石油測(cè)井是石油開采過程中用于判斷油層位置、油層儲(chǔ)量的基本方法,通常采用伽馬測(cè)井等手段,通過地層密度、放射性物質(zhì)含量、放射性物質(zhì)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(cè)過程中有沖擊振動(dòng)等因素的影響;因此石油測(cè)井對(duì)探測(cè)器有著高溫壽命、抗振等特別的要求。
一,嚴(yán)格的生產(chǎn)與質(zhì)檢,確保產(chǎn)品穩(wěn)定
嚴(yán)格的生產(chǎn)控制是產(chǎn)品在嚴(yán)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(gè)大步驟在濱松都有著嚴(yán)格的過程控制和檢測(cè)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(huì)需要在精心設(shè)計(jì)的生產(chǎn)和檢測(cè)線上耗費(fèi)幾周的時(shí)間。
而質(zhì)檢環(huán)節(jié)則是產(chǎn)品在嚴(yán)苛環(huán)境下穩(wěn)定工作的第二重保障。而在對(duì)待不良品的態(tài)度上,濱松不僅會(huì)進(jìn)行退貨更換,而且一定會(huì)進(jìn)行嚴(yán)格的分析并出具報(bào)告說明原因。此外,濱松對(duì)上游供應(yīng)商也有著及其嚴(yán)格的監(jiān)管程序,對(duì)供應(yīng)商的更換甚至需要長(zhǎng)達(dá)2-3年的考察期——濱松相信,嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的公司文化,配合流程上的精密設(shè)計(jì)與控制,才是產(chǎn)品質(zhì)量常青的堅(jiān)實(shí)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(shí)間依然可以達(dá)到1000小時(shí)。
(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(duì)于一體化探測(cè)器的整體壽命也不可或缺。濱松一體化探測(cè)器中的高壓電源模塊在175℃下連續(xù)工作1000小時(shí)的輸出高壓變化甚至能控制在0.3%以內(nèi)。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(shí)內(nèi)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(duì)石油測(cè)井探測(cè)器的質(zhì)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(huì)光電倍增管會(huì)針對(duì)175℃和200℃的產(chǎn)品做溫度六次循環(huán)實(shí)驗(yàn)。
高溫穩(wěn)定性測(cè)試曲線
2,振動(dòng)沖擊穩(wěn)定性
針對(duì)隨鉆應(yīng)用中強(qiáng)烈沖擊和振動(dòng)的實(shí)際情況,濱松專門研發(fā)了耐沖擊和耐振動(dòng)的高溫PMT系列以及一體化探測(cè)器,至少可以承受 20-30g的隨機(jī)振動(dòng);其中采用新型陶瓷結(jié)構(gòu)的R8874-01高溫PMT甚至可以承受50g的隨機(jī)振動(dòng)和1000g的沖擊。
以一體化探測(cè)器為例,將其置于175℃環(huán)境條件下進(jìn)行連續(xù)振動(dòng)測(cè)試,X軸和Z軸分別振動(dòng)4h,濱松會(huì)監(jiān)測(cè)其中三項(xiàng)指標(biāo)變化情況來衡量探測(cè)器性的能穩(wěn)定性——只有振動(dòng)誘導(dǎo)的輸出幅度變化≤5%,振動(dòng)誘導(dǎo)的能量分辨率變化:≤2%且振動(dòng)誘導(dǎo)的計(jì)數(shù)率變化≤10s(下圖為CH375-03隨鉆方位γ測(cè)井的實(shí)測(cè)計(jì)數(shù)率變化數(shù)據(jù)),才被認(rèn)為是合格品予以通過。
CH375-03一體化探測(cè)器隨鉆方位γ測(cè)井的實(shí)測(cè)計(jì)數(shù)率變化數(shù)據(jù)
二,需求快速響應(yīng),支持定制服務(wù)
1,需求快速響應(yīng)
為了提升客戶體驗(yàn),除了不懈追求更出色更穩(wěn)定的產(chǎn)品;濱松還尤其關(guān)注售前定制服務(wù)與售后技術(shù)服務(wù)的響應(yīng)速度;并自80年代末就在國(guó)內(nèi)設(shè)立了生產(chǎn)基地與技術(shù)團(tuán)隊(duì)——所有的一切都是為了用戶的優(yōu)質(zhì)體驗(yàn)。
2,支持定制服務(wù)
在多年與世界各地石油測(cè)井客戶的持續(xù)接觸中,不斷地傾聽客戶反饋賦予了當(dāng)代濱松豐富的定制設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),配合尖端的技術(shù)能力, 濱松有能力針對(duì)各式各樣具體的需求提供產(chǎn)品的定制服務(wù)。
三,濱松光電探測(cè)器石油測(cè)井產(chǎn)品線
作為深耕光電探測(cè)器60余年的技術(shù)型企業(yè),濱松在石油測(cè)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(cè)器;從自然伽馬測(cè)井,密度測(cè)井,能譜測(cè)井,濱松在技術(shù)上不斷追求著巔峰,也逐步形成了應(yīng)用廣泛的多類標(biāo)準(zhǔn)品。
高溫PMT是石油伽馬測(cè)井的核心部件。濱松不僅通過特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(yīng)用 ** 適合于隨鉆應(yīng)用且可以承受50g的隨機(jī)振動(dòng)和1000g的沖擊)
而在長(zhǎng)期與全球石油測(cè)井客戶的交流合作中,濱松對(duì)于相關(guān)各類應(yīng)用逐步形成了深刻的理解,并在此基礎(chǔ)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(cè)井中,高溫閃爍晶體負(fù)責(zé)將γ射線轉(zhuǎn)化為高溫PMT所能夠直接探測(cè)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(shù),大幅提升了NaI(TI)晶體的抗冷熱沖擊及抗機(jī)械振動(dòng)性能,使其在石油測(cè)井實(shí)際工作環(huán)境下能夠長(zhǎng)時(shí)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(yīng)用的不同,主要有采用不銹鋼外殼、光學(xué)玻璃窗口的常規(guī)應(yīng)用晶體CJ362系列(如常規(guī)γ計(jì)數(shù)和巖性密度等應(yīng)用)和CJ462系列(如射孔測(cè)井等應(yīng)用);以及采用鈦合金外殼、藍(lán)寶石窗口的隨鉆應(yīng)用晶體CJ363系列(如隨鉆γ計(jì)數(shù)、隨鉆方位和隨鉆密度等應(yīng)用)。
將封裝之后的高溫光電倍增管、閃爍體、電路進(jìn)行集成,即為一體化探測(cè)器。
一體化探測(cè)器系列 | ||
應(yīng)用 | 隨鉆 | 常規(guī) |
自然γ計(jì)數(shù) | CH360 | CH371 |
自然γ能譜 | CH379 | |
密度/巖性密度測(cè)井 | CH357 | CH369 |
方位γ測(cè)井 | CH375 |
“小型化”是測(cè)井儀器的發(fā)展方向,因此留給探測(cè)器的安裝空間是有限的;但是閃爍體體積越大整個(gè)一體化探測(cè)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(cè)器的緊湊設(shè)計(jì)上潛心鉆研,通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與各環(huán)節(jié)先進(jìn)的加工技術(shù),在保證力學(xué)性能的前提下,實(shí)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。