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據來獲得地層信息。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,嚴格的生產與質檢,確保產品穩定
嚴格的生產控制是產品在嚴苛環境下穩定工作的第一重保障。以高溫光電倍增管為例,其生產所要經過的9個大步驟在濱松都有著嚴格的過程控制和檢測環節。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和檢測線上耗費幾周的時間。
而質檢環節則是產品在嚴苛環境下穩定工作的第二重保障。而在對待不良品的態度上,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,才是產品質量常青的堅實保障。
1,高溫穩定性
無論是光電倍增管、閃爍晶體還是高壓電源,濱松產品都具有業界首屈一指的高溫穩定性。以R1288AH光電倍增管為例,其在常用的175℃,壽命比常規產品可以提高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境下的穩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,為了保障產品的高溫穩定性,濱松會光電倍增管會針對175℃和200℃的產品做溫度六次循環實驗。

高溫穩定性測試曲線
2,振動沖擊穩定性
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℃環境條件下進行連續振動測試,X軸和Z軸分別振動4h,濱松會監測其中三項指標變化情況來衡量探測器性的能穩定性——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%且振動誘導的計數率變化≤10s(下圖為CH375-03隨鉆方位γ測井的實測計數率變化數據),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測井的實測計數率變化數據
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定的產品;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基地與技術團隊——所有的一切都是為了用戶的優質體驗。

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品的定制服務。


三,濱松光電探測器石油測井產品線
作為深耕光電探測器60余年的技術型企業,濱松在石油測井中業已形成了完整的產品線。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℃環境溫度下也能穩定工作。
| 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境下能夠長時間地穩定工作。
| 高溫閃爍晶體系列 | |
| 隨鉆 | 常規 |
| CJ363 | CJ362 |
| CJ462 | |
濱松主要提供已封裝的高溫閃爍晶體產品,根據應用的不同,主要有采用不銹鋼外殼、光學玻璃窗口的常規應用晶體CJ362系列(如常規γ計數和巖性密度等應用)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、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 |
| 自然γ計數 | 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節先進的加工技術,在保證力學性能的前提下,實現了“薄皮大餡”——在相同外形尺寸下的閃爍晶體體積最大化。
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