高温抗振一体化伽马探测器实现与应用

骆庆锋,周维,崔晓静,李胜,陈辉,岳灿

(1.中国石油集团测井有限公司测井技术研究院,陕西西安710077;2.北京滨松光子技术股份有限公司,河北廊坊065001;3.中国石油集团测井有限公司吐哈分公司,新疆鄯善838202)

0 引 言

方位伽马测井仪是钻井行业普遍应用的一种随钻测井仪器,仪器能够直观获取丰富多样的地层信息,通过井周三维成像更加有效地指导钻井施工,是大斜度井/水平井开发“提速提效”的利器。作为该技术的核心组件“一体化伽马探测器”,其性能尤为重要[1-5]。由于石油蕴藏地层深处,随钻测井仪器的工作环境相对恶劣,井下温度可达200 ℃,且随着钻头向地层钻进会伴有较强的振动和冲击[6-7]。因此,随钻测井仪器对其组件要求极高。多年来这类随钻一体化伽马探测器一直被国外专业化公司垄断,中国相关技术的发展受限于高端闪烁晶体材料生产和高温封装技术,如何在有限的物理空间获得更高的探测效率,探测器整体可靠性、稳定性等技术指标成为难以突破的瓶颈。

本文创新设计了晶体及光电倍增管等核心部件结构,采用钎焊熔封、柔性和刚性结合的减振、升压斩波电路等技术,研制了国产一体化伽马探测器,实现批量生产和规模化推广。实际应用表明产品整体技术指标与国外同类产品水平相当,能够满足现场施工需求。

1 产品设计及实现

1.1 总体设计

本文所述的一体化探测器由高温NaI(TI)闪烁晶体、高温光电倍增管封装品、高温高压电源和信号处理电路以及外壳部件组成,通过输入18～48 V的宽电压范围进行供电,产品进行伽马射线强度测量,输出+5 V的TTL数字电平。……