電纜標定記號方法的改進與應用

梁漢桁 劉海鵬

（大慶油田測試技術服務分公司，黑龍江 大慶 166406）

前言

以往電纜做記號時，所依賴的深度數據來自裝在地滑輪上的編碼器，由于電纜與地滑輪之間不是點接觸，往往會因為電纜粗細不均、與地滑輪接觸不緊密或者地滑輪磨損內徑變小、冬天結冰等因素而影響記號精度。在軟件方面，以往的方法主要是在井口深度清零，然后下放電纜，依據地滑輪上編碼器傳來的深度數據每20米做一個記號，由于存在上述各種因素的影響，而該方法過于簡單，因此做記號時第一次往往不會成功，需要多次進行調整校正才能達到要求，費時費力。針對此種情況我們設計了井口直立深度記錄器，并研制了與之配套的軟件，從而解決了以上問題，提高了記號的精度。

1 硬件上的創新

1.1 影響深度準確性的因素

以往的方法做記號，其原理是把地滑輪做成周長為1米的大小，地滑輪轉一圈，安裝在其上的編碼器也相應轉一周，輸出的深度數據為1米。對于同一個地滑輪來說，電纜的粗細不同，電纜與地滑輪接觸的深淺就不同，這就相當于改變了地滑輪的周長，也就是說，這時候電纜走了1米，地滑輪不一定是轉了一圈，編碼器輸出的深度也就不一定是1米了。該問題的產生主要來自以下幾個因素：

（1）同一盤電纜，前面一段經常使用會變細，而后面較深一段很少用到相對較粗，前細后粗的情況勢必影響做記號的精度。（2）做記號過程中，電纜剛下井時自重不夠，電纜繃的不緊，與地滑輪接觸不緊密，從而影響記號精度。（3）做記號時地滑輪受力很大，長期使用地滑輪會明顯磨損，內徑變小，影響標定記號的精度。（4）冬天溫度低時，電纜帶出的井下水在地滑輪上結冰易打滑，影響準確度。

由于以上因素難以避免，編碼器記錄的深度受到影響，做記號時需要多次調整校正才能達到要求，往往耗費一些不必要的人力、物力和時間。

1.2 深度記錄器的改進

針對以上情況我們設計了井口直立深度記錄器（圖1），做記號時，將該記錄器直立坐在井口法蘭盤上，由開口將電纜放入，旋轉螺桿使左側扶正輪前進，與右側扶正輪、深度輪一起夾緊電纜。當電纜上下走動，深度輪跟著轉動，后面與之連接的編碼器便可記錄深度。

井口直立深度記錄器使用方便，適用于各種電纜，電纜粗細不同只需調整各個扶正輪之間的寬窄即可。最重要的是它解決了以上所述關于深度準確性的問題：

（1）電纜與記錄器的深度輪之間為點接觸，記錄深度不會受電纜粗細影響。（2）該深度記錄器為直立式，通過調節扶正輪將電纜頂在深度輪上，無論電纜是否繃緊，均不會丟失深度。（3）直立式的設計，使得深度輪只會受到一個十分小的摩擦力，這樣就大大的降低了輪子的磨損速度，同時輪子是經過淬火處理的，保證其經久耐用。（4）兩輪從兩邊緊夾電纜的設計更是將地滑輪結冰打滑的問題徹底解決。

使用這種裝置，安裝方便，操作簡單，下放電纜做記號，上提校對，一遍達到要求，省時省力，深度精準，成功率高，在硬件上為做準記號提供了堅實的保障。

2 軟件上的完善

在軟件方面，以往的方法的特點是簡單便捷，只需要在標準井井口將儀器零點對零，再將軟件的深度清零，然后下放電纜，依據地滑輪上編碼器傳來的深度數據每20米做一個記號即可，但由于影響深度準確性的因素很多，而該軟件程序比較簡單，因此稍有偏差記號的精度就不能得到保證，并且軟件不能對做記號的過程實施監控，當出現差錯時不能及時調整，耗費時間和能源。

我們對該軟件進行了較大的改動，并且引進了深度比對的方法，具體如下：

2.1 建立標準井全井節箍深度資料庫

利用多個測井班組在標準井中測得的全井磁性資料，參照標準井中各個標準節箍的深度，計算出井下每一個節箍的深度，取平均值，輸入軟件資料庫中（圖2）。

2.2 深度的實時對比與同步調整

井口裝置安裝完畢后，下放電纜做記號，在這個過程中，軟件將由上至下一一俘獲標準井中的節箍，讀取到其深度數據，即面板的深度H1,并將H1與資料庫中該節箍的深度數據H2進行比對，得出誤差ΔH：ΔH=H1-H2以此同時，面板上的深度H1自動跳變為H2（圖2），再往下做記號時，面板深度將以H2為基礎進行記錄，直到俘獲到下一個節箍時，深度再次進行比對和跳變，以此類推。而另一方面，軟件將每20米發出一個擊磁信息來做記號。

該軟件有以下優點：

圖2 軟件窗口圖

首先，在軟件改進前，深度誤差ΔH得不到及時處理，可能會累積得越來越大，超過一定范圍后將會導致做記號失敗。改進后，每次節箍的比對面板深度都會跳變成當前節箍在資料庫中的深度H2。這就相當于，做出來的每一個記號的深度H，均是以該記號之上與之相鄰最近的節箍的深度H2為基礎進行計算的。我們將井下儀器從深度H2下放到深度H的距離設為L,這段距離中系統產生的誤差設為ΔL,那么有：

上式中，H2是經過測井隊多個班組測得的井下節箍深度的平均值，比較精確。而ΔL是儀器走過距離L后系統產生的深度誤差，由于L很小（不超過一根套管的長度），因此ΔL也很小，幾乎可以忽略不計。這樣就保證了每一個記號深度的準確性。

其次，該軟件實現了全程監控功能，在軟件左側列表中可以觀察到ΔH的大小是否在誤差范圍之內，若ΔH超出誤差范圍，可及時進行調整，避免不必要的損耗。

3 現場應用情況

目前，該套程序已在分公司進行50多次做記號試驗，一次性成功率99%，省時高效，降低了員工的勞動強度，也節省了燃油的損耗。

4 結論及建議

（1）使用這套程序做記號，各種型號電纜均可適用，避免了為不同電纜制作相應滑輪的麻煩，既方便又節省。（2）不受電纜的粗細均勻情況、電纜的繃緊程度以及電纜結冰等因素的影響。（3）標準井節箍深度資料庫的建立以及深度的比對和同步調整將深度誤差降到最小，確保成功。（4）可監控做記號全過程，發現問題能及時調整。（5）成功率高，節省時間，節省人力，節省能源。（6）環保方面，不會產生有害物質污染環境。（7）建議在測試公司全面推廣應用。

[1]李軍,蔡風波,常振歡.馬丁代克編碼器深度系統改造.石油儀器,2007,（06-07）

[2].于云華,時海濤,王平.測井高精度井身測量系統的研究.科學技術與工程,2009,（14-15）

[3]秦浩,歐朝陽,陳清葉,張文藝.測井電纜自動注磁系統.石油儀器,2001.