CN114165214A - 一种新型高温高压岩性密度探头主体 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油测井领域，特别涉及一种用于岩性密度测井的新型高温高压岩性密度探头。包括密度探头上接头、密度探头主体、密度探头下接头、射线探测器，所述密度探头上接头、密度探头主体、密度探头下接头顺次连接，所述射线探测器设置于密度探头主体内部。本发明的能够实现仪器能够长时间（大于20小时）工作于200℃、206MPa高温高压超深井中。适应水平井、大斜度井的测量。
Description
技术领域
本发明涉及石油测井领域，特别涉及一种用于岩性密度测井的新型高温高压岩性密度探头。
背景技术
新型高温高压岩性密度测井仪是利用Cs137伽马源向地层辐射伽马射线，再利用与源相距一定距离的长短源距探测器来测量经过地层散射和吸收后的伽马射线强度。由于使用的铯源伽马射线能量为0.661Mev，而此能级的伽马射线与物质作用主要产生康普顿-吴有训效应，其散射截面与地层体积密度密切相关，固可用来测量岩石的密度值。地层密度越大，对伽马射线吸收越强，被探测的伽马射线强度越弱，反之，地层密度越小，对伽马射线吸收越小，被探测的伽马射线强度越强。
现有的岩性密度测井仪最高工作温度为175℃，耐压140MPa，难以满足井温超过200℃，井眼压力超过200MPa的超深油气井测量。同时对于钻具输送存储式测井，不能建立仪器与地面数控仪之间的通信，无法采用控制类推靠，难以保证仪器较好的贴紧井壁，保证测量效果。
针对上述问题，现发明一种可用于200℃和200MPa以上高温高压下并可靠工作一种岩性密度探头；同时设计了一种可让岩性密度探头在水平井中始终保持贴井壁状态的结构，用于保证探头始终与井壁贴合。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种新型高温高压岩性密度探头，其技术方案如下：
一种新型高温高压岩性密度探头，包括密度探头上接头、密度探头主体、密度探头下接头、射线探测器，所述密度探头上接头、密度探头主体、密度探头下接头顺次连接，所述射线探测器设置于密度探头主体内部。
优选的，一种新型高温高压岩性密度探头，包括上盖帽、承压外壳、下接头、下盖帽、电子线路芯、保温瓶；所述上盖帽、承压外壳、下接头、下盖帽顺次连接；所述电子线路芯、保温瓶顺次插接后套装于所述仪承压外壳内。
进一步的，所述保温瓶的端面与所述下盖帽的端面之间设置有承压盘。
优选的，一种新型高温高压岩性密度探头，包括上盖帽、下盖帽、上接头、密度探头、下接头、主体；所述上盖帽、上接头、主体、下接头、下盖帽顺次连接；所述密度探头两端铰接于主体上。
进一步的，所述密度探头两端分别铰接有上连接体、下连接体，所述上、下连接体铰接于主体。
进一步的，所述主体内设置有电子线路芯。
进一步的，还包括软管，所述密度探头与所述电子线路芯通过线缆连接，所述线缆套设有软管。
进一步的，所述主体上设置有容纳密度探头、上连接体、下连接体的凹槽，所述密度探头、上连接体、下连接体置于凹槽内时，其整体直径与主体一致。
本发明的有益效果是：
1、仪器能够长时间(大于20小时)工作于200℃、206MPa高温高压超深井中。
2、适应水平井、大斜度井的测量。
附图说明
图1是实施例一剖面结构示意图；
图2是实施例二结构示意图；
图3是实施例三结构示意图；
图4是实施例一外部结构示意图；
图5是实施例二电子线路芯和保温瓶结构示意图；
图6是实施例三连接体结构示意图；
图中：1、密度探头上接头，2、密度探测器及前放电路，3、密度长源距接收晶体，4、密度长源距光电倍增管，5、密度短源距接收晶体，6、密度短源距光电倍增管,7、Cs137密度源室，8、密度长源距源窗，9、密度短源距源窗，10、密度源窗，11、上盖帽，12、承压外壳，13、下接头，14、承压盘，15、下盖帽，16、电子线路芯，17、保温瓶，18、上接头， 19、软管，20、上连接体，21、密度探头，22、下连接体，23、下接头，24、主体。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明技术方案作进一步具体说明。
实施例一：
一种新型高温高压岩性密度探头，包括密度探头上接头、密度探头主体、密度探头下接头、射线探测器，所述密度探头上接头、密度探头主体、密度探头下接头顺次连接，所述射线探测器设置于密度探头主体内部。
所述射线探测器主要由密度探测器及前放电路、密度长源距接收晶体、密度长源距光电倍增管、密度短源距接收晶体、密度短源距光电倍增管电性插接组成。
所述密度探头下接头内设置有Cs137密度源室。
密度探头采用高密度材质，并内置上述射线探测器，上下通过接头与密度探头主体通过铰链连接在一起。
所述密度探头主体上设置有密度长源距源窗、密度短源距源窗、密度源窗。
实施例二：
一种新型高温高压岩性密度探头，包括上盖帽、承压外壳、下接头、下盖帽、电子线路芯、保温瓶；所述上盖帽、承压外壳、下接头、下盖帽顺次连接；所述电子线路芯、保温瓶顺次插接后套装于所述仪承压外壳内。
所述保温瓶的端面与所述下盖帽的端面之间设置有承压盘。
11上盖帽和15下盖帽用于仪器吊装、运输保护仪器；12承压外壳用于保障仪器耐压指标，206Mpa；16电子线路芯内置于17保温瓶内，整体内置于12承压外壳内部，承压外壳下端通过13下接头和14承压盘密封，在高温高压环境下保障仪器电子线路芯不受损害。
实施例三：
一种新型高温高压岩性密度探头，包括上盖帽、下盖帽、上接头、密度探头、下接头、主体；所述上盖帽、上接头、主体、下接头、下盖帽顺次连接；所述密度探头两端铰接于主体上。
所述密度探头两端分别铰接有上连接体、下连接体，所述上、下连接体铰接于主体。所述主体内设置有电子线路芯。还包括软管，所述密度探头与所述电子线路芯通过线缆连接，所述线缆套设有软管。所述主体上设置有容纳密度探头、上连接体、下连接体的凹槽，所述密度探头、上连接体、下连接体置于凹槽内时，其整体直径与主体一致。
11上盖帽和15下盖帽用于仪器吊装、运输保护仪器；21密度探头通过20上连接体和 22下连接体连接到24主体上，同时20上连接体和22下连接体与主体连接部分采用方孔结构，用于将21密度探头伸出24主体中心线外，20密度探头通过19软管内走线，将数据传送至密度电子线路。
本发明设计的高温高压岩性密度探头，适用于超深探井、页岩气和干热岩等开发井测井，压力和温度指标达：206MPa，200℃；具体如下：
根据水压力公式
P＝2·S·r/D----公式1
S壁厚，r-抗拉强度的40％，D外径
参照公式1，采用高强度合金，合理计算仪器壁厚，外径，保证仪器抗压强度达到设计指标。
新型高温高压岩性密度测井仪由电路和探头两部分构成。
探头部分采用长短源距高温探测器，安装于探头承压壳体内，两端做减震处理，源仓部分采用钨镍铁合金，屏蔽源射线，留有窗口使源射线经地层到达探测器，探测接收射线强度反应地层信息。
岩性密度探头仪器外壳采用不锈钢，由电路板组件和探测器组件组成，如图1.
电路部分完成信号采集处理存储功能，放在特制保温瓶内，保温瓶性能满足环境条件 200℃，20h，内部温升不大于120℃，使内部器件高温下得到防护。
放射性短节包括承压外壳和电路骨架两部分。电子线路元器件经过筛选，电路采用可靠性、安全性、电磁兼容性设计，如图2。
取消常规机械推靠设计，改为铰链结构。探头采用铰链与仪器主体连接，通过探头两端偏心器，在重力的作用下，密度探头自动偏离仪器中心线1～2cm，使探头贴紧井壁，提高测井质量，如图3和6。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种新型高温高压岩性密度探头，其特征在于，包括密度探头上接头、密度探头主体、密度探头下接头、射线探测器，所述密度探头上接头、密度探头主体、密度探头下接头顺次连接，所述射线探测器设置于密度探头主体内部。
2.根据权利要求1所述的一种新型高温高压岩性密度探头，其特征在于，所述密度探头下接头位于所述密度探头主体内的端面上开设有Cs137密度源室。
3.根据权利要求2所述的一种新型高温高压岩性密度探头，其特征在于，所述密度探头主体上从左至右依次设置有密度长源距源窗、密度短源距源窗、密度源窗。
4.一种新型高温高压岩性密度探头，其特征在于，包括上盖帽、承压外壳、下接头、下盖帽、电子线路芯、保温瓶；所述上盖帽、承压外壳、下接头、下盖帽顺次连接；所述电子线路芯、保温瓶顺次插接后套装于所述仪承压外壳内。
5.根据权利要求4所述的一种新型高温高压岩性密度探头，其特征在于，所述保温瓶的端面与所述下盖帽的端面之间设置有承压盘。
6.一种新型高温高压岩性密度探头，其特征在于，包括上盖帽、下盖帽、上接头、密度探头、下接头、主体；所述上盖帽、上接头、主体、下接头、下盖帽顺次连接；所述密度探头两端铰接于主体上。
7.根据权利要求6所述的一种新型高温高压岩性密度探头，其特征在于，所述密度探头两端分别铰接有上连接体、下连接体，所述上、下连接体铰接于主体。
8.根据权利要求7所述的一种新型高温高压岩性密度探头，其特征在于，所述主体内设置有电子线路芯。
9.根据权利要求8所述的一种新型高温高压岩性密度探头，其特征在于，还包括软管，所述密度探头与所述电子线路芯通过线缆连接，所述线缆套设有软管。
10.根据权利要求9所述的一种新型高温高压岩性密度探头，其特征在于，所述主体上设置有容纳密度探头、上连接体、下连接体的凹槽，所述密度探头、上连接体、下连接体置于凹槽内时，其整体直径与主体一致。
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