摘要：顺煤层瓦斯抽采钻孔是目前最直接最有效的瓦斯治理方法,自然伽马作为含煤地层识别常用的判识依据,可以根据地层放射性判断钻孔轨迹是否在目标层中。但现有的矿用伽马测井仪器只能进行滑动钻进测量,不适用于复合钻进及旋转导向钻进,无法满足伽马动态连续测量的工况。针对以上问题,在分析了煤矿井下随钻测量工况特点和伽马测井原理的基础上,通过低压直流载波双向通信技术进行孔底多扇区方位伽马数据的实时传输;采用屏蔽开窗的结构设计,实现单伽马晶体的8扇区分区测量;基于三轴MEMS加速度传感器和三轴MEMS陀螺仪不同的频率特性,采用互补滤波的动态测量方法,克服了回转钻进过程中振动和旋转对工具面向角测量的影响。通过地面性能测试和井下的工业性试验,验证了仪器在不同放射性地层分界面能正确反映出地层放射性变化规律。试验结果表明,仪器可以满足复合回转定向钻进时的地质导向测量要求,为煤矿井下顺煤层定向钻进提供了技术保障。

摘要：方位伽马测量仪是钻井行业普遍应用的一种重要的随钻测井仪器.随钻方位伽马测井仪器能在钻井过程中有效测量地层的放射性强度,为钻井工程提供方位地质参数、区分原状地层的岩性,进而为地质导向提供地层信息.本文依托随钻伽马测井基本方法原理,简要探讨了随钻方位伽马探测器的设计方法,基于探测器安装剖面的建模条件,采用MATLAB软件详细计算了不同尺度晶体在不同钻井速度下的仪器性能指标,通过理论计算和实验验证了设计的正确性和可行性,在此基础上,阐述了随钻伽马井下测量仪器的刻度方法.现场实际应用证明,该仪器在国内地质导向系统中取得了良好的应用效果.

摘要：随钻方位伽马测井仪器能在钻井过程中有效测量地层的方位放射性强度,其测量效率与其结构参数有关.合理设计测井仪器的结构参数,可以大大提高其测量效率.利用蒙特卡罗数值模拟方法建立模型,从归一化统计误差和探测特性分析仪器的响应特征,为结构参数的选取提供理论依据.研究结果表明,6.75 in(1 in=2.54 cm)的钻铤外径下,当晶体直径为1 in左右,晶体长度为18~22 cm,屏蔽体长度为2~3 cm,屏蔽体厚度为2~3 cm,窗口材料为铍,屏蔽体开口角度选在0°附近,泥浆通道半径为2 cm左右时,仪器可以获得相对较低的统计误差和相对较好的探测特性.该研究表明,优化后的随钻方位伽马测井仪器的测量效率大大提高.

摘要：常规伽马仪器难以满足薄储集层地质导向钻井技术要求,因此设计方位伽马测量工具,以实时测量井周不同扇区内的伽马值。应用窗口采集伽马原理,记录不同方向的伽马测量结果,并将结果实时传输至地面。测量井眼重力工具面仪器为重力加速计,因震动和旋转严重影响其测量结果的准确性,为此基于磁通门传感器设计的随钻方位伽马测量系统,实现了方位伽马精确测量。现场试验表明,设计的方位伽马工具具有高精度、连续测量的优点,可提高目的层钻遇率,能更好地为油气勘探开发服务。

摘要：为满足煤矿井下顺煤层钻进地质导向的现实需求,设计开发了随钻方位伽马测井仪,可为钻进地质导向工程提供地层伽马参数。在分析煤矿井下随钻测量的工况特点及伽马测井原理基础上,从硬件、软件及结构几个方面,设计并实现了可同时探测上下2个方向的伽马参数的随钻方位伽马测井仪。通过在地面勘探孔及煤矿井下实钻孔中进行了该仪器测试,测量数据稳定、结果可靠,在不同放射性地层,伽马测量值差异明显,且钻遇分界面时上下层伽马测量值呈现规律性变化。结果表明:该随钻方位伽马测井仪满足随钻测量的抗震、抗扭及耐水压要求,上下伽马测量结果可服务于地质导向工程、指导顺煤层钻进。

摘要：为了满足煤矿井下随钻方位伽马测井在顺煤层钻进地质导向的应用需求,设计开发了矿用钻孔深度测量仪,为随钻方位伽马测井的数据资料解释提供精确深度数据支持。从组成、工作原理、结构设计、现场试验等几个方面介绍了钻孔深度测量仪在随钻方位伽马测井中的应用情况。通过在地面勘探孔及煤矿井下实钻孔中的试验,表明钻孔深度测量仪测量的深度数据稳定、可靠,可以满足煤矿井下方位伽马测井对钻孔深度测量的需求。

摘要：随钻过程中伽马探测器侧装于开槽钻铤中,其尺寸受钻铤限制,通过计算钻铤受到的最大剪切力可实现探测器直径优化选择,但理论计算难以实现。为此,采用有限元方法研究开槽长度、探测器直径、钻井液通道和钻铤尺寸对开槽后钻铤最大剪切应力的影响。研究结果表明,开槽后钻铤受到的最大剪切力随着探测器长度的增加几乎呈指数增大;钻井液通道越大,允许安装的探测器尺寸越小;钻铤尺寸越大,允许安装的探测器尺寸越大。计算得出直径为171.45、184.15、196.85和209.55 mm的钻铤,在钻井液通道直径为57.15 mm时最大探测器直径分别为30.48、38.10、45.72和50.80 mm,在钻井液通道直径为71.12 mm时最大探测器直径分别为24.13、30.48、38.10和44.45 mm。该项研究结果可为随钻方位伽马测井仪器的研制提供理论基础。

摘要：随钻方位伽马测井仪是在自然伽马测井仪基础上发展而来的仪器。它能够识别井壁的径向方位信息,把地层信息与井壁的径向位置有效结合,完成对井壁周围地层参数的探测,并通过泥浆信号上传到地面。方位伽马仪器数据处理软件是为方位伽马测井仪开发的配套工具软件,实现了通过CAN总线接收压力信号,对数据进行解码、计算和处理,并具备刻度校准和地面测试功能。软件在辽河油田雷61区块取得了良好的应用效果。

摘要：自然伽马测井仪由于只能测量地层中总伽马值而不含方位信息,不能有效确定地层的变化情况。方位伽马测量方法能够获取到井眼周围不同扇区的伽马值,利用方位伽马测量结果,定向工程师可以分辨地层界面的岩性结构,从而在钻井过程中及时进行地质导向。从方位伽马测量的原理出发,阐述了随钻方位伽马测井仪井下仪器、地面系统、工具软件三部分的设计与实现过程,以及测井仪的刻度校准方法,并利用旋转试验和下井试验对测井仪的方位伽马和井斜测量性能进行了验证。试验验证表明,随钻方位伽马测井仪的测量结果有效可靠。

摘要：研制的随钻近钻头工具能够有效地克服常规随钻测量系统测点远的不足,非常适合于在复杂地层或薄油层的情况下使用,具有现场组装方便、作业成本低的优势。其中近钻头方位伽马测量系统是其实现地质导向控制的核心。详细介绍了近钻头方位伽马测量系统的两大重要模块:扇区测量模块及伽马计数处理模块。现场实验证明该系统能够快速指示出工具穿越层位时的方向,满足现场作业要求,具有一定的市场价值。