；所述控制与处理电路短节连接与所述电力整形与储能短节，所述控制与信号处理电路短节控制连接于所述马达，用于控制所述马达的转速及转向；所述马达通过旋转轴连接于所述方位伽马传感器及转速方位传感器及转速方位传感器，所述方位伽马传感器及转速方位传感器及转速方位传感器用于采集井壁信息；所述旋转轴上设有信号滑环，所述方位伽马传感器及转速方位传感器通过信号线连接于所述控制与信号处理电路短节，所述信号线穿设于所述信号滑环内，所述控制与信号处理电路短节还用于接收所述方位伽马传感器及转速方位传感器及转速方位传感器的信号；所述方位伽马传感器及转速方位传感器及转速方位传感器通信连接于数据处理与存储模块，所述数据处理与存储模块内置第一无线收发器，所述第一无线收发器通信连接有第二无线收发器；所述钻柱顶端固定有第二无线收发器，用于接收所述第一无线收发器的数据。本专利技术第一方面的一些实施例中，所述耐压管外周壁沿所述钻柱钻进方向依次布置有多个扶正器，所述扶正器用于固定所述抗压管。本专利技术第一方面的一些实施例中，所述定子内置线圈内置与耐压管中，本专利技术第一方面的一些实施例中，所述转子内有永磁铁，所述转子相对于所述定子转动形成电力。本专利技术第一方面的一些实施例中，所述泥浆蜗轮两端使用轴承固定到耐高压外筒外面，与耐压筒内部无直接接触部件连接，便于更换。本专利技术第一方面的一些实施例中，方位伽马传感器及转速方位传感器及转速方位传感器测量得到的多扇区数据经过第一无线收发器传递到第二无线收发器，级联泥浆信号发生器传递多扇区自然伽马数据到地面接受装置。本专利技术第一方面的一些实施例中，在停止钻进，泥浆不流动时，蓄能电路可以保障旋转的方位伽马控制与测量电路进入节电模式，停止方位伽马传感器及转速方位传感器的转动，保存停止转动前的状态。为了达到上述目的，本专利技术的第二方面实施例提出的一种包括控制与处理电路短节、连接于所述控制与处理电路短节的电机和方位伽马传感器及转速方位传感器，所述控制与处理电路短节用于控制所述马达的转速及转向；所述方法包括：所述控制与处理电路短节接收所述方位伽马传感器及转速方位传感器的转速信息，根据所述转速信息控制所述马达的转速及转向。本专利技术第二方面的一些实施例中，不论在滑动钻进、不同速度的旋转钻进的工况情况下，控制电路都可以控制方位伽马传感器及转速方位传感器按照设置的转速相对井筒恒速扫描井壁。本专利技术第二方面的一些实施例中，所述控制与处理电路短节接收所述方位伽马传感器及转速方位传感器的转速信息，根据所述转速信息控制所述马达的转速及转向，具体为：所述控制与信号处理电路短节接收到所述方位伽马传感器及转速方位传感器在旋转钻进转速大于预设阈值时，所述控制与信号处理电路短节控制所述马达相对所述钻柱旋转的方向反向旋转，起到减速作用。本专利技术第二方面的一些实施例中，所述控制与处理电路短节接收所述方位伽马传感器及转速方位传感器的转速信息，根据所述转速信息控制所述马达的转速及转向，具体为：所述控制与信号处理短节接收到所述方位伽马传感器及转速方位传感器的转速相对井壁静止时，所述控制与信号处理电路短节控制所述马达相对钻柱旋转的方向正向旋转，使得钻柱静止不动，方位伽马传感器及转速方位传感器相对井壁主动旋转扫描。本专利技术第二方面的一些实施例中，所述控制与处理电路短节接收所述方位伽马传感器及转速方位传感器的转速信息，根据所述转速信息控制所述马达的转速及转向，具体为：所述控制与信号处理电路短节接收到所述方位伽马传感器及转速方位传感器在旋转钻进转速小于预设阈值时，所述控制与信号处理电路短节控制所述马达相对所述钻柱旋转的方向正向旋转，主动增加扫描转速。本专利技术提供的一种主动旋转式伽马随钻成像测量装置及测量方法，本装置由自然伽马数据无线非接触通信单元、中置耐高压管内的可控转速自然伽马成像单元、泥浆涡流与电力整形与储能短节、控制与处理电路短节、马达、方位伽马传感器及转速方位传感器组成。本装置使用上悬挂或下坐键方式安装在专用钻铤或钻柱中，当钻进过程中泥浆经钻柱与耐压管之间的泥浆通道驱动涡轮提供能量供方位伽马传感器及转速方位传感器在耐压管中相对井壁做均匀可控转速转动，可以不管钻柱旋转还是静止的时候，都能保证方位伽马传感器及转速方位传感器以恒定的转速扫描井壁，形成井壁伽马成像图谱。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的主动旋转式伽马随钻成像测量装置的结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的主动旋转式伽马成像测量方法的流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，参考附图描述的实施例是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种主动旋转式伽马随钻成像测量装置，用于钻柱外部的井筒随钻成像测量，所述钻柱包括管壁、由耐压管围合成的中空耐压腔及所述管壁与所述耐压管之间形成的泥浆通道；其特征在于，/n在所述中空耐压管腔内沿远离所述钻柱钻进方向依次布置有泥浆蜗轮、发电机、电力整形与储能短节、控制与处理电路短节、马达、方位伽马传感器及转速方位传感器；/n所述泥浆蜗轮连接于所述发电机，所述泥浆蜗轮伸入所述泥浆通道，可在所述泥浆通道内泥浆可带动所述泥浆蜗轮旋转；/n所述发电机包括内置有发电线圈的定子和转子，所述转子连接于所述泥浆蜗轮，所述转子相对于所述定子转动，用于将所述泥浆蜗轮的旋转力转化为电力；/n所述电力整形与储能短节连接于所述发电机，所述电力整形与储能短节包括电流整形电路和存储模块，用于对所述发电机输出的电流进行滤波整形并存储；/n所述控制与处理电路短节连接与所述电力整形与储能短节，所述控制与信号处理电路短节控制连接于所述马达，用于控制所述马达的转速及转向；/n所述马达通过旋转轴连接于所述方位伽马传感器及转速方位传感器及转速方位传感器，所述方位伽马传感器及转速方位传感器及转速方位传感器用于采集井壁信息；/n所述旋转轴上设有信号滑环，所述方位伽马传感器及转速方位传感器通过信号线连接于所述控制与信号处理电路短节，所述信号线穿设于所述信号滑环内，所述控制与信号处理电路短节还用于接收所述方位伽马传感器及转速方位传感器及转速方位传感器的信号；/n所述方位伽马传感器及转速方位传感器及转速方位传感器通信连接于数据处理与存储模块，所述数据处理与存储模块内置第一无线收发器，所述第一无线收发器通信连接有第二无线收发器；/n所述钻柱顶端固定有第二无线收发器，用于接收所述第一无线收发器的数据。/n...

【技术特征摘要】
1.一种主动旋转式伽马随钻成像测量装置，用于钻柱外部的井筒随钻成像测量，所述钻柱包括管壁、由耐压管围合成的中空耐压腔及所述管壁与所述耐压管之间形成的泥浆通道；其特征在于，
在所述中空耐压管腔内沿远离所述钻柱钻进方向依次布置有泥浆蜗轮、发电机、电力整形与储能短节、控制与处理电路短节、马达、方位伽马传感器及转速方位传感器；
所述泥浆蜗轮连接于所述发电机，所述泥浆蜗轮伸入所述泥浆通道，可在所述泥浆通道内泥浆可带动所述泥浆蜗轮旋转；
所述发电机包括内置有发电线圈的定子和转子，所述转子连接于所述泥浆蜗轮，所述转子相对于所述定子转动，用于将所述泥浆蜗轮的旋转力转化为电力；
所述电力整形与储能短节连接于所述发电机，所述电力整形与储能短节包括电流整形电路和存储模块，用于对所述发电机输出的电流进行滤波整形并存储；
所述控制与处理电路短节连接与所述电力整形与储能短节，所述控制与信号处理电路短节控制连接于所述马达，用于控制所述马达的转速及转向；
所述马达通过旋转轴连接于所述方位伽马传感器及转速方位传感器及转速方位传感器，所述方位伽马传感器及转速方位传感器及转速方位传感器用于采集井壁信息；
所述旋转轴上设有信号滑环，所述方位伽马传感器及转速方位传感器通过信号线连接于所述控制与信号处理电路短节，所述信号线穿设于所述信号滑环内，所述控制与信号处理电路短节还用于接收所述方位伽马传感器及转速方位传感器及转速方位传感器的信号；
所述方位伽马传感器及转速方位传感器及转速方位传感器通信连接于数据处理与存储模块，所述数据处理与存储模块内置第一无线收发器，所述第一无线收发器通信连接有第二无线收发器；
所述钻柱顶端固定有第二无线收发器，用于接收所述第一无线收发器的数据。


2.根据权利要求1所述的主动旋转式伽马随钻成像测量装置，其特征在于，
所述耐压管外周壁沿所述钻柱钻进方向依次布置有多个扶正器，所述扶正器用于固定所述抗压管。


3.根据权利要求1所述的主动旋转式伽马随钻成像测量装置，其特征在于，所述定子内置线圈内置与耐压管中。


4.根据权利要求1所述的主动旋转式伽马随钻成像测量装置，其特征在于，所述转子内有永磁铁，所述转子相对于所述定子转动形成电力。


5.根据权利要求1所述的主动旋转式伽马随钻成像测量装置，其特征在于，所述泥浆蜗轮两端使用轴承固定到耐高压外筒外面，与耐压筒内部无直接接触部件连接，便于更换。


6.根据权利要求1所述的主动旋转式伽马随钻成像测量装置，其特征在于，方位...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪强，
申请(专利权)人：李洪强，
类型：发明
国别省市：山东;37