[发明专利]利用基于钻头的伽玛射线传感器估计工具倾斜的装置与方法

权利要求书

1.一种钻头，包括：

纵轴；及

多个伽玛射线传感器，间隔开地设置在所述钻头中与所述纵轴成一个角度的公共平面内，其中每个伽玛射线传感器被配置成在钻取井筒的过程中检测来自地层的伽玛射线并且提供代表所检测到的伽玛射线的信号，以用于在钻取井筒的过程中估计所述钻头相对于所述纵轴的倾斜。

2.如权利要求1所述的钻头，其中所述钻头包括锥体，并且其中所述多个伽玛射线传感器中的第一伽玛射线传感器靠近所述锥体的中心设置，第二伽玛射线传感器设置在锥体的第一侧上，而第三伽玛射线传感器设置在锥体的第二侧上。

3.如权利要求2所述的钻头，其中所述第一伽玛射线传感器、所述第二伽玛射线传感器和所述第三伽玛射线传感器在所述公共平面内基本上沿着一条直线。

4.如权利要求1所述的钻头，其中所述角度基本上与所述钻头的纵轴垂直。

5.如权利要求1所述的钻头，还包括所述钻头中的电路，所述电路配置成至少部分地处理来自所述多个伽玛射线传感器的信号，以估计所述钻头相对于所述纵轴的倾斜。

6.如权利要求5所述的钻头，其中所述电路根据所述多个伽玛射线传感器中的每个伽玛射线传感器的信号确定计数率并且把这样确定的计数率与所述电路可以访问的校准数据进行比较，来确定所述钻头的倾斜。

7.如权利要求2所述的钻头，其中所述电路设置在所述钻头的颈部中的凹部中，并且电路相对于外部环境密封。

8.如权利要求1所述的钻头，其中所述电路包括处理器，所述处理器配置成至少部分地处理来自所述多个伽玛射线传感器的信号，以确定所述钻头的倾斜，从而估计倾斜。

9.一种用于在地层中钻取井筒的装置，包括：

钻头，具有锥体和纵轴；

至少两个伽玛射线传感器，间隔开地设置在所述钻头的锥体中与所述纵轴成一个角度的平面内，其中每个伽玛射线传感器被配置成在钻取井筒的过程中检测来自该传感器前面的地层的伽玛射线并且提供与所检测到的伽玛射线对应的信号；以及

电路，配置成处理来自所述至少两个伽玛射线传感器的信号，以便估计所述钻头相对于所述纵轴的倾斜。

10.如权利要求9所述的装置，其中所述伽玛射线传感器中的至少一个基本上设置在所述锥体的中心。

11.如权利要求9所述的装置，其中所述至少两个伽玛射线传感器在基本上与所述纵轴垂直的公共平面内。

12.如权利要求9所述的装置，其中所述电路配置成通过将从来自所述至少两个伽玛射线传感器的信号推导出的信息与提供给该电路的倾斜校准数据相关联来估计倾斜。

13.如权利要求9所述的装置，其中所述电路密封地设置在所述钻头的颈部中的凹部中。

14.如权利要求9所述的装置，还包括附接到所述钻头的钻具组件。

15.如权利要求14所述的装置，其中所述电路包括处理器，所述处理器配置成处理来自所述至少两个伽玛射线传感器的测量结果以便估计倾斜。

16.一种钻取井筒的方法，包括：

利用钻头在地层中钻取井筒，在所述钻头中具有多个伽玛射线传感器；

从所述多个伽玛射线传感器中的每一个获得与来自地层的伽玛射线的检测相关的测量结果；以及

利用来自所述多个伽玛射线传感器的测量结果估计所述钻头的倾斜。

17.如权利要求16所述的方法，还包括至少部分地基于所估计的倾斜来更改钻井参数。

18.如权利要求16所述的方法，其中估计倾斜包括将来自所述多个伽玛射线传感器的测量结果与针对所述钻头预先定义的校准数据相关联。

19.一种设置钻头用于在钻取井筒的过程中确定所述钻头倾斜的方法，包括：

提供具有锥体和纵轴的钻头；以及

在与所述纵轴成一个选定角度的公共平面内在所述锥体中设置多个伽玛射线传感器，其中每个伽玛射线传感器被配置成在钻取井筒的过程中检测来自地层的伽玛射线并且提供代表所检测到的伽玛射线的信号，用于在钻取井筒的过程中估计所述钻头相对于所述纵轴的倾斜。