钻孔深度测量仪在方位伽马测井中的应用
钻探测井仪器在地下井筒结构监测与维护中的应用
钻探测井仪器在地下井筒结构监测与维护中的应用地下井筒结构是石油、天然气等资源勘探开发中不可或缺的重要设施。
为了确保井筒结构的安全运行，钻探测井仪器被广泛应用于地下井筒结构的监测与维护中。
本文将探讨钻探测井仪器在地下井筒结构中的应用，并介绍其在井筒监测、裂缝控制、固井质量评估等方面的作用。
钻探测井仪器在地下井筒结构监测中的应用可以追溯到上世纪70年代，在技术和设备的不断更新换代中，其应用也得到了显著的提升。
目前，钻探测井仪器主要包括测量井眼内外径、井壁强度、测井电缆的舒张程度、腐蚀情况等技术装备。
以下将分别从井筒监测、裂缝控制和固井质量评估三个方面，详细介绍地下井筒结构中钻探测井仪器的应用。
首先，井筒监测是钻探测井仪器的主要应用之一。
通过测量井筒内外径和井壁强度等参数，可以判断井筒结构的健康状况，并及时发现异常情况。
钻探测井仪器能够通过高精度的传感器测量井内外径，利用实时数据分析软件监测井筒的变形情况，并将数据通过网络传输到数据中心，实现远程监控。
这种井筒监测方式能够帮助工作人员及时发现井筒变形，确保井筒结构的安全稳定运行。
其次，裂缝控制也是钻探测井仪器的重要应用领域。
地下井筒结构容易出现裂缝，这些裂缝会对井筒的强度和密封性产生不利影响。
通过钻探测井仪器的应用，可以监测裂缝的发展情况，并对裂缝进行精确定位。
一旦发现裂缝，可以通过合适的方法进行修复，强化井筒结构的稳定性和密封性，避免资源泄露和井筒崩塌等安全事故的发生。
最后，钻探测井仪器在固井质量评估方面也发挥着重要作用。
固井是保证井筒结构强度和密封性的关键环节，而固井质量的评估对于确保井筒的长期稳定性至关重要。
钻探测井仪器可以通过实时监测固井过程中的压力、温度等参数，并利用先进的数据分析算法评估固井质量。
同时，在固井完毕后，仪器还可以监测固井后井筒的变形情况，并及早发现异常状况，采取相应的措施进行修复，以确保固井质量达到设计要求。
综上所述，钻探测井仪器在地下井筒结构监测与维护中起着至关重要的作用。
近钻头伽马高精度实时成像技术研究与应用
◄测井录井►doi:10.11911/syztjs.2021022引用格式：李继博，钱德儒，郑奕挺，等. 近钻头伽马高精度实时成像技术研究与应用[J]. 石油钻探技术，2021, 49（3）：135-141.LI Jibo ， QIAN Deru ， ZHENG Yiting ，et al. Research and application of high-precision real-time imaging technology with near-bit gamma [J].Petroleum Drilling Techniques ，2021, 49（3）：135-141.近钻头伽马高精度实时成像技术研究与应用李继博1,2， 钱德儒1,2， 郑奕挺1,2， 张 卫1,2， 吴金平1,2（1. 页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室，北京 102206；2. 中国石化石油工程技术研究院，北京 102206）摘 要: 常规随钻测量工具的测点离钻头较远，无法及时准确判断钻头处的地层岩性和倾角，储层钻遇率较低，也不满足储层精确描述的要求。
为此，研究了高转速条件下地层伽马射线动态扫描成像技术，以及时判断滑动和复合钻进状态下的地层岩性；研究了地层倾角的计算方法，实现了钻头处地层倾角的准确计算。
研究认为，近钻头伽马高精度实时成像技术可以实时测量近钻头伽马、动态井斜角、温度及转速等参数，并进行成像，为实现钻头在储层内的精确控制提供数据。
现场应用显示，该技术可以满足地质导向钻井对测量数据的需求，通过对所钻储层的精确描述及时调整钻井轨迹，从而提高优质储层钻遇率。
研究结果表明，基于国产化近钻头伽马成像工具的地质导向钻井技术在薄油层、倾角变化快地层等具有较好的推广应用价值。
关键词: 地质导向；近钻头；成像测井；方位伽马；跨螺杆传输；伽马测井中图分类号: P631.8 文献标志码: A 文章编号: 1001–0890（2021）03–0135–07Research and Application of High-Precision Real-TimeImaging Technology with Near-Bit GammaLI Jibo 1,2, QIAN Deru 1,2, ZHENG Yiting 1,2, ZHANG Wei 1,2, WU Jinping1,2(1. State Key Laboratory of Shale Oil and Gas Enrichment Mechanisms and Effective Development, Beijing, 102206, China ;2. Sinopec Research Institute of Petroleum Engineering, Beijing, 102206, China )Abstract: The measurement point of the conventional MWD tool is far distant from the bit, and the lithology and dip angle of the formation around the bit cannot be accurately judged in time. This result in a low success rate for drilling formation and a failure to meet the requirements of accurate reservoir description. Therefore, a gamma-ray dynamic formation scanning imaging technology under high-speed conditions, which can realize real-time judgement of the formation lithology under sliding and compound drilling conditions, was studied. In addition, the calculation method realizing the accurate calculation of formation dip angle at the bit was also studied. The high-precision real-time imaging technology with near-bit gamma can image and measure the parameters of near-bit gamma, dynamic well deviation, temperature, and rotation speed in real time, and provide data source for the accurate control of the bit in reservoirs. The field application shows that this technology could meet the needs of geosteering drilling for measurement data, and timely adjust the drilling trajectory through the accurate description of the drilled formation,thus improving the drilling ratio of high-quality reservoirs. The result suggests that the geosteering drilling technology based on domestic near-bit gamma imaging tools deserves wide applications in drilling thin oil layers and those formations with quick dip changes.Key words: geosteering; near-bit; imaging logging; azimuthal gamma; trans-screw signal transmission; gamma logging随着国内外油气勘探开发进入中后期，新探明储量大多处于边缘地区，储层含量少、分散、超薄，复杂的油藏地质结构使勘探开发难度大幅增加，对井眼轨迹控制精度的要求也越来越高[1]。
伽马磁定位仪在注水井作业中的应用
伽马磁定位仪在注水井作业中的应用郭达成【摘要】伽马磁定位仪是新兴的井下工具校深仪器。
通过对注水井磁定位原理的介绍，伽马磁定位仪技术与传统方法的对比，表明伽马定位具有施工简单、信号干扰小、测试的磁定位曲线清晰、形态好等优点。
将伽马磁定位仪技术应用于实际生产也进一步验证其定位更加准确。
【期刊名称】《长江大学学报（自然版）理工卷》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】3页(P188-190)【关键词】磁定位;电磁感应;伽马校深【作者】郭达成【作者单位】中石油大庆油田有限责任公司第五采油厂，黑龙江大庆 163513【正文语种】中文【中图分类】TE257近几年的油田开发调整加大了注水井细分调整的力度，注水井层段数增多，隔层厚度减少。
为了保证分层注水井的作业质量严格按照方案进行执行，中石油大庆油田第五采油厂加强了作业注水井的磁定位工作。
为解决测试井下工具深度问题，大庆油田第五采油厂引用了一种利用现有装备试井车情况下，易于实施、测试质量高的井下工具校深仪器－伽马磁定位仪。
与传统的井下工具校深方法对比，伽马磁定位仪在需增设备、施工方式、测试效果、校深方式及对电缆要求等方面表现出明显优势；而且该技术曲线更清晰，还能减少工作量，提高工人操作的安全性，能更好的满足现场使用需求。
1 注水井磁定位现状该厂在注水井磁定位方面，以往的标准是在细分调整、试配作业过程中，若有小于2m的隔层卡段或新增隔层，施工时必须进行磁定位测试；对于需要更换油管的重配作业井，若有小于1.5m的隔层卡段，需要进行磁定位测试。
从近2年该厂注水井磁定位情况看出随着作业井最小隔层厚度的减小，一次成功率逐渐下降。
为了保证每口作业注水井都达到方案要求，2013年以后对所有注水井作业工具释放前后均进行磁定位的措施。
2 伽马磁定位仪技术与传统方法的对比传统方法通过电缆记号检校井下工具深度，需要的设备有以下5项：井下磁定位仪、地面仪器、记号器、马丁代克深度计量设备及击（消）磁设备及配套设备。
ute方位伽马近钻头测量系统原理及现场应用
一、导论1.1 伽马测量系统的背景和意义1.2 本文的研究意义和目的二、伽马近钻头测量系统的原理2.1 伽马射线的产生和特性2.2 伽马探测器的结构和工作原理2.3 测量系统的数据处理流程三、伽马近钻头测量系统的核心技术3.1 高精度伽马射线探测技术3.2 数据传输与处理技术3.3 数据可视化与分析技术四、伽马近钻头测量系统的应用案例分析4.1 在地质勘探中的应用4.2 在石油钻探中的应用4.3 在核设施监测中的应用4.4 在环境监测中的应用五、现场操作及安全保障措施5.1 传感器的设置与校准5.2 数据采集与处理流程5.3 安全防护知识与操作规范六、总结与展望6.1 现有伽马测量技术的局限性6.2 未来发展方向和应用前景【正文】一、导论1.1 伽马测量系统的背景和意义伽马射线是一种高能量的电磁辐射，它可以穿透物质穿过，在不破坏物质结构的情况下进行探测。
伽马测量系统是利用伽马射线进行测量和探测的一种系统，具有广泛的应用价值。
在地质勘探、石油钻探、核设施监测、环境监测等领域，伽马测量系统都发挥着重要作用。
1.2 本文的研究意义和目的本文旨在探讨伽马近钻头测量系统的原理和应用，深入分析其核心技术，并结合实际案例进行分析，以期为相关领域的专业技术人员提供参考和借鉴。
通过对伽马测量系统的研究和分析，对其未来发展方向进行展望，积极推动该技术的应用和发展。
二、伽马近钻头测量系统的原理2.1 伽马射线的产生和特性伽马射线是一种高能量的电磁波，通常由放射性核素的衰变产生。
伽马射线具有很强的穿透能力，可以穿透大部分物质，因此在地下勘探和测量中具有重要意义。
2.2 伽马探测器的结构和工作原理伽马探测器是测量系统的核心部件，其主要作用是接收并探测伽马射线。
伽马探测器通常由感应元件、信号放大器、数据转换器等部分组成。
当伽马射线入射到探测器时，感应元件会产生电荷信号，经过信号放大器放大后，再经过数据转换器转换成数字信号，供计算机进行处理和分析。
近钻头地质导向钻井技术在某井的实际应用
近钻头地质导向钻井技术在某井的实际应用
近钻头地质导向钻井技术是一种利用测井工具和导向工具实时采集井壁测量数据，结
合电脑数据处理技术，对井身的地质构造及目标层位置进行准确定位，以实现垂直钻井、
定向钻井和复杂井型钻井等多种工况下的精确导向钻井技术。
该技术具有导向钻井速度快、操作简单、钻井精确、风险低的特点。
该技术的实际应用案例是某一钻井工程中，钻井难度较大，地层复杂，存在敏感层和
目标层，且需要在限定的地层厚度内完成沉积层的钻井作业，并保持井眼轨迹的控制精
度。
在该钻井工程中，通过在钻具上安装测井仪，能够实时采集钻具所经过地层的测井数据，包括地层的电阻率、自然伽马辐射等各项指标。
这些指标可以为后续的地层分析提供
重要的依据。
通过在钻井井底安装一个导向工具，以及在钻完饱和井段之后进行一次固定的测井操作，可以利用导向工具采集的方位角和倾角数据，根据测井仪所得到的地层数据，利用精
确的电脑数据处理技术，实时计算井眼轨迹的位置、方向和趋势，从而精确定位井眼。
通过将测井数据和导向数据进行分析和综合处理，可以对地层结构进行进一步的分析
和解释，确定井眼位置，并为后续的钻井作业提供操作指导。
在实际钻井作业中，导向钻具还可以配备旋进传感器，实时监测井曲率、井径变化以
及钻头位置等参数，以判断井眼进展情况，并及时调整钻控参数，以保持井眼的控制精
度。
近钻头地质导向钻井技术在该钻井工程中的应用，通过实时采集地层测量数据和导向
数据，并结合精确的电脑数据处理技术，实现井眼轨迹的精确定位，提高了钻井作业的效
率和精度。
该技术还可以有效降低钻井事故和地质灾害的风险，提高钻井的安全性。
随钻方位自然伽马成像测井在地质导向中的应用
随钻方位自然伽马成像测井在地质导向中的应用李安宗;骆庆锋;李留;范宇翔;宋森;王珺【摘要】Due to the geosteering w hich based on the real-time measurement of geological and engineering parameters in the drilling process guides the drilling direction ,so the drill bit may drill in the production layer as much as possible . Azimuth gamma ray imaging logging while drilling technology is measured with several gamma sensors ,in which azimuth measurement data can be uploaded to the ground in real time for geosteering .The modeling software of geosteering is used to analyze response characteristics of azimuth gamma imaging tool in different formations , such as dip formation and fault formation while drilling .In field application ,it can guide the construction of horizontal well and better achieve the purpose of geosteering through real-time analysisof gamma imaging data and other information .%地质导向根据钻井过程中实时测量的地质和工程参数指导钻头钻进方向,使钻头尽可能在产层内钻进.随钻方位自然伽马成像测井仪器利用多个自然伽马传感器,将带有方位信息的测量数据实时上传到地面用于地质导向.利用地质导向建模软件,分析仪器在钻遇倾斜地层、断层、不同倾斜角地层时仪器响应特征,为实时地质导向提供理论依据.现场利用实时随钻方位自然伽马成像测井资料对水平井钻探进行实时追踪,及时判断钻遇地层的边界位置并调整井眼轨迹,结合其他资料指导水平井施工,较好地实现了地质导向目的.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2017(041)006【总页数】5页(P713-717)【关键词】随钻方位自然伽马成像测井;地质导向;水平井;响应特征;井眼轨迹【作者】李安宗;骆庆锋;李留;范宇翔;宋森;王珺【作者单位】中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安710077;中国石油集团测井有限公司,陕西西安 710077【正文语种】中文【中图分类】P631.840 引言地质导向钻井是根据钻井施工时实时测量的地层信息,判断钻头钻遇的地层,及时调整钻进轨迹。
钻探测井仪器在地下工程勘察与施工监测中的应用
钻探测井仪器在地下工程勘察与施工监测中的应用地下工程在现代建设中扮演着重要角色，如隧道、地铁、水电站等。
为了确保地下工程的安全和施工质量，对地下情况进行准确的勘察和监测至关重要。
钻探测井仪器是一种在勘探过程中广泛应用的工具，它的应用不仅提高了勘察精度，也为施工监测提供了可靠的数据支持。
一、地下工程勘察中钻探测井仪器的应用1. 井下采样仪器地下工程勘察的第一步通常是进行土壤和岩石样品的采集。
钻探测井仪器可以通过井下采样仪器在地下进行取样，从而获取与地下实际情况最为接近的样本。
井下采样仪器能够获取不同深度的土壤和岩石样本，通过对样本进行分析和测试，可以了解地下土壤的物理特性、力学性质和化学成分，为工程设计和施工提供可靠的数据支持。
2. 土壤岩石物理探测仪器为了更全面地了解地下的地质情况，钻探测井仪器还可以搭载各种物理探测仪器，如地震仪、电磁仪等。
这些仪器能够通过不同的物理探测方法，如声波、电磁波等，对地下土壤和岩石进行非破坏性测试。
通过物理探测仪器的应用，可以获取地下的结构和性质相关参数，包括地层深度、比阻、密度等，并根据这些参数对地下情况进行评估和分类。
3. 水文地质勘察仪器钻探测井仪器在地下水文地质勘察中也发挥着重要作用。
地下水是一个重要的工程因素，对工程设计和施工都有着重要影响。
钻探测井仪器搭载了水文地质勘察仪器，可以对地下水文特征进行详细分析和测试，包括水位、水质、渗透率等参数。
通过获取准确的地下水信息，能够为地下工程的建设和运行提供科学的依据，避免水患和渗漏等问题的发生。
二、地下工程施工监测中钻探测井仪器的应用除了在勘察阶段的应用，钻探测井仪器在地下工程施工监测中也发挥着重要作用。
1. 地下位移监测仪器地下工程的施工过程中，地下岩土体的变形和位移是需要关注的重要监测指标。
钻探测井仪器搭载地下位移监测仪器，能够对地下岩土体的变形和位移进行实时监测。
通过监测数据的分析和处理，可以及时发现地下岩土体的变形和位移情况，保证地下工程的施工质量和安全稳定。
矿用钻孔测井分析仪在地质防探水中的应用 张自胜
矿用钻孔测井分析仪在地质防探水中的应用张自胜摘要：地球物理测井技术已广泛应用于地面勘探领域，然而对于煤矿井下钻探而言，由于施工目的多样性、设计特殊性、防爆要求、功耗限制、钻场空间狭小等原因，地面测井的多数技术不适于煤矿井下应用。
目前只自然伽马、钻孔视频、井斜技术对煤矿井下环境适宜度较高。
井下钻孔自然伽玛与视频同步探测系统是基于专利技术研发,专门用于煤矿井下钻孔综合新型采集与分析的新型技术。
它能够一次完成视频、自然伽马、测斜数据采集,并结合软件进行数据的同步分析计算,获取钻孔岩性柱状、钻孔轨迹、钻孔结构等多项成果。
在井巷开拓及按照探放水规程实施超前钻探过程中出现大量的探放水钻孔涌水现象及常规手段较难解释的地质现象。
采用此项新技术的应用对上述现象进行了探测,查明了出水原因及地质异常现象。
关键词：煤矿钻孔；探测；防治水当前矿井生产普遍受到地下水害威胁,钻探作为防治水工作的必要手段,井下施工了大量的地质防探水钻孔。
然而,从当前井下测距技术而言, 这些防探水钻孔一旦发现异常现象, 如钻孔涌水、层位异常等, 往往很难解释其原因。
另外, 由于普遍存在的钻孔孔斜现象,实际施工这些钻孔很难达到国家煤矿防治水规程要求,层位判断更是无从谈起。
如某矿井在井巷开拓及按照探放水规程实施超前钻探过程中出现井巷与钻孔涌水现象,矿井最大涌水量达200m3/h,根据要求必须查明水源,矿井施工由此被迫停止,生产计划受到严重影响。
为查明出水钻孔情况,进而查明矿井涌水原因,采用了“井下钻孔自然伽玛与视频探测系统”这一新型技术对探放水钻孔进行了探测。
该探测系统同时了采集钻孔视频、自然伽玛测井曲线及孔斜资料, 查明钻孔的实际轨迹、钻孔揭露层位及出水点的特征等情况,这就为进一步的防治水工作提供了依据。
一、测井技术原理“井下钻孔自然伽玛与视频探测系统”的基本原理为:视频采集技术与一种测井技术相结合,即在可视化条件下结合物探自然伽玛测井曲线,进行同步探测,同时具备孔斜测量功能,测量钻孔的孔斜数据。
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钻孔深度测量仪在方位伽马测井中的应用WANG Lan【摘要】为了满足煤矿井下随钻方位伽马测井在顺煤层钻进地质导向的应用需求,设计开发了矿用钻孔深度测量仪,为随钻方位伽马测井的数据资料解释提供精确深度数据支持.从组成、工作原理、结构设计、现场试验等几个方面介绍了钻孔深度测量仪在随钻方位伽马测井中的应用情况.通过在地面勘探孔及煤矿井下实钻孔中的试验,表明钻孔深度测量仪测量的深度数据稳定、可靠,可以满足煤矿井下方位伽马测井对钻孔深度测量的需求.%To meet the practical demand of the azimuth gamma logging tool while drilling in the geological guidance of the drilling along the seam in the ground mine, a drilling depth measuring equipment for coal mine was designed and developed, it could provide the accurate depth data of the borehole to support the azimuth gamma logging data interpretation. This paper introduces the application of depth measuring equipment in azimuth gamma logging while drilling from the aspects of composition, working principle, physical design and field test. Through the test of the exploration hole on the ground and the drilling in coal mine underground, it shows that the measurement data of the depth measuring equipment is stable, reliable and could meet requirement of the azimuth gamma logging while drilling in coal mine underground.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2019(050)006【总页数】4页(P107-110)【关键词】勘探钻孔;随钻测井;深度测量;钻孔深度;方位伽马【作者】WANG Lan【作者单位】China Coal Technology & Engineering Group Xi’an Research Institute, Xi’an 710077, China【正文语种】中文【中图分类】TD679地质导向技术是集定向测量、导向工具、地层地质参数测量、随钻实时解释等一体化的测量控制技术。
地质导向钻井技术的应用体现了随钻测井资料的重要工程价值[1]。
方位伽马测井参数是随钻测井资料解释中的重要参数之一。
在煤矿井下，为使钻孔轨迹尽可能处于煤层之中，达到高效抽采瓦斯和顺煤层探测地质异常体的要求[2-3]，需要将随钻方位伽马测井仪和定向钻进所用的随钻测量(MWD)系统结合在一起，完成对煤层、顶板及底板的岩性区分、判断位置及距离，指导井下钻机实时调整钻进参数，实现煤矿井下的地质导向钻进[4]。
因此，随钻测井对于指导煤层气抽采钻孔的合理布置、提高煤层气的抽采效率、保障煤炭资源安全高效开采等至关重要[5]。
方位伽马测量原理是根据伽马传感器接收到的底层伽马射线强度，判断地层中放射性元素的相对含量，从而判断地层岩性[6]。
借助方位伽马测井资料可以解释煤层、区分岩性、确定岩石泥质含量、确定煤层厚度以及计算煤层灰分[7]。
在随钻方位伽马测井中，钻孔深度数据是一项必不可少的测量参数，测井曲线深度的准确性是保证测井解释结果可靠的前提[8]。
目前，在深度测量方面，煤炭行业尚没有有效便捷的手段和方法来对钻孔深度进行检测和施工验收[9-12]。
现有的煤矿井下长钻孔深度测量方法只能粗略计算出整个钻孔的深度，测量的最小分辨率为单根钻杆长度，不满足方位伽马测井对深度的精细要求。
介绍的钻孔深度测量仪（简称深度测量仪）是基于光电编码器原理，通过计算钻杆的位移量来测量钻孔深度。
与目前市场上已有的钻孔深度测量装置相比，该深度测量仪最小测量距离可精确到厘米，满足随钻测井对深度精确测量的要求；另外，仪器内部的时钟可为每条深度数据提供实时的测量时间，从而实现与自然伽马测量数据的匹配。
该深度测量仪在实验室测试结果良好，取得防爆证后，作为矿用电磁波随钻方位伽马测井系统的一部分，又在秦皇岛抚宁一矿整合区以及黄玉川煤矿进行了现场试验，取得了满意的试验效果。
1 测井系统组成及工作原理矿用电磁波随钻方位伽马测井系统分为孔口设备和孔中设备2部分，孔口设备包括本安型孔口控制器（含电磁波无线收发装置和随钻测井监控软件）、矿用隔爆兼本安型电源和深度测量仪；孔中设备包括测斜探管、方位伽马测井探管、电磁波无线传输探管、绝缘短节及电池管。
电磁波随钻伽马测井系统组成框图如图1。
图1 电磁波随钻方位伽马测井系统组成框图深度测量仪探头安装在钻机夹持器前方，钻杆位移带动编码器计数轴转动，将位移量转换为计数脉冲，经过控制电路的转换、计算，最终将钻孔深度数据传输到孔口控制器中。
孔口控制器通过专用电缆与深度测量仪相连接，完成对深度测量仪的供电、控制、数据传输及存储。
由于采用孔口隔爆电源供电，因此深度测量仪的工作时间不受供电时间限制。
在进行随钻测井的过程中，孔中的测斜探管、伽马测井探管分别将测得的信息经过信号处理后，通过RS485总线传送给无线传输探管，孔中的主控电路对信号进行调制、放大，再通过无线电磁波传输的方式将测井信号传输到孔口，孔口控制器中的电磁波无线收发装置对信号进行解调、放大后，将得到的数据通过RS232接口传输到工控机中。
每次随钻测井监控软件接收完测斜数据和方位伽马测井数据后，会读取1次深度数据，并将前后2个测点之间的所有深度数据保存在孔口控制器内的存储器里。
测井监控软件通过时间信息将测井数据与深度数据进行匹配、筛选，最终进行数据处理并成图解释。
2 深度测量仪组成及主要技术指标深度测量仪为随钻方位伽马测井系统的深度测量部分，伽马测井系统中的隔爆电源和孔口控制器分别给深度测量仪供电及实时显示测量数据。
深度测量探头安装在孔口钻机夹持器前方，通过采集钻杆位移信息转换为钻孔深度数据并记录。
探头的结构主要分为3部分：括仪器盒、计数轴支架和底座。
仪器盒用于存放编码器和控制电路板，计数轴支架通过轴承与编码器计数轴相连接，底座部分根据配套钻机设计，尺寸符合相应钻机安装要求。
深度测量仪探头硬件电路包括编码器模块、稳压电路、鉴相电路、控制电路、时钟电路以及通讯接口电路等,深度测量仪探头电路组成框图如图2。
鉴相电路将编码器输出的2路相位差90°的2组脉冲信号转换为1路计数脉冲信号PULSE和1路高/低电平信号RDIR。
PULSE信号作为计数脉冲送入单片机中的中断口，RDIR信号送到单片机的I/O口来判断钻杆位移方向。
控制电路实现对2路信号的采集、深度数据计算、测量控制、与上位机的通讯等功能。
时钟电路可为每条深度数据提供以秒为单位的实时时间，该时间与随钻测井探管的时间同步，测井数据通过时间匹配来获取所需测点的深度数据，从而为测井资料解释提供基础深度依据。
测量数据通过RS-485总线传送给随钻测井系统的孔口显示控制器，操作简单方便。
图2 深度测量仪探头电路组成框图深度记录仪的探头结构为设计难点，由于钻杆与编码器计数轴的接触点不同或钻机给进力不同，都会影响钻杆与编码器计数轴的耦合性。
若耦合性差，则会引起钻杆在计数轴上打滑或偏移，从而影响对钻杆位移量的测量，导致深度测量数据的不准确。
考虑到以上问题，经过多次试验测试，探头结构采用双滚轮抱紧钻杆的方式,深度测量仪探头结构示意图如图3。
V型设计的上滚轮为辅助滚轮，防止钻杆移动中产生偏移；下滚轮为计数轴，在计数轴上刻有横槽增加摩擦力防止钻杆打滑；在计数轴支架上增加弹簧结构，从而提高钻杆与计数轴的耦合性；底座部分与计数轴支架分开设计，根据不同钻机分别设计不同尺寸的底座。
图3 深度测量仪探头结构示意图深度测量仪探头的主要技术指标如下：①工作温度：0～40 ℃；②测量距离：0～2 000 m；③ 最小分辨率：1 cm；④深度测量误差：≤1%±15 cm；⑤重复性误差：≤1%；⑥传输方式：RS485，主从式，双极性，半双工；⑦传输速率：9 600 bps；⑧质量：11 kg。
3 应用情况前期深度测量仪在实验室进行了多次室内测试，功能和性能指标都达到了预定目标。
为验证在现场应用条件下深度测量仪与电磁波随钻方位伽马测井系统协同工作的稳定性以及数据是否可靠，整个测井系统进行了现场试验。
3.1 秦皇岛抚宁一矿试验本次试验钻孔为勘探孔，均为地面垂直孔，以往勘查成果较系统的确定了区内的地层层序，详细划分了含煤地层，可作为此次试验测试结果的参考依据。
深度测量仪安装在孔口，钻杆经过探头滚轮进入孔中，测试时，伽马探管每6 s采样1次，深度测量仪每5 cm记录1组数据，测斜探管每次停钻时，加电测量1组姿态参数，无线电磁波传输探管每1 min发射1次数据，其中对伽马数据进行抽样发射。
根据时间对伽马数据进行抽样，再将接收到的深度数据通过时间信息与抽样到的伽马数据匹配在一起，最终完成图表绘制。
改钻孔深度记录仪最终记录深度为707.46 m，下钻75根钻杆，前43根为9.56 m/根，后32根为9 m/根，前方仪器长度为7 m，即下钻钻杆总长度约为706.08 m，深度记录仪记录的绝对误差为1.38 m，相对误差为0.2%，满足方位伽马测井对深度的测试要求。
3.2 黄玉川试验对秦皇岛试验暴露出深度测量仪存在的部分问题，在随钻测井监控软件上做了相应改进优化：1）由于深度测量仪内部存储容量有限，数据过多的情况下，新数据会覆盖旧数据，容易造成深度数据丢失的情况。
针对此问题，在随钻测井监控软件中增加了深度数据自动存储功能，即每次读取完测井数据和深度数据后，自动将数据保存在具备大存储容量的孔口控制器中，并及时清空深度测量仪内部存储器，以备后续测量数据的存储和读取。
2）深度数据与测井数据通过时间相匹配，二者的时钟必须保持一致才能确保测量数据的真实可靠。
由于煤矿井下可能存在突然断电现象，深度测量仪时间清零，电源恢复后，可能出现忘记“同步时间”的误操作，导致深度数据无法与测井数据相匹配。