石油測井是石油開采過程中用于判斷油層位置、油層儲量的基本方法,通常采用伽馬測井等手段,通過地層密度、放射性物質含量、放射性物質種類分布等數(shù)據(jù)來獲得地層信息。油層位置往往分布在地下幾千米的位置,溫度較高(150℃以上高溫),且探測過程中有沖擊振動等因素的影響;因此石油測井對探測器有著高溫壽命、抗振等特別的要求。
一,嚴格的生產(chǎn)與質檢,確保產(chǎn)品穩(wěn)定
嚴格的生產(chǎn)控制是產(chǎn)品在嚴苛環(huán)境下穩(wěn)定工作的第一重保障。以高溫光電倍增管為例,其生產(chǎn)所要經(jīng)過的9個大步驟在濱松都有著嚴格的過程控制和檢測環(huán)節(jié)。所以一只高溫光電倍增管從元器件開始到成品入庫,會需要在精心設計的生產(chǎn)和檢測線上耗費幾周的時間。
而質檢環(huán)節(jié)則是產(chǎn)品在嚴苛環(huán)境下穩(wěn)定工作的第二重保障。而在對待不良品的態(tài)度上,濱松不僅會進行退貨更換,而且一定會進行嚴格的分析并出具報告說明原因。此外,濱松對上游供應商也有著及其嚴格的監(jiān)管程序,對供應商的更換甚至需要長達2-3年的考察期——濱松相信,嚴謹求實的公司文化,配合流程上的精密設計與控制,才是產(chǎn)品質量常青的堅實保障。
1,高溫穩(wěn)定性
無論是光電倍增管、閃爍晶體還是高壓電源,濱松產(chǎn)品都具有業(yè)界首屈一指的高溫穩(wěn)定性。以R1288AH光電倍增管為例,其在常用的175℃,壽命比常規(guī)產(chǎn)品可以提高6倍;甚至在200℃的情況下,R1288AH輸出脈沖下降50%的時間依然可以達到1000小時。
(左)濱松NaI(TI)閃爍體的高溫工作壽命曲線;(右)濱松高溫光電倍增管工作壽命曲線。
除了高溫PMT,閃爍體和高壓電源在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定工作對于一體化探測器的整體壽命也不可或缺。濱松一體化探測器中的高壓電源模塊在175℃下連續(xù)工作1000小時的輸出高壓變化甚至能控制在0.3%以內。上圖左為濱松NaI(TI)閃爍體的高溫工作壽命曲線??梢钥闯鲈?75℃的溫度下,1000小時內光輸出和能量分辨率都能夠保持穩(wěn)定。
濱松有著專門針對石油測井探測器的質量管理體系與流程,其中,為了保障產(chǎn)品的高溫穩(wěn)定性,濱松會光電倍增管會針對175℃和200℃的產(chǎn)品做溫度六次循環(huán)實驗。
高溫穩(wěn)定性測試曲線
2,振動沖擊穩(wěn)定性
針對隨鉆應用中強烈沖擊和振動的實際情況,濱松專門研發(fā)了耐沖擊和耐振動的高溫PMT系列以及一體化探測器,至少可以承受 20-30g的隨機振動;其中采用新型陶瓷結構的R8874-01高溫PMT甚至可以承受50g的隨機振動和1000g的沖擊。
以一體化探測器為例,將其置于175℃環(huán)境條件下進行連續(xù)振動測試,X軸和Z軸分別振動4h,濱松會監(jiān)測其中三項指標變化情況來衡量探測器性的能穩(wěn)定性——只有振動誘導的輸出幅度變化≤5%,振動誘導的能量分辨率變化:≤2%且振動誘導的計數(shù)率變化≤10s(下圖為CH375-03隨鉆方位γ測井的實測計數(shù)率變化數(shù)據(jù)),才被認為是合格品予以通過。
CH375-03一體化探測器隨鉆方位γ測井的實測計數(shù)率變化數(shù)據(jù)
二,需求快速響應,支持定制服務
1,需求快速響應
為了提升客戶體驗,除了不懈追求更出色更穩(wěn)定的產(chǎn)品;濱松還尤其關注售前定制服務與售后技術服務的響應速度;并自80年代末就在國內設立了生產(chǎn)基地與技術團隊——所有的一切都是為了用戶的優(yōu)質體驗。
2,支持定制服務
在多年與世界各地石油測井客戶的持續(xù)接觸中,不斷地傾聽客戶反饋賦予了當代濱松豐富的定制設計經(jīng)驗,配合尖端的技術能力, 濱松有能力針對各式各樣具體的需求提供產(chǎn)品的定制服務。
三,濱松光電探測器石油測井產(chǎn)品線
作為深耕光電探測器60余年的技術型企業(yè),濱松在石油測井中業(yè)已形成了完整的產(chǎn)品線。從高溫閃爍晶體,高溫PMT(光電倍增管)到一體化探測器;從自然伽馬測井,密度測井,能譜測井,濱松在技術上不斷追求著巔峰,也逐步形成了應用廣泛的多類標準品。
高溫PMT是石油伽馬測井的核心部件。濱松不僅通過特殊結構設計大大的提高了光電倍增管的抗沖擊性能,還通過特殊材料提高了其耐高溫性能,即使在200℃環(huán)境溫度下也能穩(wěn)定工作。
直徑 | 最高溫度 | 裸管 | 管基 | 封裝 |
Φ13mm (1/2”) | 175℃ | R4177 | R4177-01 | R4177-27 |
Φ19mm (3/4”) | 175℃ | R3991A | R3991A-31*, -27, -07 | |
200℃ | R3991AH | R3991AH-31*, -27, -07 | ||
Φ25mm (1”) | 175℃ | R1288A | R1288-01 | R1288A-31*, -27, -07 |
200℃ | R1288AH | R1288AH-31*, -27, -07 | ||
Φ28mm (1-1/8”) | 175℃ | R6877A | R6877-01 | R6877AH-31*, -27,-07 |
Φ38mm (1-1/2”) | 175℃ | R9722A | R9722-01 | R9722A-27 |
Φ51mm (2”) | 175℃ | R4607A-01 | R4607A-27 | |
Φ19mm (3/4”) | 175℃ | R8874-01 ** | ||
Φ25mm (1”) | 175℃ | R5473-02 ** |
(* 適合于隨鉆應用 ** 適合于隨鉆應用且可以承受50g的隨機振動和1000g的沖擊)
而在長期與全球石油測井客戶的交流合作中,濱松對于相關各類應用逐步形成了深刻的理解,并在此基礎上形成了完整的高溫光電倍增管產(chǎn)品線。
2,高溫閃爍晶體
在石油γ測井中,高溫閃爍晶體負責將γ射線轉化為高溫PMT所能夠直接探測的光子。NaI(TI)為目前最主要的高溫閃爍晶體材料。濱松采用熱鍛技術,大幅提升了NaI(TI)晶體的抗冷熱沖擊及抗機械振動性能,使其在石油測井實際工作環(huán)境下能夠長時間地穩(wěn)定工作。
高溫閃爍晶體系列 | |
隨鉆 | 常規(guī) |
CJ363 | CJ362 |
CJ462 |
濱松主要提供已封裝的高溫閃爍晶體產(chǎn)品,根據(jù)應用的不同,主要有采用不銹鋼外殼、光學玻璃窗口的常規(guī)應用晶體CJ362系列(如常規(guī)γ計數(shù)和巖性密度等應用)和CJ462系列(如射孔測井等應用);以及采用鈦合金外殼、藍寶石窗口的隨鉆應用晶體CJ363系列(如隨鉆γ計數(shù)、隨鉆方位和隨鉆密度等應用)。
3,一體化探測器
將封裝之后的高溫光電倍增管、閃爍體、電路進行集成,即為一體化探測器。
一體化探測器系列 | ||
應用 | 隨鉆 | 常規(guī) |
自然γ計數(shù) | CH360 | CH371 |
自然γ能譜 | CH379 | |
密度/巖性密度測井 | CH357 | CH369 |
方位γ測井 | CH375 |
“小型化”是測井儀器的發(fā)展方向,因此留給探測器的安裝空間是有限的;但是閃爍體體積越大整個一體化探測器才越靈敏。為了解決體積與靈敏度的矛盾,濱松在一體化探測器的緊湊設計上潛心鉆研,通過合理的結構設計與各環(huán)節(jié)先進的加工技術,在保證力學性能的前提下,實現(xiàn)了“薄皮大餡”——在相同外形尺寸下的閃爍晶體體積最大化。