三臂井徑信號(hào)限幅問題的治理

唐勝 劉靜松 謝喜龍 劉錦山 張冀煒 河南油田測井完井分公司

三臂井徑信號(hào)限幅問題的治理

唐勝 劉靜松 謝喜龍 劉錦山 張冀煒 河南油田測井完井分公司

三臂井徑信號(hào)限幅現(xiàn)象是影響測井任務(wù)順利完成的主要因素之一。通過在電路中輸出信號(hào)與地之間加入2 kΩ的分壓電阻來降低井徑信號(hào)，使該信號(hào)在進(jìn)入遙傳SL6514井徑放大器時(shí)不超過限定的10 V直流電壓，從而解決了井徑臂未張開到最大，井徑信號(hào)就已經(jīng)飽和的故障現(xiàn)象，同時(shí)所有儀器單測功能不變。河南油田通過實(shí)驗(yàn)證明該改進(jìn)方法是切實(shí)可行的。

三臂井徑信號(hào)限幅；電位器；測井資料；電路

測井市場對(duì)儀器的精度、對(duì)測井時(shí)效和測井成功率的要求越來越高。測井小隊(duì)操作員常反映的三臂井徑信號(hào)限幅現(xiàn)象，是影響測井任務(wù)順利完成的主要因素之一。通過在電路中輸出信號(hào)與地之間加入2 kΩ的分壓電阻來降低井徑信號(hào)，使該信號(hào)在進(jìn)入遙傳SL6514井徑放大器時(shí)不超過限定的10 V直流電壓，從而解決了井徑臂未張開到最大，井徑信號(hào)就已經(jīng)飽和的故障現(xiàn)象，同時(shí)所有儀器單測功能不變。

1 故障原因

SL4209三臂井徑測井儀可以連續(xù)測量裸眼井的井眼直徑。當(dāng)井眼直徑變化時(shí)，三個(gè)臂相應(yīng)地做徑向運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)傳給井徑電位器，使其電阻發(fā)生變化。這樣，在電位器上就產(chǎn)生了一個(gè)反映井徑變化的直流電壓信號(hào)。當(dāng)井徑變大時(shí)，直流電壓就增大；反之，當(dāng)井眼變小時(shí)，直流電壓就減小。這個(gè)直流電壓信號(hào)通過三臂井徑下接頭的9芯送到遙傳SL6514中的井徑模擬道放大器INA101SM，然而在進(jìn)入該放大器時(shí)就被限制在10 V以內(nèi)了，大于10 V的電壓信號(hào)都被控制在10 V。部分儀器由于使用時(shí)間長，出現(xiàn)三個(gè)臂還未張開到最大狀態(tài)，井徑信號(hào)卻超過10 V。這樣，即使臂繼續(xù)張開，地面顯示的井徑值已經(jīng)飽和了，也就是井徑信號(hào)限幅。河南油田測井公司HN109隊(duì)在測TH12250大二開綜合時(shí)的測井資料顯示了井徑限幅造成的資料異常。在井深達(dá)到5 725 m以下時(shí)有一段為擴(kuò)徑，這時(shí)的井徑值在大約13.2英寸不再變化，說明井徑已經(jīng)限幅，測得的井徑曲線不合格。

2 電路的改進(jìn)

三臂井徑電子線路包括變壓器T1、整流電路、濾波電路和信號(hào)處理板。

從三臂井徑電子線路的原理圖可以看出，由地面供給的AC180 V電壓經(jīng)過變壓器T1后送到整流濾波電路。整流后輸出的直流電壓供到四運(yùn)放組IC1和信號(hào)處理板的分離器件。經(jīng)穩(wěn)壓二極管D1降壓后的6.2 V電壓輸入到IC1的一號(hào)電壓跟隨器的3腳。這個(gè)電壓跟隨器的輸出經(jīng)過兩個(gè)獨(dú)立的電路送到二號(hào)、三號(hào)電壓跟隨器。其中的一路由R5、R6串聯(lián)而成，它給電壓跟隨器提供+5.8 V電壓。另外一路由電阻R2、R3、R4和電位器組成。電位器通過連接桿與臂相連，當(dāng)臂收縮到直徑為6英寸時(shí)電位器的阻值達(dá)到最小，當(dāng)臂張開到直徑為16英寸時(shí)電位器的阻值達(dá)到最大。隨著電位器所處的狀態(tài)不同，加到2號(hào)電壓跟隨器的5腳的電壓在3.5～5.4 V之間變動(dòng)。2號(hào)電壓跟隨器的輸出送給放大器的反相輸入端，3號(hào)電壓跟隨器的輸出送給放大器的同相輸入端。信號(hào)經(jīng)過放大后送到變壓器T1的中心抽頭。這個(gè)電壓的范圍是3～14 V，它經(jīng)過180V交流供電纜芯傳到地面。該電路的改進(jìn)方法是在信號(hào)輸出端OUT與地之間接入2 kΩ的電阻。

3 效果

修改之后的電路，其信號(hào)輸出電壓值被降低為原來的三分之二，如此做的目的就是將原本超過10 V的輸出電壓從整體上縮小到10 V的有效范圍之內(nèi)，以使測井資料更準(zhǔn)確更完整。HN109隊(duì)在生產(chǎn)準(zhǔn)備過程中對(duì)修改電路后的三臂井徑測井儀進(jìn)行了刻度，儀器狀態(tài)、刻度情況良好。在測TP249X三開綜合井時(shí)該儀器測出了令人滿意的井徑曲線。

4 結(jié)語

河南油田通過試驗(yàn)證明該治理方法是切實(shí)可行的。三臂井徑限幅問題的解決，減少了人員操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，極大地提高了測井時(shí)效。

（欄目主持 關(guān)梅君）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.047