48R伽马探管使用说明书.doc

YST-48R伽马探管使用说明书目 录第一章 伽马探管简介21.1 仪器结构介绍21.2 仪器功能介绍21.3 与伽马探管相关的地面设备8第二章 实验室检查和测试102.1 实验室检查102.2 伽马探管测试102.3 伽马探管刻度192.4 伽马测量曲线设置测试20第三章 测前、测后检查和测试223.1 结构检查223.2 整体仪器组装检查223.3 校准仪器时钟223.4 测前刻度223.5 测后刻度和井下记录数据读取233.6 测量数据处理24第一章 伽马探管简介YST-48R伽马探管是与YST-48R无线随钻侧斜器配套的地层岩性测量功能单元。其测量数据可以通过泥浆脉冲调制后实时的传输到地面,并可同时进行井下测量数据存储，使钻井工程师和地质工程师实时、有效的了解钻遇地层的岩性变化，及时调整钻井参数（钻具、钻压、钻速、泥浆参数等），有效的回避风险、保护储层、提高工效、节约成本，提高采收率，提高综合社会经济效益。伽马探管由伽马探头和电子组件组成，伽马探头主要由耐高温、高抗振型NaI晶体和耐高温、高抗振光电倍增管等组成。当地层中的放射性核素（主要有：铀、钍、钾）发生核衰变时，放射出伽马射线，部分的伽马射线被伽马探头探测到并转化为电脉冲信号，由电子组件进行测量和处理即得到地层的自然伽马放射性强度。根据地球物理、地球化学以及岩层沉集、油气运移、储积与岩层的相关性等理论，结合其他测井参数来推出被测岩层的岩性及油气田储藏情况。1.1 仪器结构介绍伽马探管由以下主要部件组成：电子线路组装在工字架上，电子组件为伽马探头提供必要的工作高压，并负责信号处理、存储、通讯等功能。通过接插件与仪器的其他部分相连。a.伽马探头：主要由NaI闪烁晶体、光电倍增管和分压电路等组成b.电子组件：主要由信号处理板、电源板、微处理器板、存储板和工字架等组成c.接插件d.抗压筒（承压100MPa）e.上堵头f.过渡外筒1.2 仪器功能介绍伽马探管由公共的电池筒供电，由电源板进行电源转换，为仪器各部分提供所需要的工作电压。通过读数线、CLWT-200专用数据处理仪、计算机等设备进行各种功能设置、检测和测量。仪器数据可以选择进行实时井下（仪器内）数据存储，同时可以通过定向探管的“工作模式”设置，进行泥浆脉冲调制，将测量数据实时地传输到地面。1.2.1 仪器延时测量伽马探管具有灵活的设置延时测量功能，用户可以根据实际工作的需要，选择使用“绝对延时”或“相对延时”功能，来设置仪器开始上电测量的时间及其相关参数，可以有效的节省电池电量。1.2.2 仪器间隙断电测量伽马探管具有间隙断电测量功能，用户可以根据钻井现场的实际情况选择是否选择该功能。如果选择该功能为有效，同时应选择合适的“传感器预热时间”、“传感器测量时间”和“传感器空闲时间”，这样可以在满足需要测量数据密度的情况下，尽可能的节省电池电量。这一功能在钻速很慢的情况下很有效（如进行试验、取芯钻井时等）。并且可以分三段设置不同的测量参数。当此功能不被选中时，仪器按“传感器测量时间”进行周期性的连续测量，“传感器预热时间”设置只在仪器上电时一次有效，“传感器空闲时间”设置自动失效。为了在目标层附近得到尽可能大的测量数据密度，建议：在目标层附近，不选择“测量间隙断电”功能，并根据钻速和钻铤参数设置“传感器测量时间”以到秒之间为宜。1.2.3 流量开关控制测量伽马探管具有流量开关控制测量功能，如果选择了“流量控制有效”，则仪器只在泥浆泵开启，泥浆循环后开始进行测量，泥浆循环停止后，测量即停止。主要为了节省电池电力。建议：在关键井的测量中，不选择“流量控制有效”，以确保准确、可靠的测得所需的测量数据。1.2.4 测量参数分段设置伽马探管具有分段设置测量参数功能，该功能是为了适应不同的钻井条件，用户可以根据钻速、井眼尺寸和套管情况，来设置不同的测量周期，尤其在多套管井、阶梯井眼和钻速变化较大时应用效果较好，可结合1.2.2条的内容进行设置。1.2.5 伽马测量数据实时传输伽马测量数据可以通过泥浆脉冲调制，实时的将测量数据传输到地面，传输数据的密度可以由用户在定向探管相关软件的“工作模式”设置中根据实际工作需要进行设置，可参考仪器“工作模式”设置的相关部分内容。1.2.6 伽马测量数据井下存储伽马探管具有井下存储功能，存储容量约11万组测量数据，仪器断电后存储的测量数据不会丢失，该功能可由用户根据用需要进行选择，当选中“井下存储数据”时，仪器即可实时的进行井下测量数据的存储，仪器存储的测量数据可以在仪器到达地面时由地面设备进行读取。建议：仪器下井测量前进行参数设置时选中“井下存储数据”。一般下井测量前执行“清空”仪器存储器操作，以便为要进行的本次测试准备较多的存储空间。1.2.7 伽马探管刻度伽马探管具有刻度功能，仪器的刻度即是将测量数据单位统一为API，仪器的刻度一般按设备操作软件的相应窗口提示步骤进行即可完成。仪器出厂前已刻度完成，一般用户使用现场不具备刻度条件，建议用户只进行校验性测试。发现仪器的测量数据误差较大时，应在符合仪器刻度条件的实验室中，由经过专门培训的专业人员进行刻度操作，且刻度时，使用的刻度器应在合格期内。参见图1.1。在刻度操作的第6步“输入参数”，一般要求用户输入：“仪器序列号”、“标定日期”、“标定时间”、“高地放差（API）”、“环境温度”，其它操作由仪器软件自动完成。需要说明的是，“高低放差”数值即为刻度器的放射性强度API值。执行完成软件提示的操作步骤后，分别单击“应用”、“写探管”、“写文件”等操作。到此刻度操作即完成，点击“关闭”即可。图1.11.2.8 测量曲线显示伽马探管测量曲线显示的参数可以由用户根据实际情况进行设置。进入设置：在工具条中选“伽马”“绘图设置”菜单，参看图1.2。参数的设置以操作者感觉比较直观、舒适为宜。“总列数”即显示测量曲线的条数，一般以选择1到2列为宜，对每列曲线可以由“纵坐标设置”选择不同的纵坐标参数，用户可以根据需要设置每一列要显示的测量参数及绘图横坐标属性，注意：(1)当显示参数为API值时，为了使显示曲线平滑而进行了数据处理，要想详细研究曲线“异常”边沿时可以参看相同井段的“每秒计数”曲线；(2)当“横坐标形式”选为“对数坐标”时，要求记录表和设置中不能出现“”和“-”值，否则将会出错，而不能显示。图1.21.2.9 仪器参数自动补偿伽马探管具有环境补偿功能，在下井前由用户根据使用情况（井眼直径、钻铤的内径、钻铤外径、泥浆比重和泥浆附加的伽马计数），填入相应的参数值后，仪器能自动的找出较合适的补偿参数值。为了准确记录仪器测点的井深，在设置时应填入实际的伽马探管的测点距钻头的距离。参见图1.3。图1.31.2.10 仪器时钟测试校对伽马探管具有实时钟测试校对功能，参见图1.4。为了确保测量记录数据的时间标签与地面设备时钟相同，准确完成测量数据的井深合成，要求在仪器下井前测试并校对伽马探管实时时钟。图1.41.2.11 仪器通讯测试伽马探管具有通讯和故障诊断等测试功能，旨在测试仪器的通讯等的工作情况，以方便使用者对仪器故障的判断。1.3 与伽马探管相关的地面设备伽马探管涉及到的地面设备主要是和井深测量有关的部分设备。1.3.1 井深测量系统伽马测量数据允许用户设置并可实时向地面传输，同时可进行井下测量数据存储，所有记录数据均以时间为标签，然后可以结合地面井深测量系统数据由软件进行记录数据井深合成，得出实时的井深测量记录。1.3.2 码盘编码器码盘编码器安装在绞车滚筒的主轴上，结合钩载传感器，用以测量游车的运动方向、速度和距离，从而进行井深的实时测量。1.3.3 钩载井深传感器钩载井深传感器安装在游车钢丝绳的末端，用以测量大钩的载荷量，根据钩载情况可以推断出大钩的工作情况，结合码盘编码器的信号，可以测量出井深、钻速、钻压、悬重等参数。并由计算机按实时时间标签进行记录，以备合成实时测量井深记录。1.3.4 计算机计算机用以完成仪器的通讯、控制、数据采集、地面测试、数据处理、屏幕显示等工作。1.3.5 地面数据记录仪地面数据记录仪用以完成测量数据、曲线等的打印输出。1.3.6 集线控制器集线控制器用以完成码盘传感器、钩载井深传感器、SXW300远程数据处理器、立管压力传感器等信号的通讯、信号预处理等工作。1.3.7 CLWT-200专用数据处理仪CLWT-200专用数据处理仪用以完成对地面设备的供电、数据通讯、数据采集等工作。以实现计算机对地面设备的系统控制和数据处理等功能。1.3.8 SXW300远程数据处理器SXW300远程数据处理器主要用来显示测斜仪的实时测量结果，以便让司钻人员了解当前的井眼轨迹情况，及时调控钻井参数，以实现最佳的钻井施工作业。第二章 实验室检查和测试仪器到井场应用前，应在试验室进行检查和测试，以确保仪器的性能可靠，工作正常。发现问题应妥善解决，测试不合格时不能应用于下井测试。2.1 实验室检查a.检查仪器的抗压筒，不能有弯曲、硬损伤、严重的冲蚀、裂纹、砂眼、化学腐蚀等影响仪器性能的损伤；b.检查仪器的两端接插件不能有变形、缺损、化学腐蚀、松动等异常损伤；c.检查仪器两端的密封圈的状态，不能有割裂、剪切、永久的变形等影响密封性能的损坏，预压量不合适也应及时更换；d.检查仪器两端的螺纹、密封圈等部位的高温硅脂，不能有明显的污损变质，否则应进行清洗，并更换相同型号的高温硅脂；e.检查仪器的两端的连接螺纹，不能有影响性能的损伤，否则应及时更换相关部件。2.2 伽马探管测试仪器到井场前，应在实验室对仪器的所用功能进行测试。测试联接方法参见图2.1。试验所用设备：a.伽马探管b.计算机及配套软件c.CLWT-200 专用数据处理仪d.BJ-1 部件检测器e.探管读数线f. I/O线g.地面数据记录仪h.刻度器读数线伽马i.万用表CLWT-200计算机I/O线探管读数线伽马探管图2.12.2.1 连接线测试按附图2.2所示联接测试，所用设备：BJ-1 部件检测器和万用表。a.卸开伽马探管的两端保护冒，按图2.2所示方法进行连线（注意：在连接时不要用力过猛，以防损坏接插件的插针）；BJ-1伽马探管图2.2b.将“电池加载”开关置于中间位置，其它各开关均置于“断开”位置，将万用表置于响铃欧姆档，分别测量1到8个开关对应的上、下测试孔，蜂鸣器应响，且电阻应小于1。否则应查明原因，并进行修复；c.将“电池加载”开关置于中间位置，其他各开关具置于“断开”位置，用万用表的“蜂鸣”档分别测量1到8个测试孔，其互相之间应不连通（蜂鸣器不响），且电阻应大于20M。否则应查明原因，并进行修复。2.2.2 功能测试准备a.按附图2.3将设备与仪器联接好（注意：在联接过程中，不要用力过猛，以防损坏接插件的插针）。所用设备：计算机、CLWT-200 专用数据处理仪、探管读数线、浮筒测试I/O线等；计算机CLWT-200探管读数线I/O线伽马探管图2.3b.开启计算机和CLWT-200 专用数据处理仪电源，运行HLMWD软件。图2.42.2.3 通讯联接测试a.点击主工具栏的“通讯”下的“联接”，仪器联接成功时屏幕上方工具栏的“采样控制”等钮会点亮显示，点击“测试”，并将屏幕显示切换到如图2.4示的“伽马”窗口。联接不成功时，应查看主工具栏的“通讯”下的“选择通讯口”的选择是否正确，选择正确后，重新联接；b.若仍不能成功联接，应请示专业人员查明原因，直到联接成功；c.分别选择主工具栏的“测试与标定”下的“通讯测试”和“故障诊断”，进行测试，成功时应显示如图2.5、2.6所示屏幕界面。否则说明通讯有问题，若重新测试仍有问题，应请示专业人员查明原因，直到测试成功；图2.5图2.62.2.4 伽马探管实时钟测试、校验a. 完成以上测试后，在仪器联接状态下，选择主工具栏的“测试与标定”下的“实时钟测试”，弹出如图2.7所示的窗体，选中“伽马”、“校准时设置井下记录时间起点”，然后点击“读仪器时钟”，注意查看伽马仪器实时钟当前值与计算机的实时钟的差异；图2.7b.点击“校准仪器时钟”，成功后伽马仪器时钟应与“当前时间”相同；c.点击“关闭” 即可关闭“实时钟”窗口。2.2.5 伽马设置测试所有的设置都必须在执行了点击“写入仪器”、“写入PC”、“关闭”后起作用，所以每功能测试的设置后，必须执行点击“写入仪器”、“写入PC”、“关闭”的操作，再进行“采样测试”。a.选择主工具栏中的“伽马”“设置”，仪器屏幕显示如附图2.8所示；图2.8b.“流量控制有效”功能选中时，仪器只在有流量信号时才进行测量，无流量信号时仪器为空闲节电状态。此功能在此可以设置，但不能测试，因为流量开关信号来自方位探管，因此，此功能应在整体联接测试时进行测试。在此不能选择“流量控制有效”；c.选中“测量间隙断电”功能时，仪器进行间歇的测量，以节省电池电力。但为了在正常钻速时得到较多的测量数据，不推荐选择该功能。当选择此功能后，同时应选择合适的“传伽器预热时间”、“传感器测量时间”和“传感器空闲时间”值。设置完成后，点击“写入仪器”、“写入PC”、“关闭”，然后选中工具栏的“采样测试”，仪器应能按设置的参数进行间歇的进行测量，并在屏幕上显示间隙测量的数据；d.当选中“使用绝对延时”时，仪器的延时测量为设置的“延迟定时日期”、“延迟定时（分）”，否则使用相对延时，应分别进行测试。注意观察执行“采样测试”测试时不同设置的测量记录时间标签的不同；e.当选中“井下数据存储”时，仪器能进行实时测量数据的存储.否则，仪器不进行实时测量数据的存储。推荐仪器下井测量时选中“井下数据存储”。验证仪器“井下数据存储”功能，可以通过读取“采样测试”测量数据后的时钟标签证实。参见读取伽马测量存储数据测试相关部分内容；f.“伽马设置”中的“泥浆附加计数”的设置，是考虑到若泥浆中含有放射性物质（如：KCl等）时，泥浆中会有较高的附加计数，这时应通过该参数的设置进行补偿掉它的影响。泥浆附加的计数测试，只要是注意设置了该项某一值后，测量记录的API值会有所减少即可得到验证；g.“伽马设置”中的“与钻头相距（m）”参数，是用来补偿实际测点的深度值，该功能在此设置，但不能在此测试。请参考整体联接测试相关部分；h. “伽马设置”中的“环境补偿系数”是用来补偿由于测量井眼条件的变化给测量带来的影响，井眼参数设置应点击“查表”按钮弹出的列表菜单表中选择，参见图2.9所示。当实际的井眼参数不能完全对应时，应查找最接近的参数替代。图2.9设置后的效果可以由“采样测试”的数据记录表中API数值和曲线得到验证；i.“伽马设置”中的“清除”是清除仪器原有测量记录，为即将进行的测量准备最大的存储空间，清除成功后。立即执行“读取伽马测量存储数据测试”时，应提示“无测量数据”。参看“读取伽马测量存储数据测试”部分的相关内容。2.2.7伽马功能测试a.执行完以上测试后，采用“传感器测量时间”为12秒、连续测量设置参数，执行工具栏的“采样测试”功能；b.对试验现场的本底进行测试时，其测量值应较稳定，计数值波动应不大于10%。轻轻振动仪器，其计数值不能有明显的变动；d.将刻度器靠近仪器的传感器的测量点时，如图2.10所示位置，仪器的测量值应有明显的增大。当相对静止时，仪器的测量值应相对稳定，计数值波动应不大于10%。其测量值应为测量现场的本底测量API值刻度器的API值之和，误差不大于10%。550测量点图2.102.2.8 读取伽马测量仪中存储的测量数据测试完成以上操作后，选择主工具栏中的“伽马读伽马存储器”，参见图2.11所示。该数据还可以存储到地面计算机的数据库中，操作方法：在主菜单“伽马”下的“保存测量数据”即可。图2.112.3 伽马探管刻度仪器的标定也称为刻度，即将仪器的计量单位统一为自然伽马放射线强度通用单位API。一般应在试验室中由专业人员进行操作。a.按2.2.3的方法进行仪器的连接；b.在室温()且距待标定仪器方圆3米距离的范围无过强的放射性物质的环境中，将仪器（包括伽马探管、工装接口箱、计算机等设备）联接好，并将伽马测试短节预热30分钟后，按程序中的伽马标定功能进行标定操作，在低计数测量时应将刻度器置于远离待标定伽马测试短节3米以外，采样时间应不短于60秒，测量时间10分钟，在进行高计数测量时，应将刻度器置于伽马测试短节抗压筒的晶体中心位置（48R 伽马的晶体中心位置为距六孔四针端550 mm处(去掉保护帽，含内螺纹部分)）。同样，采样时间应不短于60秒，测量时间10分钟，其它步骤按软件提示进行操作。参见图2.12。在第6步“输入参数” “高低放差”值即刻度器的真实检测API值；c.要求做好原始记录。并保留相关文档。图2.122.4 伽马测量曲线设置测试伽马测量曲线是以直观方式反映测量值变化，主要为了分析方便。曲线的设置因人而异，因此只要各设置功能正常即可。参见图2.13所示设置界面。图2.13第三章 测前、测后检查和测试3.1 结构检查用目测方式检查仪器接插件、仪器外观、密封件、螺纹等，不能有影响仪器性能的损伤。3.2 整体仪器组装检查将准备下井的仪器进行