[发明专利]一种伽马标定和测试装置

说明书

一种伽马标定和测试装置，包括：用于支撑伽马钻铤或伽马仪器的支撑坐架；支撑坐架为环空结构，内部轴心向上固定有伽马钻挺支撑轴，支撑坐架外围带有环状支架，环状支架上部放置测试骨架；测试骨架为轴向通孔的环状结构，测试骨架的通孔与伽马钻铤或伽马仪器构成套装间隙配合；测试骨架沿轴向通孔向外划分有2的整数倍数个扇区，扇区内用于存放岩性填充单元，测试骨架的顶面设置刻度对焦码盘，刻度对焦码盘上设有与每个扇区对应的连续数字标记，在刻度对焦码盘上部的伽马钻铤或伽马仪器上固定有与单一扇区对应的对焦指针。该装置能够更加精确描述仪器的响应区域及特征，且结构简单，测量快速，具有可实施性。

技术领域

本发明涉及一种在石油钻井工程中用于伽马/方位伽马/伽马成像仪器标定和测试装置。

背景技术

岩石中含有天然的放射性核素，钻井行业所用到的自然伽马随钻测量(NaturalGamma Ray Log)，是用伽马射线探测器测量岩石总的自然伽马射线强度，以研究井剖面地层性质的测井方法。

传统的随钻或电缆伽马测井仪器往往是利用刻度井或刻度器来实现伽马计数率与伽马API单位之间的刻度。发表于1985年SPWLA上的“A NEW MEASUREMENT-WHILE-DRILLING GAMMA RAY LOG CALIBRATOR”、1988年SPWLA的“API PIT CALIBRATIONOF MWDGAMMA RAY TOOLS”以及2011年University of Houston大学发布的“UH(API) NuclearLogging CalibrationFacility“等文献分别揭示了几种伽马刻度装置和刻度方法，发表于1999年石油仪器第13卷4期的“自然伽马测井刻度的论述”也详细讨论了刻度的物理原理和刻度方法，对伽马刻度提出了具体的实施步骤和操作措施。

然而，上述文献有如下缺陷，第一，只专注于对伽马仪器进行API单位刻度，未提及伽马扇区或井周方向上的方位响应，更没有提及对伽马仪器的方位响应进行刻度。第二，伽马刻度井实施严格苛刻，制作成本高昂，不利于推广应用。第三，刻度井井眼尺寸较小，其内径小于5英寸，而大多数MWD/LWD伽马工具的外径尺寸为6英寸至12英寸，无法满足随钻伽马的标定和测量。

为了实现多扇区方位伽马测量或方位伽马成像，与之相对应的伽马/方位伽马/伽马成像仪器刻度和测试装置及测试方法等都是必须的。

发表于《Steroids》, 2002，题为“Design, Calibration, Characterization,and Field Experience of New High-Temperature, Azimuthal, and Spectral GammaRay Logging-While-Drilling Tools“公布了一种高温方位能谱随钻伽马测井工具的设计，标定，特性和现场实验，揭示了高温方位能谱随钻伽马测井工具与常规电缆伽马工具的异同，尤其指明了用常规休斯顿大学的一级API刻度井进行LWD工具刻度的局限性与不适性。该文献为了克服API刻度的局限性，特意设计了两种刻度标准，一种标准针对外径为4.75英寸的伽马仪器，另一种标准针对外径为6.75英寸的伽马仪器，而未提及其他外径尺寸的仪器，这种利用刻度系数进行校正的方法只能看作是当外径尺寸变化不大时的一种折衷，不能彻底解决各种仪器尺寸的影响。另外，该文献仅是利用API刻度装置，未提及对其有任何改进。