CN221074235U - 测井装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种测井装置，该测井装置包括钻杆、基体和钻头；钻头和钻杆均设有电极以检测井下环境的电阻率；基体依次设有第一绝缘部、探测部和第二绝缘部，探测部的相对两端分别与第一绝缘部和第二绝缘部的一端连接，钻杆轴向的一端与第一绝缘部背离探测部的一端连接，钻头轴向的一端与第二绝缘部背离探测部的一端连接；探测部设有温度传感器，温度传感器适用于探测外部环境的温度。与现有测井仪相比，本申请能够减少耗材使用量，降低制造成本。

Description

测井装置

技术领域

本申请涉及测井工具技术领域，尤其涉及一种测井装置。

背景技术

在油气田勘探、开发过程中，钻井之后必须进行测井，以便了解地层的含油气情况。测井分为有缆测井和随钻测井两种方式。有缆测井是在钻井完工之后，用电缆将测井仪器放入井中进行测量获得测井结果。在某些情况下，例如井的斜度超过65°的大斜度井甚至水平井，用电缆很难将测井仪器放下去；此外，如果井壁状况不好易发生坍塌堵塞，有缆测井很难取得测井资料。此时就需要运用随钻测井方法，将测井仪器放在钻杆和钻头之间，一边钻进一边就探测地层的各种资料。

现有的随钻测井装置，例如专利文件CN106089192B，电极系的多个电极均呈环状同轴套设在绝缘芯棒上，且彼此间隔设置，所以绝缘芯棒很长；为了保证电极与外部环境的充分接触，绝缘芯棒的径长至少要与钻杆一致，因此绝缘芯棒很粗，这些导致测井仪器的耗材量大，制造成本高。

因此，如何减少测井仪器的耗材使用量，降低制造成本，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

为了减少测井仪器的耗材使用量，降低制造成本，本申请提供一种测井装置。

为实现本实用新型目的提供的一种测井装置，包括：

钻杆、基体和钻头；

所述钻头和所述钻杆均设有电极以检测井下环境的电阻率；

所述基体依次设有第一绝缘部、探测部和第二绝缘部，所述探测部的相对两端分别与所述第一绝缘部和所述第二绝缘部的一端连接，所述钻杆的一端与所述第一绝缘部背离所述探测部的一端连接，所述钻头的一端与所述第二绝缘部背离所述探测部的一端连接；

所述探测部设有温度传感器，所述温度传感器适用于探测外部环境的温度。

相比较现有测井仪器，本申请不用在钻头钻杆之间额外设置绝缘芯棒，能够减少测井仪器的耗材使用量，降低制造成本。

附图说明

图1示出本申请实施例的测井装置的结构示意图；

图2示出本申请实施例的测井装置的结构示意图；

图3示出本申请实施例的测井装置的局部放大图；

图4示出本申请实施例的测井装置的局部放大图；

图5示出本申请实施例的基体拆解状态的结构示意图。

钻杆100，第一绝缘部200，第一连接部210，第一连接槽211，第一插针220，探测部300，第一插孔310，第二插针320，第二绝缘部400，第二连接部410，第二连接槽411，第二插孔420，钻头500，电极600，绝缘座700。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

其中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

图1示出根据本申请一实施例的测井装置的结构示意图；图2示出根据本申请另一实施例的测井装置的结构示意图；图3示出根据本申请一实施例的测井装置的局部放大图；图4示出根据本申请一实施例的测井装置的局部放大图；图5示出根据本申请一实施例的基体拆解状态的结构示意图。

如图1、2所示，该测井装置包括钻杆100、基体和钻头500；钻头500和钻杆100均设有电极600以检测井下环境的电阻率；基体依次设有第一绝缘部200、探测部300和第二绝缘部400，探测部300的相对两端分别与第一绝缘部200和第二绝缘部400的一端连接，钻杆100的一端与第一绝缘部200背离探测部300的一端连接，钻头500的一端与第二绝缘部400背离探测部300的一端连接；探测部300设有温度传感器，温度传感器适用于探测外部环境的温度。

传统随钻测井的装置，在钻头和钻杆之间设置探测传感器部和绝缘芯棒。设置绝缘芯棒以固定电极系检测井下岩石电阻率；设置探测传感器部检测井下的其他地球物理特性。其中，电极系的多个电极环均同轴套设在绝缘芯棒上，且彼此间隔设置，所以绝缘芯棒很长；为了保证电极环与外部环境的充分接触，绝缘芯棒的径长至少要与钻杆一致，因此绝缘芯棒很粗，这些导致测井仪器的耗材量大，制造成本高。

本申请直接在钻头500与钻杆100的径向侧壁上设置电极，电极能够直接接触井下待测量岩石，钻头500与钻杆100之间不必额外设置绝缘芯棒以供电极环套设，能够减少这部分耗材，只需要在钻头500与钻杆100之间设置探测部300以安装各类传感器，实现电阻率以外其他地球物理特性的探测。

综上所述，相比较现有测井仪器，本申请不用在钻头500钻杆100之间额外设置绝缘芯棒，能够减少测井仪器的耗材使用量，降低制造成本。

并且随钻测井过程中，钻头500钻杆100不止是测井仪器的一部分，也是钻井设备的一部分。一些钻头500在掘进过程中需要调节导向，而调节导向的信息传输技术有时需要钻头500与钻杆100的相互配合。利用钻杆100的振动传输信号，具体地：振动钻杆100，振动波一直传到钻头500的钻舰中，按编码解码去控制钻舰的前进方向。声波传输衰减快，每隔一段距离就要增设信号放大装置。传统测井仪因为绝缘芯棒长度限制导致钻头500钻杆100间距很大，会减弱声波的传输。本申请直接在钻头500与钻杆100上设置电极，能够减小基体的整体长度，缩短钻杆100与钻头500之间的间距。

在一种可能的实现方式中，如图1所示，钻头和钻杆整体采用钢等金属导体制造，钻头整体为一电极，钻杆整体为另一电极，并设置第一绝缘部和第二绝缘部以使两个电极之间绝缘，只能通过外部岩石导通。测井装置中仅有两个电极，两个电极均与电阻率的测量仪检测接口电连接，可以将其中一个电极视为测量电极，另一个视为放电电极，也可以将连通两个电极的岩石视具有一定电阻率的“导线”/被测量(电阻率)元部件。结构简单，易于制造。

进一步地，测井装置还包括电极系，电极系包括电极和测量装置，电极位于钻头和钻杆处，测量装置为电阻率的测量仪，电阻率的检测仪安装于探测部。进一步地，电阻率的检测仪安装于探测部的壳体内部。

在一种可能的实现方式中，如图2所示，电极为环状结构，称为电极环。钻杆100和钻头500均呈圆柱状，钻杆100和钻头500的径向侧壁环设有绝缘座700，绝缘座700的数量与电极环的数量一致并一一对应设置，两个以上电极环套设于绝缘座700上；基体依次设有第一绝缘部200、探测部300和第二绝缘部400，探测部300的相对两端分别与第一绝缘部200和第二绝缘部400的一端连接，钻杆100轴向的一端与第一绝缘部200背离探测部300的一端连接，钻头500轴向的一端与第二绝缘部400背离探测部300的一端连接；探测部300设有温度传感器，温度传感器适用于探测外部环境的温度。

本申请将电极环直接套设在钻头500和钻杆100径向侧壁上，多个电极环轴向一致彼此间隔设置，多个电极之间绝缘设置，只能通过井下泥沙连通导电以测量外部环境的电阻率。因为电极环直接套设在较粗的钻头500和钻杆100侧壁，能够直接接触井下待测量岩石，钻头500与钻杆100之间不必额外设置绝缘芯棒，能够减少这部分耗材，只需要在钻头500与钻杆100之间设置探测部300以安装各类传感器，实现电阻率以外其他地球物理特性的探测。

其中，电极环通过绝缘座700套设在钻头500或钻杆100上以实现相邻两个电极环之间的绝缘，保证电阻率的探测准确。第一绝缘部200和第二绝缘部400是基体两侧的两个电极环之间的绝缘连接的一部分，能够保证绝缘效果。

需要说明的是，本申请不对电极系中各电极环的设置方式做具体限定，以能够在测井过程中实现探测井下电阻率的功能为原则，可以根据具体的使用需求灵活选择。可以采用双侧向电极系、三侧向电极系或七侧向电极系的电极环设置结构。

在一种可能的实现方式中，探测部300还设有井斜测量仪以探测井斜。

在一种可能的实现方式中，探测部300还设有伽马传感器以探测井下环境的放射性物质含量。

在一种可能的实现方式中，探测部300还设有通讯装置以与地面装置通信连接，电极600的输出端、温度传感器的输出端、井斜测量仪的信号输出端、伽马传感器的信号输出端均与通讯装置的输入端电连接。

在一种可能的实现方式中，电极600的输出端设有信号线；第一绝缘部200和第二绝缘部400整体呈柱状，第一绝缘部200沿其轴向贯穿设有第一穿线孔，第二绝缘部400沿其轴向贯穿设有第二穿线孔，第一穿线孔沿第一绝缘部200轴向的一端设有第一插针220，第二穿线孔沿第二绝缘部400轴向的一端设有第二插孔420，探测部的相对两端分别设有第一插孔310和第二插针320，第一插孔310和第二插针320均与通讯装置电连接；

钻杆100的电极600信号线通过第一穿线孔贯穿第一绝缘部200并与第一插针220电连接，第一插针220与第一插孔310电连接。

钻头500的电极600信号线通过第二穿线孔贯穿第二绝缘部400并与第二插孔420电连接，第二插孔420与第二插针320电连接。

电极600的信号线敷设在机体的壳体内芯，对信号线起到了一定的机械屏蔽保护作用，能够延长电极600信号线的使用寿命，防止测井过程中井下环境干扰导致信号线脱落断落，导致测井装置的电极系探测失效，难以测量井下环境电阻率。

信号线与探测部300通过插针插孔连接，便于操作，便于现场的安装。电极系的信号处理电路可以安装于探测部300的壳体内部，电极600的测量结果通过信号线、插针插孔电连接传递至探测部300的信号处理电路，信号处理电路进行综合计算，输出信号至通讯装置，传递至地面装置。也可以由地面装置进行具体计算，可以根据测量现场的需求具体设置。

在一种可能的实现方式中，第一绝缘部200的一端设有内螺纹，第二绝缘部400的一端设有外螺纹，探测部300的相对两端分别设有内螺纹和外螺纹，探测部300与第一绝缘部200螺纹连接，探测部300与第二绝缘部400螺纹连接。插针插孔连接处有壳体侧壁覆盖保护，能够避免机械损伤。螺纹连接能够加强第一、第二绝缘部400与探测部300的连接稳定性。

在一种可能的实现方式中，探测部还设有储存器；电极600的输出端、温度传感器的输出端、井斜测量仪的信号输出端、伽马传感器的信号输出端均与储存器的输入端电连接，进行井下的本地储存备份，可以在钻井测井结束后回收测井装置，读取储存器的内容。

在一种可能的实现方式中，第一绝缘部200的一端设有第一连接部210，第一连接部210背离第一绝缘部200的一端设有第一连接槽211，第一连接槽211与钻杆100的一端相匹配，钻杆100的一端与第一连接槽211插接；

第二绝缘部400的一端设有第二连接部410，第二连接部410背离第二绝缘部400的一端设有第二连接槽411，第二连接槽411与钻头500的一端相匹配，钻头500的一端与第二连接槽411插接。

在一种可能的实现方式中，探测部300呈壳体结构，温度传感器位于探测部300的壳体内部。

在一种可能的实现方式中，探测部300、第一绝缘部200和第二绝缘部400的外部呈圆柱状，钻杆100、探测部300和钻头500的轴向相一致，钻头500和钻杆100的圆柱形结构直径一致，探测部、第一绝缘部200和第二绝缘部400的直径一致并小于钻杆100的直径。钻杆100一端设置凸起以***第一连接槽211，第一连接部210靠近钻杆100一端外部与钻杆100直径一致，第一连接部210靠近第一绝缘部200的一端设有圆角以平滑收缩直径，钻杆100和第一绝缘部200的直径差通过第一连接部210的圆角平滑过渡。钻头500的钻进一端远离第二绝缘部400，钻头500的钻进一端设有圆角，钻头500圆角处越远离第二绝缘部400的一端直径越小，形成上粗下细的结构方便进行钻进。钻头500靠近第二绝缘部400的一端设有凸起以***第二连接槽411，第二连接部410靠近钻头500的一端外部与钻头500圆柱形结构直径一致。第二连接部410靠近第二连接部410的一端设有圆角以平滑收缩直径，楦头和第二绝缘部400的直径差通过第二连接部410的圆角平滑过渡。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种测井装置，其特征在于，包括：

钻杆、基体和钻头；

所述钻头和所述钻杆均设有电极以检测井下环境的电阻率；

所述基体依次设有第一绝缘部、探测部和第二绝缘部，所述探测部的相对两端分别与所述第一绝缘部和所述第二绝缘部的一端连接，所述钻杆的一端与所述第一绝缘部背离所述探测部的一端连接，所述钻头的一端与所述第二绝缘部背离所述探测部的一端连接；

所述探测部设有温度传感器，所述温度传感器适用于探测外部环境的温度。

2.根据权利要求1所述的测井装置，其特征在于，所述探测部还设有井斜测量仪。

3.根据权利要求1所述的测井装置，其特征在于，所述探测部还设有伽马传感器。

4.根据权利要求1所述的测井装置，其特征在于，所述探测部还设有通讯装置以与地面装置通信连接，所述电极的输出端与所述通讯装置的输入端电连接，所述温度传感器的输出端与所述通讯装置的输入端电连接。

5.根据权利要求4所述的测井装置，其特征在于，所述电极的输出端设有信号线；

所述第一绝缘部和所述第二绝缘部整体呈柱状，所述第一绝缘部沿其轴向贯穿设有第一穿线孔，所述第二绝缘部沿其轴向贯穿设有第二穿线孔，所述第一穿线孔沿所述第一绝缘部轴向的一端设有第一插针，所述第二穿线孔沿所述第二绝缘部轴向的一端设有第二插孔，所述探测部的相对两端分别设有第一插孔和第二插针，所述第一插孔和所述第二插针均与所述通讯装置电连接；

所述钻杆的电极信号线通过所述第一穿线孔贯穿所述第一绝缘部并与所述第一插针电连接，所述第一插针与所述第一插孔电连接；

所述钻头的电极信号线通过所述第二穿线孔贯穿所述第二绝缘部并与所述第二插孔电连接，所述第二插孔与所述第二插针电连接。

6.根据权利要求5所述的测井装置，其特征在于，所述第一绝缘部的一端设有内螺纹，所述第二绝缘部的一端设有外螺纹，所述探测部的相对两端分别设有内螺纹和外螺纹，所述探测部与所述第一绝缘部螺纹连接，所述探测部与所述第二绝缘部螺纹连接。

7.根据权利要求4所述的测井装置，其特征在于，所述探测部还设有储存器；

所述电极的输出端与所述储存器的输入端电连接，所述温度传感器的输出端与所述储存器的输入端电连接。

8.根据权利要求1所述的测井装置，其特征在于，所述第一绝缘部的一端设有第一连接部，所述第一连接部背离所述第一绝缘部的一端设有第一连接槽，所述第一连接槽与所述钻杆的一端相匹配，所述钻杆的一端与所述第一连接槽插接；

所述第二绝缘部的一端设有第二连接部，所述第二连接部背离所述第二绝缘部的一端设有第二连接槽，所述第二连接槽与所述钻头的一端相匹配，所述钻头的一端与所述第二连接槽插接。

9.根据权利要求1所述的测井装置，其特征在于，所述探测部呈壳体结构，所述温度传感器位于所述探测部的壳体内部。

10.根据权利要求9所述的测井装置，其特征在于，所述探测部外部呈圆柱状，所述钻杆、所述探测部和所述钻头的轴向相一致，所述探测部圆柱形结构的直径小于所述钻头圆柱形结构的直径，所述探测部圆柱形结构的直径小于所述钻杆圆柱形结构的直径。