[发明专利]一种基于旋转导向的成像测井短节结构及旋转导向钻井装置

说明书

本发明一种基于旋转导向的成像测井短节结构，包括纽扣电极总成、电阻率接收极板总成、电阻率接收天线总成和集成伽马成像探测器总成。纽扣电极总成、电阻率接收极板总成、电阻率接收天线总成按照自上而下的方式布置在电阻率发射天线总成下方；纽扣电极总成距离发射天线最近，由于纽扣电极接收面小，分辨率更高，能够得到井壁电阻率信号。电阻率接收极板总成能够测量稍远距离地层电阻率值，提前判断仪器距离储层边界信号。电阻率接收天线总成距离发射天线最远，电阻率接收距离更远，能够得到靠近钻头位置处电阻率信号，有利于前视地层评价和导向功能。本发明钻铤设计长度更短、测量参数更全、测量值距离钻头更近。

技术领域

本发明属于地质钻探领域，涉及石油钻探中的随钻测井装备，具体涉及一种基于旋转导向的成像测井短节结构及旋转导向钻井装置。

背景技术

现阶段非均质、非常规油气田的开发对导向钻井工程提出了更大的挑战，单独的井下随钻测井、工程参数测量难以满足复杂油气井的钻探需求。

目前国内外投入商业化应用的旋转导向头和随钻伽马、电阻率成像仪器基本上都是各自独立的钻铤短节仪器，如果要组合使用，在现场应用时要把独立短节连接组合在一起，上下分别再与钻杆、钻头连接，进行现场地质导向现场服务。

因此，现有随钻测井仪器存在的主要问题是：1)常规随钻伽马仪器主要用于探边和岩性识别，缺少方位和井周成像功能；而电磁波和感应等随钻电阻率仪器主要用于地层评价，通常对于高阻地层测量不准，造成地层评价功能弱化，影响导向钻井质量难以满足测井工程一体化、实时决策一体化和精准导向钻井的生产要求；2)因常用随钻测井仪器功能单一，通常需要几种仪器配接使用，导致仪器过长，地层测量参数滞后，难以及时指导钻井。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于旋转导向的成像测井短节结构，能够测量各个层位的伽马及电阻率参数，且装配长度短，增加导向钻井的准确性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种基于旋转导向的成像测井短节结构，包括钻铤本体，钻铤本体上自上而下依次设置有电阻率发射天线总成、纽扣电极总成、电阻率接收极板总成和电阻率接收天线总成，钻铤本体上还设置有井下控制电路总成和伽马成像探测器总成；

电阻率发射天线总成用于产生电流并将电流传入地层；纽扣电极总成用于接收从地层反馈的电流信号，传输至井下控制电路总成，井下控制电路总成处理得到井壁电阻率信号，并进行井壁电阻率成像；电阻率接收极板总成用于接收从地层反馈的电流信号，传输至井下控制电路总成，井下控制电路总成处理得到井周地层电阻率信号；电阻率接收天线总成用于接收从地层反馈的电流信号，传输至井下控制电路总成，井下控制电路总成处理得到井周地层电阻率信号；伽马成像探测器总成用于接收地层内伽马射线，传输至井下控制电路总成，井下控制电路总成进行伽马成像；井下控制电路总成用于将处理得到的电阻率信号和图像上传至上一级MWD控制系统；

钻铤本体下端设有钻铤下端公螺纹，钻铤下端公螺纹用于与旋转导向头连接。

优选的，纽扣电极总成包括纽扣电极、电极密封盖和绝缘层；钻铤本体上设置有电极槽，纽扣电极置于电极槽内，纽扣电极与电极槽之间设置绝缘层，纽扣电极上覆盖电极密封盖。

优选的，电阻率接收极板总成包括接收极板、绝缘垫块和极板密封盖；钻铤本体上设置有极板槽，接收极板置于极板槽中，接收极板和极板槽之间设置绝缘垫块，接收极板上覆盖极板密封盖。

优选的，电阻率接收天线总成包括天线总成、锁紧环、橡胶绝缘层和玻璃钢绝缘层；钻铤本体上设置有天线槽，天线槽内设置天线总成并填充玻璃钢绝缘层，玻璃钢绝缘层上设置橡胶绝缘层；电阻率发射天线总成的安装结构与电阻率接收天线总成相同。

优选的，钻铤本体沿径向均布两个纽扣电极总成。

优选的，钻铤本体上沿径向均布四个电阻率接收极板总成。