CN102918228A - 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 - Google Patents

Abstract

根据一种实施方式制造的钻头可以包括具有纵轴的钻头体、设置在该钻头体中的多个伽玛射线传感器和电路，所述多个伽玛射线传感器中的至少两个伽玛射线传感器沿钻头体的纵轴彼此间隔开，其中所述多个传感器中的每个这种传感器都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，所述电路配置成至少部分地处理来自所述至少两个伽玛射线传感器中的每一个的信号，用于估计钻头体相对于纵轴的倾斜。

Description

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

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年4月19日提交的美国临时专利申请序列号61/325,436的优先权。

技术领域

本公开内容总体上涉及包括传感器的钻头，其中所述传感器用于提供与来自地层的伽玛射线的检测相关的测量结果。

背景技术

油井（井筒）通常是用包括具有钻井组件（也称为井底钻具组件或者“BHA”）的管状组件的钻柱来钻取，钻头附接到该组件的底端。钻头旋转，使地球地层破裂，从而钻出井筒。BHA包括用于提供关于涉及钻井操作、BHA的行为及围绕被钻井筒的地层（地层参数）的多个参数的信息的设备与传感器。多种传感器，例如设置在BHA中的倾斜仪和/或陀螺仪，用于确定BHA的倾斜或者倾斜度。这种传感器在BHA中设置成与钻头有一定距离，并且在钻取井筒的过程中可能无法提供钻头的准确倾斜度或者倾斜。

这里的公开内容提供了基于钻头的伽玛射线传感器，用于在钻取井筒的过程中确定钻头的倾斜度并由此确定井筒的倾斜度。

发明内容

在一个方面，本公开内容提供了一种钻头，根据一种实施方式，该钻头包括具有纵轴的钻头体、设置在钻头体中并且配置成在地层中钻取井筒的过程中检测来自地层的伽玛射线并且提供表示所检测到的伽玛射线的信号的多个间隔开的传感器、以及配置成至少部分地处理来自所述传感器的信号以便估计钻头体相对于所述纵轴的倾斜的电路。

在另一方面，本公开内容提供了一种用于在钻取井筒的过程中估计钻头或BHA倾斜的方法。在一种实施方式中，该方法可以包括钻取井筒、在钻头上多个间隔开的位置测量伽玛射线辐射以及利用所测量到的伽玛射线确定钻头或BHA的倾斜。

对在此所公开的装置与方法的某些特征的例子进行了有些广义地概述，以便可以更好地理解以下对其的具体描述。当然，下文中公开的装置与方法还有将构成所附权利要求主题的附加特征。

附图说明

为了详细理解本公开内容，应当联系附图参考以下具体描述，在附图中相同的元件通常用相同的标号来指示，其中：

图1是用于钻取井筒的钻井系统的示意图，所述钻井系统包括钻柱，所述钻柱具有根据本公开内容的一种实施方式制造的钻头；

图2是根据本公开内容的一种实施方式的示例性钻头的等距视图，示出了伽玛射线传感器在钻头中的设置和用于对由伽玛射线传感器产生的信号的进行至少部分处理的电路；

图3是图2钻头的柄的等距线图，示出了电路的设置及伽玛传感器与该电路之间的通信链路；以及

图4示出了，当钻头以一定的倾斜从沙砾地层移动到页岩地层时，配备有伽玛传感器的钻头。

具体实施方式

本公开内容涉及在钻取井筒的过程中使用钻头中的伽玛射线传感器来检测地层中自然发生的伽玛射线并且根据这种测量估计钻头的倾斜的设备与方法。本公开内容容许有不同形式的实施方式。附图示出并且说明书描述了本公开内容的具体实施方式，但应当理解本公开内容应当被看作所公开内容原理的示例而不是要把所公开内容限制到在此所说明和描述的公开内容。

图1是示例性钻井系统100的示意图，该系统可以使用在此所公开的钻头来钻取井筒。图1示出了井筒110，包括在其中安装了外套112的上段111和用钻柱118钻取的下段114。钻柱118包括在其底端携带钻具组件130（也称为井底钻具组件或者“BHA”）的管状组件116。管状组件116可以通过连接钻管部分来形成或者它也可以是盘管。钻头150附接到BHA 130的底端，以使岩层破裂，从而在地层119中钻出选定直径的井筒110。没有示出例如推进器、稳定器、定心器的设备和例如用于在期望方向引导钻具组件130的引导单元的设备。术语井筒和钻孔在这里作为同义词使用。

钻柱118示为从位于地面167的钻塔180传送进入井筒110。为了方便解释，图1中示出的示例性钻塔180是陆地钻塔。在此所公开的装置与方法还可以与用于钻取海上井筒的钻塔一起使用。在地面处耦合到钻柱118的转台169或者顶驱（未示出）可以用于旋转钻柱118并由此旋转钻具组件130和钻头150来钻取井筒110。也可以提供钻井电动机155（也称为“泥浆马达”）来旋转钻头。控制单元（或者控制器）190可以是基于计算机的单元，其可以设置在地面167处，用于接收和处理由钻头中的传感器和钻具组件130中的其它传感器发送的数据，并且用于控制钻具组件130中各种设备和传感器的选定操作。在一种实施方式中，地面控制器190可以包括处理器192、用于存储数据的数据存储设备（或者计算机可读介质）194和计算机程序196。数据存储设备194可以是任何合适的设备，包括但不限于只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、闪存存储器、磁带、硬盘和光盘。为了钻取井筒，来自源179的钻井液在压力下泵送到管状组件116中。钻井液在钻头150的底部释放并且经钻柱118与井筒110内壁之间的环形空间（也称为“环带”）返回地面。

仍然参考图1，钻头150包括钻头中的两个或更多个伽玛射线传感器160，用于在钻取井筒110的过程中检测来自地层119的自然发生的伽玛射线。自然发生的伽玛射线是不由源感生的伽玛射线，并且可以称为无源伽玛射线。在一个方面，至少两个伽玛射线传感器设置成靠近或者非常接近地层，并且在与钻头纵轴或BHA纵轴162垂直或基本上垂直的公共平面内。钻具组件130还可以包括一个或多个井下传感器（也称为随钻测量（MWD）传感器）（由标号175统一指示）以及至少一个用于处理从MWD传感器175和钻头150接收到的数据的控制单元（或者控制器）170。控制器170可以包括例如微处理器的处理器172、数据存储设备174和程序176，该程序由处理器172使用来处理井下数据并且经双向遥测单元188与地面控制器190交换数据。遥测单元188可以使用通信上行链路和下行链路。示例性的通信方法可以包括泥浆脉冲遥测、声学遥测、电磁遥测及沿钻柱118设置的一个或多个导体（未示出）。数据导体可以包括金属线、光纤线缆或者其它合适的数据载体。电力单元178向钻头150和BHA中的电传感器与电路供电。在一种实施方式中，电力单元178可以包括由钻井液和发电机驱动的涡轮。电池可以用于向钻头150中的电路供电。

MWD传感器175可以包括用于测量近钻头方向（例如，BHA方位角和倾斜、BHA坐标等）、双旋转方位角伽玛射线、钻孔与环带压力（流动和溢放（flow on & flow off））、温度、振动/运动、多传播电阻率的传感器，及用于生成旋转方向勘测的传感器与工具。示例性的传感器还可以包括用于确定关于地层、钻孔、地球物理特性、钻井液和边界条件的感兴趣参数的传感器。这些传感器包括地层评估（例如，电阻率、介电常数、含水饱和度、孔隙度、密度和渗透性）的传感器、用于测量钻孔参数（例如，钻孔尺寸和钻孔粗糙度）的传感器、用于测量地球物理参数（例如，声速和声波传播时间）的传感器、用于测量钻井液参数（例如，粘度、密度、透明度、流变能力、pH水平，及气、油和水的含量）的传感器、边界条件传感器、及用于测量钻井液的物理和化学属性的传感器。在钻头中使用伽玛射线传感器来确定倾斜度或倾斜的细节参考图2-4更具体地描述。

图2示出了示例性钻头150的等距视图。所示出的钻头150是PDC（聚晶金刚石复合片）钻头，并且是为了解释的目的而示出的。对于本公开内容，任何其它类型的钻头都可以使用。钻头150示为包括钻头体212，该钻头体包括锥体212a和柄212b。锥体212a包括多个叶片轮廓（或者说轮廓）214a、214b、…、214n。多个刀具沿每个轮廓设置。例如，轮廓214n示为包含刀具216a-216m。所有轮廓都示为在钻头150的底部215终止。每个刀具都具有切割表面或者切割元件，例如刀具216a的元件216a’，当钻头150在钻取井筒的过程中旋转时，该切割元件与岩层啮合。图2说明了用于伽玛射线传感器的多个位置。在一种布置中，伽玛射线传感器240a（G1）可以设置在面264上，伽玛射线传感器240b（G2）和240c（G3）设置在锥体212a的相对侧，伽玛射线传感器240d（G4）设置在柄212b中。并且，这种伽玛射线传感器也可以设置在钻头150中任何合适的位置。在一种实施方式中，至少两个伽玛射线传感器设置在公共或者基本上公共的水平面上，即，基本上与钻头150的纵轴260垂直的平面上。在这种实施方式中，传感器位于与钻头的面264平行的公共平面上，例如由线288所示出的平面。在图2中，传感器G1、G2和G3在公共平面288中。在一个方面，传感器G1、G2和G3可以设置成使它们接触地层。伽玛射线传感器的这种定位可以提供对自然发生的伽玛射线的最大化或者基本上最大化的检测。在钻井过程中，这些传感器检测来自与这些伽玛射线传感器接触或者在其附近的地层和钻井液的伽玛射线。在一个方面，伽玛射线传感器G4可以以使得它只检测或者基本上只检测来自穿过钻头中孔232的钻井液213的伽玛射线的方式设置。G4传感器的测量结果可以用于标准化传感器G1-G3的测量结果，例如通过从这些其它传感器的测量结果减去G4的测量结果。从传感器G1-G3检测到的伽玛射线减去G4检测到的伽玛射线提供了地层的伽玛射线。伽玛射线传感器G1-G4检测伽玛射线并且提供代表所检测到的伽玛射线的信号。导体242把来自传感器的信号提供给电路250，进行处理。电路250或者其一部分可以设置在钻头150中或者钻头的外面。参考图3来描述用于电路设置的一种布置。在一个方面，电路250放大来自传感器240的信号并且处理这种信号，以提供对确定倾斜有用的信息，如参考图4更具体地描述的。传感器G1-G3可以设置在钻头体150的表面。如果传感器的感测元件凹进钻头体150中，那么由对伽玛辐射透明的介质形成的窗口，例如240a（G1），可以介于该感测元件与地层之间。

对于本公开内容，任何合适的伽玛射线传感器都可以使用。在一个方面，伽玛射线传感器可以包括光学耦合到光电倍增管的闪烁晶体（闪烁体），如碘化钠（NaI）晶体。来自光电倍增管的输出信号可以发送到电路250，该电路可以包括前置放大和放大电路。放大后的传感器信号可以由电路250中的处理器处理和/或发送到处理器172（图1）。在某些应用中，闪烁伽玛射线检测器（例如结合了NaI的闪烁伽玛射线检测器）由于其尺寸而且因为它们包括光电倍增管，可能不合适。相应地，在本公开内容的某些实施方式中，可以使用固态器件进行伽玛射线检测。这种设备的一个例子在Ruddy等人的U.S.5,969,359中示出。固态检测器相对较小，并且可以在钻头中朝向任何方向。本公开内容的另一种实施方式使用光电二极管，其在短波长范围内具有长波长截止，从而拥有降低的温度敏感性。它可以与闪烁设备相匹敌，其中闪烁设备的输出与光电二极管的响应曲线匹配。这样一种设备在Estes等人的U.S.7,763,845中公开，该专利具有与本公开内容相同的受让人，其内容通过引用包含于此。

图3示出了根据本公开内容的一种实施方式的柄212b的某些细节。柄212b包括向钻头150的锥体212a提供钻井液313的孔310及围绕孔310的一个或多个环形部分，例如颈部312、凹陷部分314和环形部分316。颈部312的上端包括凹陷区域或者凹部318。颈部312上的螺纹319把钻头150连接到钻具组件130（图1）。传感器240d（G4）可以设置在柄中任何合适的位置。在一个方面，传感器G4可以设置在柄的部分314中的凹部336中。导体242可以经在柄212中制成的通道334从传感器G4延伸到凹部318中的电路250。电路250可以相对于环境密封。导体，例如设置在腔体362中的导体360，可以用于把来自锥体部分中的传感器G1-G3的信号传送到电路250。电路250可以通过从电路250延伸到控制器170的通信链路耦合到井下控制器170（图1）。在一个方面，电路250可以包括放大来自传感器G4的信号的放大器和数字化放大后的信号的模数（A/D）转换器（总体上由标号251示出）。电路250还可以包括配置成处理来自D/A转换器的信号的处理器252（例如微处理器）、配置成存储数据的数据存储设备254（例如固态存储器设备）、以及可以由处理器252访问的程序（指令）256。钻头150与控制器170之间的通信可以经直接连接、声学遥测或者任何其它合适的方法来提供。对于电路250的电力可以由电池或者经电导体由BHA 130（图1）中的发电机来提供。在另一方面，传感器信号在没有在先放大的情况下也可以数字化。

在一个方面，配置成检测自然发生的伽玛射线的基于钻头的伽玛射线传感器可以提供对钻头体150附近的岩性或岩性变化的早期指示或者甚至是第一指示。在实施方式中，来自基于钻头的伽玛射线传感器的信号可以用来估计被钻地层的能量特征。其后，检测到的能量特征可以与来自具有已知岩性的参考地层的能量特征进行比较或者关联。这种比较或者关联可以用于估计或者预测被钻地层的岩性。在一种实施方式中，传感器封装240可以提供能够从其估计岩性或岩性变化的主要测量结果。在其它实施方式中，由传感器封装240提供的测量结果可以结合由MWD系统170中的地层评估传感器所提供的测量结果来使用，以估计岩性特性或者岩性特性中的变化。无源伽玛射线的分析提供了不同类型岩石（例如页岩和沙砾）之间的差异。所估计出的地层属性可以用于更改一个或多个钻井参数。沙砾比页岩硬得多。因此，例如，当钻头从页岩移动到沙砾时，使用由伽玛射线分析所提供的信息，钻孔机可以选择增加钻压和/或降低钻头的旋转速度。以相同的方式，当从沙砾移动到页岩时，钻孔机可以选择更改钻井参数，以获得更高的穿透速率。

图4示出了在钻入地层419的过程中从沙砾422移动到页岩420的示例性钻头400。示例性钻头400包括位于中心215的伽玛射线传感器G1及位于锥体424处的伽玛射线传感器G2和G3。伽玛射线传感器G1-G3都在基本上与钻头的纵轴440垂直的公共平面488内。钻头轴440示为向垂直面442倾斜一个角度A1（也成为倾斜或倾斜度）。与垂直面442垂直（正交）的平面488之间的角度与倾斜度A1相同。在钻井过程中，传感器G1、G2和G3与地层419接触，并且每个这种传感器都提供代表由该传感器从地层检测到的伽玛射线的信号。传感器G4与流过钻头400的钻井液413接触。如前面所指出的，G4检测主要来自钻井液413的伽玛射线。来自传感器G4的信号可以用作参考信号。如果钻头在钻垂直的孔（即，轴440与垂直轴442一致），则传感器G1-G3中的每一个都将检测来自相同地层的伽玛射线并提供相同的测量结果。在各方面，传感器G1-G3可以相对于表面的倾斜度和存储在井下和/或地面数据存储设备中的这种数据来校准。但是，如果钻头是倾斜的，例如具有由角度A1所表明的倾斜度，那么当钻头400从一个地层前进到另一个地层（例如从沙砾到页岩）时，传感器G2将首先进入页岩420并且检测到来自页岩的伽玛射线，而传感器G3将仍然提供关于沙砾422的信号。通过区别传感器G1和传感器G2之间的测量结果，可以增强不同信号之间的辨别。如果钻头400并且因此所有传感器G1-G3都处于相同的岩石（例如沙砾或者页岩）中，那么传感器G1-G3将提供相同或基本上相同的测量结果。随着在钻井操作过程中钻头400接近页岩和沙砾的分界面或者边界430，传感器G1-G3提供不同的伽玛射线测量结果。根据G1和G2或者G1和G4的量级强度，可以确定每个这样的传感器相对于矿床边界430或者与其平行的平面的偏移高度。由于传感器G1、G2和G3之间的距离是已知的，因此可以计算出倾斜角度或者倾角A1。

在钻头400中，令传感器G2和G3之间已知的距离为d(G2-G3)。G2和G3之间的垂直距离d1可以通过比较来自G2和G3的测量结果与在地面执行的实验室校准数据来计算。在一个方面，校准数据可以包括针对页岩、沙砾和其它岩石获得的、针对G2和G3传感器的数据。数据可以作为用于这种传感器的测量结果的API计数率和各种倾斜角度给出。这种校准数据可以存储在电路250（图2）中的存储设备中或者控制器170和/或190（图1）中。转换成API计数的实际传感器测量结果可以与校准API计数关联，以确定倾斜度。因而，对应于实际伽玛射线传感器G3的测量结果的API计数与校准API计数的比较提供了传感器G3的距离d(G3)=d1。当传感器G2和G3位于相同的水平面上时（钻垂直的孔），距离d1=0，因为针对G2的API计数=针对G3的API计数。当钻头与线442有一个角度（例如角度A1），并且钻头400从沙砾移动到页岩时，API(G2)API(G3)。确定倾斜度A1的过程可能包括：当API(G2)大于或者等于API(G3)时，读取API(G3)；进行检查，看是否API(G2)=API(G3)；如果不等于，就利用校准数据把API(G3)转换成到页岩线的距离。公式可以是Sine A1=G4离页岩线的距离除以G2和G3之间的距离，这是根据钻头400中G2和G3的实际设置得知的。

参考图1-4，在钻井过程中，来自传感器G1-G4的信号可以发送到电路250（图2），进行处理。来自电路250的处理过的信号可以发送到控制器170。控制器170可以处理从电路250接收到的信号，以确定倾斜角度A1。在另一方面，来自电路250或控制器170的一些或者全部信号可以被控制器190处理，以便实时地或者基本上实时地确定倾斜度。在一个方面，控制器170、控制器190和/或操作人员可以至少部分地基于计算出的倾斜控制一个或多个钻井参数。例如，处理器172可以配置成发送命令来更改钻压或者改变钻头150的旋转速度。例如，可以因为相对硬的层在钻头前面而发出降低WOB或者RPM的命令。在另一种情况下，可以因为相对软的地层在钻头150前面而发出提高WOB或者RPM的命令。总的来说，钻井人员和/或地面/井下控制设备可以启动对钻井参数的更改，随着钻具组件130进入地层，而最优地钻入该地层。这种更改可以包括，但不限于，更改钻压、钻头的旋转速度及流体流的速率，从而提高钻井操作的效率并延长钻头150和钻具组件130的寿命。对钻井参数的调整的早期实现可以提供更有效的钻井并延长钻头150和/或BHA的寿命。

因而，在一个方面，提供了一种用于在地层中钻取井筒的装置，在一种实施方式中，该装置包括具有纵轴的钻头体；设置在钻头体中与钻头体的纵轴成一个角度的公共平面内的多个伽玛射线传感器，所述多个传感器中的每个这种伽玛射线传感器都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；以及电路，所述电路配置成至少部分地处理来自多个伽玛射线传感器的信号，以估计钻头体相对于纵轴的倾斜。在另一方面，所述多个传感器中的至少两个传感器设置在钻头体的锥体部分中，其中这至少两个传感器在基本上与纵轴垂直的公共平面内。在另一方面，与基于来自所述多个传感器的测量结果确定倾斜度相关的校准数据是电路可以访问的，用于估计倾斜度或者倾斜。在另一方面，电路设置在钻头体颈部的凹部中并且相对于外部环境密封。在另一方面，所述装置包括处理器，其中该处理器配置成完全地或者部分地处理来自所述至少两个传感器的测量结果，以估计倾斜度。在另一方面，钻头体附接到井下钻具组件。

在另一方面，提供了一种用于钻取井筒的方法，在一种实施方式中，该方法可以包括：利用包括至少两个伽玛射线传感器的钻头在地层中钻取井筒；从所述至少两个伽玛射线传感器获得与对地层中的伽玛射线检测相关的测量结果；以及使用所述至少两个伽玛射线传感器的测量结果来估计钻头的倾斜。在另一方面，该方法可以包括至少部分地基于所估计出的倾斜来更改钻井参数。

以上描述针对特定的实施方式，以进行说明和解释。但是，对本领域技术人员来说，很显然，在不背离在此所公开的概念与实施方式的范围和主旨的情况下，可以对以上所述的实施方式进行许多修改和变化。所附权利要求希望解释为包括所有这样的修改和变化。

Claims (26)

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。

20.如权利要求19所述的方法，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所述锥体的第一侧上，而第三伽玛射线传感器设置在所述锥体的第二侧上。

21.如权利要求20所述的方法，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。

22.如权利要求1所述的钻头，其中所述多个伽玛射线传感器中的一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流过所述钻头的流体的伽玛射线。

23.如权利要求22所述的钻头，还包括配置成利用从流过所述钻头的流体检测到的伽玛射线的测量结果标准化所述多个伽玛射线传感器中的至少两个伽玛射线传感器的测量结果的电路。

24.如权利要求1所述的钻头，其中所述电路还被配置成利用从由所述多个伽玛射线传感器中的两个伽玛射线传感器提供的信号确定的计数率来确定这两个伽玛射线传感器之间的垂直距离。

25.如权利要求22所述的钻头，其中所述电路被配置成利用所确定的垂直距离确定所述钻头的倾斜。

26.如权利要求16所述的方法，还包括：

利用来自所述多个伽玛射线传感器的测量结果确定地层中变化的发生；以及

响应于确定出地层中发生变化而更改钻井参数。

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