[发明专利]一种近钻头随钻方位电阻率与方位伽马测量装置

说明书

本发明涉及水平井钻井方位检测领域，具体涉及一种近钻头随钻方位电阻率与方位伽马测量装置，所述的装置在钻柱周围有四个功能槽，包括传感器，数据采集，数据处理控制电路和电池组槽。传感器槽内包含作为电磁波电阻率的电源发射天线和用于无线通信的发射天线，两个低功耗点源聚焦天线接收天线，在发射接收天线中间是伽马计数管；数据采集槽包含电阻率发射和接收电路和伽马计数管高压电路；数据处理控制电路槽包含主MCU、井斜、工具面测量、三维振动测量、转速测量和无线短传电路；电池组槽包含两组高温电池组。此发明解决了常规LWD功耗大，井下连续工作时间短且测点滞后钻头较远，薄层砂岩钻遇率低的问题。不仅延长了井下连续工作时间，而且提高了砂岩钻遇率，减少不必要的钻进进程，提高采收率，降低成本，实现油田的增产。

技术领域：

本发明涉及水平井钻井方位检测领域，具体涉及的是一种近钻头随钻方位电阻率与方位伽马测量方法

背景技术：

随着国内水平井技术的大面积推广应用，国内自行研制的LWD由于技术模式还不够成熟，国外引进的常规LWD由于其地层参数测点距离钻头较远，已经不能满足一些复杂油气层的经济有效开发，例如薄油层和大倾角油层。为了提高特殊油藏的砂岩钻遇率，国内每年都有上百口井需要租用国外先进仪器来完成，租金昂贵、成本高。而国外主要石油服务公司对其先进地质导向技术进行技术封锁，仪器的引进和维护路程漫长复杂。由于所用常规LWD 测点滞后钻头较远，薄层砂岩钻遇率低。同时，常规LWD探测器功率大，井下持续使用时间短，不仅制约着钻井速度而且增加了钻井成本。因此，为了提高采收率、增加井下持续工作时间、降低成本和提高技术创新自主性，有必要开展近钻头测量仪器的研制，以满足油田开发的需要，填补国内空白。薄互油层内水平井钻井油层钻遇率低问题，是制约商业化开发关键和瓶颈技术问题。使用近钻头方位电阻率与方位伽马组合随钻测井，加地面人工干预，引导钻头在薄互油层内钻进，提高油层钻遇率，减少无效进尺，提高储层动用率和储量采收率，提高产油量和经济效益。

发明内容：

鉴于此，本发明提供了一种近钻头随钻方位电阻率与方位伽马测量装置，以解决目前的方位伽马与方位电阻率装置检测点滞后钻头较远，在钻进过程中不能及时对井下钻头位置进行调整从而导致钻遇率低的问题；以及传统装置运行功率大，井下持续工作时间短的问题。

为了达到本发明的目的,本发明采取的技术方案如下：

本发明提到的一种近钻头随钻方位电阻率与方位伽马测量装置，其技术方案是:包括钻铤短节、传感器模块、数据采集模块、数据处理模块和电源模块。所述钻铤短节四周设置四个功能槽面，分别用于安装传感器模块、数据采集模块、数据处理模块和电源模块。所述传感器模块安装槽与所述采集模块安装槽之间设有有缆通道。所述钻铤短节前端设有工作面，用于钻铤方位检测。所述近钻头随钻方位电阻率与方位伽马测量装置前端连接钻头，后端连接动力钻具。

本发明所述的测量模块包括方位电阻率和方位伽马装置。其中方位电阻率用来测量地质电阻率，方位伽马管用于测量地层岩性。方位电阻率测量装置由点源聚焦发射天线1、点源聚焦近接收天线2和点源聚焦远接收天线2构成。传感器模块槽面上开设四个安装槽，分别用于安装电源发射天线1和用于无线通信的发射天线1、G-M伽马计数管3、点源聚焦近接收天线2和点源聚焦远接收天线2。点源聚焦接收天线2与点源聚焦发射天线1分别位于G-M 伽马管(3)两侧，点源聚焦发射天线(1)位于钻铤短节最上端，点源聚焦远接收天线(3)位于钻铤短节最下端，远接收天线(3)与发射天线间距为60cm，点源聚焦近接收天线(2) 与点源聚焦远发射天线(1)间距15cm。

本发明所述的有缆通道通过控制电路的微处理器控制发射天线的发射频率和功率选择。电磁波发射电路与点源聚焦发射天线(1)组成电阻率发射模块，电磁波接收电路与点源聚焦接收天线(2)组成电阻率接收模块；电磁波发射电路使用晶体振荡器，输出2MHz正弦波信号。电磁波接收电路使用双通道高频放大器接收发射电路的信号。电路总功率0.6W待机间歇工作可达200小时。