專利名稱：一種雙伽瑪測井儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種伽瑪測井儀，特別是關于一種測量地層自然放射性物質所產生的伽瑪射線的雙伽瑪測井儀。
背景技術：
將伽瑪測井儀放到井下，測量地層放射性物質放射性強度的方法叫做自然伽瑪測井(GR)，測量地層放射性物質放射性強度隨深度變化的曲線，稱為自然伽瑪曲線。自然伽瑪測井是目前常用的測井方法之一，作為一種古環境指示曲線，自然伽瑪曲線以其靈敏、連續、方便等優點在科學鉆探中發揮著日益重要的作用。基本原理測井技術于1927年起源于法國斯侖貝謝公司，1939年中國開始將測井技術應用于石油工業。70多年來，測井技術經歷了從模擬測井到數字測井、數控測井、成像測井的發展歷程，目前已發展成為十大石油學科之一。巖石中含有放射性元素，主要是鉀⑷、釷(Th)、鈾⑶等放射性元素，所以巖石的放射性強度決定放射性元素的含量，鉀和釷與頁巖中粘土礦物的出現關系非常緊密，而鈾可能在碳酸鹽巖中發現。自然伽瑪測井測量天然發生的射線，伽瑪測井儀通過測量放射性元素的強度對巖性進行精確判斷。自然伽瑪測井的應用如下劃分巖性、進行地層對比、劃分地質剖面、確定地層的泥質含量和解決與泥質含量有關的油礦地質問題，進行地層對比，跟蹤射孔，尋找放射性礦物等。自然伽瑪與自然電位測井相配合能很好的劃分巖性和確定滲透性地層，自然伽瑪測井的另一優點是在下套管井中測量。目前，通用的伽瑪測井儀為單路伽瑪探測器、高壓供電電路、信號采集處理電路及其附屬機械結構組成。在探測器或者處理電路出現故障的情況下，很難繼續為鉆井、測井提供有效的測量數據。
發明內容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種雙伽瑪測井儀。為實現上述目的，本實用新型采取以下技術方案一種雙伽瑪測井儀，其特征在于它包括集成在數字板上的1553編碼/解碼器、控制開關、A/B單路計數器、多路復用器， 集成在模擬板上的高壓模塊、信號整形電路，以及雙伽瑪探測器，所述數字板、模擬板、雙伽瑪探測器均安裝在伽瑪骨架上；采集軟件與1553編碼/解碼器進行總線信號傳輸，1553編碼/解碼器分別控制控制開關及多路復用器，控制開關控制高壓模塊，高壓模塊通過二線制連接方式連接到雙伽瑪探測器，雙伽瑪探測器輸出伽瑪信號，并通過信號整形電路整形為等幅等脈寬的脈沖信號，輸出到A/B單路計數器，A/B單路計數器通過多路復用器輸出單路選擇信號返回到1553編碼/解碼器；所述雙伽瑪探測器分為A、B兩組伽瑪探測單元，相互獨立地、對稱性地布置在所述伽瑪骨架的外圓柱面上，每組所述探測單元均由若干根蓋革-米勒管組成，各所述蓋革-米勒管與所述模擬板電連接，當總線信號為雙伽瑪α/Β單路計數選擇信號時，采集軟件有選擇的進行A路或者B路伽瑪脈沖計數值采樣。所述數字板與模擬板之間通過25芯電連接器連接。每一所述伽瑪探測單元的蓋革-米勒管數量相同，都為6 10根，優選為8根。每一伽瑪探測單元的蓋革-米勒管在兩端都是通過半環插裝，所述半環卡在所述伽瑪骨架上。各所述半環的外側設置有擋環，所述擋環之間由拉筋拉拽，所述擋環上穿設防轉螺釘。A、B兩組伽瑪探測單元之一與骨架插針位置對應，一骨架插座通過導線直連在所述插針上和模擬板總線插針上。本實用新型由于采取以上技術方案，其具有以下優點1、實時模式下，一般把來自兩個探測器的計數率結合在一起，以便統計精度最優化。2、如果在其中一組探測單元出現故障的情況下，另外一個探測單元仍會產生伽瑪射線記錄，可以對測量結果進行有效性檢查比較。3、本實用新型采用蓋革米勒管組成伽瑪探測器，蓋革米勒管高壓供電范圍寬、高溫工作溫度寬不易損壞，且其輸出伽瑪信號幅值很大，易于從噪聲信號中進行篩選。4、本實用新型電路對伽瑪信號進行了等幅等脈寬處理，提高信號的穩定性和一致性，易于進行計數采樣。5、本實用新型可以提供高精度的伽瑪計數值，并可在高溫150°C高溫環境下連續穩定工作。7、測井儀與電阻率等傳感器一起運行，可提供準確的巖性測井曲線。8、本實用新型可以以任何順序與其它地層評價傳感器組合起來，以使接近鉆頭的配置最優化。
圖1是雙伽瑪測井儀電路原理圖；圖2是雙伽瑪測井儀結構布局圖；圖3是雙伽瑪測井儀外觀示意圖；圖4是伽瑪骨架圖；圖5是雙伽瑪探測器的一個實施例的橫截面圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。雙伽瑪測井儀通常與電阻率等傳感器一起運行，提供準確的巖性測井曲線。但是它必須與中央接口模塊(CIM)子總線或工控機一起運行，靠它們提供電池電源。雙伽瑪測井儀可以以任何順序與其它地層評價傳感器組合起來，使接近鉆頭的配置最優化。如圖1所示，本實用新型雙伽瑪測井儀由1553編碼/解碼器11、控制開關12、高壓模塊21、雙伽瑪探測器3、信號整形電路22、A/B單路計數器13、多路復用器14等電子模塊及相應的機械結構4組成。1553編碼/解碼器11、控制開12關、A/B單路計數器13、多路復用器14模塊集成在一數字板1上，高壓模塊21、信號整形電路22集成在一模擬板2上； 數字板與模擬板之間通過25芯電連接器連接。以工控機控制供電及總線信號傳輸為例，如圖2所示，工控機5通過總線插針與數字板進行1553總線信號的傳輸，數字板1通過25芯電連接器將工控機輸出電壓連接到模擬板2，模擬板工作并對雙伽瑪探測器3進行高壓供電。雙伽瑪探測器模塊是由帶有A、B兩條獨立探測電路的伽瑪探測單元組成，可以進行兩個獨立的自然伽瑪射線檢測。本實用新型的雙伽瑪探測過程為工控機采集軟件通過總線插針與數字板1553編碼/解碼器進行1553總線信號的傳輸，數字板通過25芯電連接器將工控機輸出電壓連接到模擬板為模擬板供電。同時， 數字板的控制開關控制模擬板高壓模塊，模擬板高壓供電通過二線制連接方式連接到雙伽瑪探測器，為雙伽瑪探測器提供高壓供電電壓；同時，雙伽瑪探測器輸出伽瑪信號到模擬板，并通過模擬板的信號整形電路整形為等幅等脈寬的脈沖信號，輸入到數字板的計數器。 1553總線信號分兩類，分別為高壓模塊開關控制信號和雙伽瑪A/B單路計數選擇信號。當總線信號為高壓模塊開關控制信號時，高壓模塊工作，為蓋革-米勒管提供高壓工作電壓， 雙伽瑪測井儀處于采樣狀態；否則，高壓模塊關閉，蓋革-米勒管不工作，雙伽瑪測井儀處于待機狀態。當總線信號為雙伽瑪A/B單路計數選擇信號時，工控機采集軟件有選擇的進行A路或者B路單路伽瑪脈沖計數值采樣，例如，當總線信號為A路單路選擇信號時，A、B 兩路伽瑪探測單元同時工作，但是工控機采集軟件只對A路伽瑪探測單元進行伽瑪脈沖計數值采樣，即A/B單路計數器計數值通過多路復用器進行A或B單路計數選擇輸出，數字板 1553編碼/解碼器將伽瑪計數值轉換為1553總線信號輸入到工控機采集軟件。本實用新型雙伽瑪探測器3分為A、B兩組伽瑪探測單元，每一單元由幾根蓋革-米勒管31組成，數量相同，一般為6 10根，優選8根。蓋革-米勒管是一種灌充有惰性氣體的管，兩端外接電線，一端連接到模擬板，另一端為地線。蓋革-米勒管輸出伽瑪電壓信號，此信號在模擬板上進行信號整形，整形為等幅等脈寬的脈沖信號，在數字板上進行伽瑪信號計數，并通過工控機采集軟件進行脈沖計數值采樣。如圖3、4所示，A、B兩組伽瑪探測單元對稱性地，且每組均勻地布置在伽瑪骨架41 外圓柱面上。以8根組合為例，兩組共16根蓋革-米勒管均布在伽瑪骨架41的圓柱面外圍，形成圓柱形狀，夾緊并安裝在伽瑪骨架上。具體方式可以為，每組8根蓋革-米勒管31 的兩端都分別安裝在半環42、43上，兩組共四個半環在兩端分別對合即形成一個完整的圓形卡在蓋革-米勒管的外圍。如圖5所示，以一端為例，在兩個半環42上分別安裝8根蓋革-米勒管，兩個半環對合后形成一圓，然后卡在伽瑪骨架上；另一端也如此。進一步地，在半環42、43的外側各設置一擋環44、45，兩個擋環之間由幾根拉筋46 拉拽從而將內側的半環42、43以及蓋革-米勒管31軸向夾緊。進一步地，擋環44、45也可以是由兩個半環合并而成。進一步地，在擋環44、45的徑向上穿設防轉螺釘。進一步地，在半環與擋環之間夾設彈墊，以調整間隙并調整拉緊力。在圖3中，伽瑪骨架41是根據鉆鋌的內徑和蓋革-米勒管的長度、線路板的長度、 密封面的大小及長度設計而成。在骨架上一半部分用于安裝蓋革-米勒管外(如上所述)， 另一半部分用于安裝數字板1和模擬板2等電子部件。將調試合格的封好灌封膠的數字板和模擬板通過附件螺釘涂有螺紋鎖固劑的25芯電連接器連接，整個電路板用涂有螺紋鎖固劑的螺釘固定在圖4所示的伽瑪骨架電路板槽47內，同時，A組(或B組)伽瑪探測單元與骨架插針48位置對應，以方便標記是哪一組探測單元。A、B兩組伽瑪探測單元地線、數字板地線、模擬板地線連接到地線螺釘上；A、B兩組伽瑪探測單元的高溫高壓供電導線分別與模擬板的兩根高溫高壓供電導線連接。數字板電連接器總線連接到1553總線上。導線連接完畢，將連接完好的導線外面用白色螺旋套管纏繞；纏繞完畢，將接線完好的導線用黃色
5高溫膠帶纏繞固定在骨架上。骨架插座49通過導線直連在骨架插針48上和模擬板接插件總線插針上，電路板內高壓輸出通過高溫高壓線為伽瑪探測器供電，當工控機為骨架插針 48供電時，整套伽瑪檢測系統工作，高壓輸出為伽瑪探測器提供高壓輸出，伽瑪計數值通過骨架插針48反饋給工控機。
權利要求1.一種雙伽瑪測井儀，其特征在于它包括集成在數字板上的1553編碼/解碼器、控制開關、A/B單路計數器、多路復用器，集成在模擬板上的高壓模塊、信號整形電路，以及雙伽瑪探測器，所述數字板、模擬板、雙伽瑪探測器均安裝在伽瑪骨架上；采集軟件與1553編碼/解碼器進行總線信號傳輸，1553編碼/解碼器分別控制控制開關及多路復用器，控制開關控制高壓模塊，高壓模塊通過二線制連接方式連接到雙伽瑪探測器，雙伽瑪探測器輸出伽瑪信號，并通過信號整形電路整形為等幅等脈寬的脈沖信號，輸出到A/B單路計數器，A/B單路計數器通過多路復用器輸出單路選擇信號返回到1553編碼 /解碼器；所述雙伽瑪探測器分為A、B兩組伽瑪探測單元，相互獨立地、對稱性地布置在所述伽瑪骨架的外圓柱面上，每組所述探測單元均由若干根蓋革-米勒管組成，各所述蓋革-米勒管與所述模擬板電連接，當總線信號為雙伽瑪A/B單路計數選擇信號時，采集軟件有選擇的進行A路或者B路伽瑪脈沖計數值采樣。
2.如權利要求1所述的一種雙伽瑪測井儀，其特征在于所述數字板與模擬板之間通過25芯電連接器連接。
3.如權利要求1所述的一種雙伽瑪測井儀，其特征在于每一所述伽瑪探測單元的蓋革-米勒管數量相同，都包括6 10根。
4.如權利要求1或2或3所述的一種雙伽瑪測井儀，其特征在于每一所述伽瑪探測單元都包括8根蓋革-米勒管。
5.如權利要求1或2或3或所述的一種雙伽瑪測井儀，其特征在于每一伽瑪探測單元的蓋革-米勒管在兩端都是通過半環插裝，所述半環卡在所述伽瑪骨架上。
6.如權利要求4所述的一種雙伽瑪測井儀，其特征在于每一伽瑪探測單元的蓋革-米勒管在兩端都是通過半環插裝，所述半環卡在所述伽瑪骨架上。
7.如權利要求5所述的一種雙伽瑪測井儀，其特征在于各所述半環的外側設置有擋環，所述擋環之間由拉筋拉拽，所述擋環上穿設防轉螺釘。
8.如權利要求6所述的一種雙伽瑪測井儀，其特征在于各所述半環的外側設置有擋環，所述擋環之間由拉筋拉拽，所述擋環上穿設防轉螺釘。
9.如權利要求1或2或3所述的一種雙伽瑪測井儀，其特征在于A、B兩組伽瑪探測單元之一與骨架插針位置對應，一骨架插座通過導線直連在所述插針上和模擬板總線插針上。
10.如權利要求5所述的一種雙伽瑪測井儀，其特征在于A、B兩組伽瑪探測單元之一與骨架插針位置對應，一骨架插座通過導線直連在所述插針上和模擬板總線插針上。
專利摘要本實用新型涉及一種雙伽瑪測井儀，由1553編碼/解碼器、控制開關、高壓供電模塊、蓋革-米勒管組成的雙伽瑪探測器、信號整形電路、雙伽瑪計數器、多路復用器等電子模塊及相應的機械結構組成。雙伽瑪測井儀伽瑪探測器模塊由帶有兩條獨立探測電路的兩個對立面的蓋革-米勒管探測單元組成，可以進行兩個獨立的自然伽瑪射線探測。本實用新型可以提供高精度的伽瑪計數值，而且本實用新型可在150℃高溫環境下連續穩定工作。
文檔編號E21B47/00GK201982089SQ20102069158
公開日2011年9月21日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者何保生, 馮澤東, 吳光武, 姜偉, 常永旺, 李漢興, 武廣璦, 王聰, 石巖峰, 石峻峰 申請人:中國海洋石油總公司, 中天啟明石油技術有限公司, 中海石油研究中心