【正文】 電極系、連斜、井徑微電極 一體化測井儀 一、概述 二、技術(shù)指標(biāo) 三、測量原理 四、現(xiàn)場連接及簡單檢查儀器好壞 五、電路分析 六、組合儀機械部分 目 前 華 北 油 田 測 井 項 目 包 括 ：、 、 、 SP、 AC、RILD、 RILM、 RFOC、 GR、 DEV、AZIM、 RMG、 RMN、 CAL這些項目 ， 每口井須進(jìn)行三串組合 ， 即三電極曲線＋自然電位組合測井 、 補償聲波＋雙感應(yīng)八側(cè)的組合測井 、 自然伽瑪＋連斜＋井徑微電極組合儀組合測井 。 一、概述 為了提高測井時效 ， 節(jié)省測井時間 ，我公司開始研制電極系 、 連斜 、 井徑微電極一體化測井儀 。 這種儀器可在井下對三種電極及微電極進(jìn)行供電 ， 并具有內(nèi)刻電阻 ， 可在井下完成對電極曲線 、 微電極曲線的刻度 ， 同時可對電極信號 、 微電極信號進(jìn)行系統(tǒng)處理 ， 最終轉(zhuǎn)換成直流信號與傾角 、 方位角 、 井徑信號一起通過系統(tǒng)總線傳到地面 。 減少了下井次數(shù) ， 既節(jié)省了測井時間也減少了施工風(fēng)險 。 ? 從新設(shè)計加工了電極馬龍頭 ， 在電纜上壓接了七個電極 。 自然電位環(huán)通過纜心 7直通地面 ， 其余極環(huán)通往下井儀 。 ? 電極系 、 微電極由井下儀進(jìn)行供電和測量 ， 并具有內(nèi)刻電路 。 ? 為了縮短儀器整體長度以防漏測 ， 電極系供電測量電路 、 連斜電路 、 井徑微電極供電測量電路整和成一體 。 ? 井徑微電極機械部份采用井徑微電極組合儀 。 ? 電極信號 、 微電極信號及井徑信號經(jīng)測量電路處理轉(zhuǎn)換成直流信號與傾角 、方位角一起傳到地面 。 二、技術(shù)指標(biāo) ? ① 工作溫度： 20℃ ～ 175℃ ? ② 最大承受壓力： 140MPa ? ③ 供電電壓： 180VAC,177。 10% ? ④ 供電電流： ≤50 mA ? ⑤ 供電頻率： 50HZ177。 10% ? ⑥ 測量范圍： 電極 ~400Ωm177。 3% ? 微電極 ~100Ωm177。 3% ? 傾角 0～ 90186。177。 ? 方位角 0～ 360186。177。 2186。 ? ⑦ 外型尺寸： 2600毫米 ⑧ 儀器重量： 50kg 原理框圖 ： 測斜 傳感器 微 電 極 電 極 系 井徑電位器 25HZ方波恒流供電 刻度電路 200HZ方波恒流供電 刻度電路 電極測量電路 接口電路 井徑測量電路 微電極測量電路 推靠電機 電源系統(tǒng) 推靠電路 主供電 輔助供電 A/D 采 集 電 路 井徑供電 三、測量原理 ?電極測量原理 ? 電極供電測量電路是對電極系進(jìn)行供電和測量的。它在井下對 4米、 2. 5米及 電，然后對電極信號進(jìn)行采集、相敏檢波、濾波和放大，最后經(jīng)過低通濾波輸出直流信號。 ? 電極供電測量通過電極系的 A、 B兩個極環(huán)向地層提供80毫安的方波恒流 ， 分別通過電極系的 4米的 M N1， M N2和 M N3極環(huán)測量 ， 由： | ? ρ =K*V/I ? 得出地層電阻率 。 電極系結(jié)構(gòu) 4M 4N N 2,5M A B 馬龍頭 側(cè)向 5號電極 1米 米 米 5米 9 8 11 25 24 12 16 電極系原理框圖： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 恒流方波供電及頻 率源電路 刻度電路 隔直 相敏檢波 低通濾波 放大 恒流源 B A M3 M2 N2 M1 N1 微電極測量原理 ? 微電極有三個紐扣電極，一個回流電極（無窮遠(yuǎn)電極）和一個參考電極組成。電極 A為供電極，電極 A1和 A2為測量電極，參考電極為極板框架，回流電極 B在距極板較遠(yuǎn)的地方。微電極測井一般可以同時測量一條 1189。英寸梯度曲線和一條 2英寸電位曲線。 2英寸電位電極系的探測深度稍大于 1189。英寸梯度電極系的探測深度。 ? 微梯度的探測深度約為 40mm，微電位的探測深度約為 100mm。井壁有泥餅存在時， 1189。英寸梯度曲線主要是反映了泥餅的影響，而 2英寸電位電極系則可以探測到地層沖洗帶。因此，根據(jù)電位和梯度曲線的差異，可以判斷井壁是否存在泥餅，并根據(jù)泥餅的存在可間接地確定該地層是否為滲透性地層。此外，微電極曲線能夠反映地層的微細(xì)變化，因此在確定儲集層有效厚度時，常常要用到微電極曲線。 測斜原理 ? 連續(xù)測斜系統(tǒng)包括傳感部件及輔助電路 ， 多路轉(zhuǎn)換開關(guān)及 A/D轉(zhuǎn)換器 、 編碼及輸出接口電路和二次電源等組成；傳感器部件包括由三個磁通門構(gòu)成的敏感地磁場磁力矢量的直角坐標(biāo)系和三個伺服加速度計構(gòu)成的敏感地球引力場重力矢量的直角坐標(biāo)系組成 。 ? 儀器中的六個傳感器部件將下井儀器的運動姿態(tài) (斜角和斜向 )轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號 ，由 A/D轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號 ， 經(jīng)井下數(shù)據(jù)采集計算機采集 、 處理 ， 通過計算機解算得到實時傾角 、 方位 。 加 X 速 Y 度 Z 計 數(shù) 據(jù) 采 集 板 電源 磁通們飼服放大電路 加速度計 飼服放大 電路 磁 X 通 Y 門 Z 測斜系統(tǒng)原理框圖 井徑測量原理 ? 井徑的測量采用的是拉桿電位器 ， 共四支 ， 兩兩串聯(lián) 。 井徑測量供電采用恒流源供電 ， 當(dāng)電流流過井徑電位器 ， 連續(xù)采集電位器上的電壓值 。 短節(jié)可以同時測量 X、 Y方向的井徑 。 ? ： ? ， 使得儀器的抗震性能有顯著提高 。 ? ， 在井下完成傾角和方位角的計算工作 。 ? ， 可將測量到的傳感器姿態(tài)量一并進(jìn)行傳輸并由專用地面檢測儀進(jìn)行顯示 ， 以便于分析故障及維修 。 ? 、 微電極的供電測量電路全部放在井下 ， 采用了模塊化設(shè)計 ， 提高了穩(wěn)定性 ， 維修方便 。 ? 儀器刻度電路全部放在井下，由地面發(fā)指令控制，便于在測井過程中判斷儀器的好壞。 一體化測井儀的主要特點 四、現(xiàn)場連接及簡單檢查儀器好壞 ? 連接順序 ? 電極馬龍頭 +TCC遙傳短節(jié) +連斜、電極、微電極、井徑供電測量短節(jié) +組合儀 測斜系統(tǒng) ? 儀器放至接近于水平 ， 地面觀測傾角數(shù)值應(yīng)為 90度左右 ， 改變儀器方位角 ， 地面應(yīng)觀測到方位角數(shù)值變化 。 在不改變儀器的斜度和方位時自轉(zhuǎn)儀器 ， 傾角和方位角數(shù)值應(yīng)基本不變 。 儀器靜止不動時 ， 地面觀測應(yīng)數(shù)值穩(wěn)定 ， 曲線平滑 。儀器下井前在井口吊零 ， 傾角數(shù)值應(yīng)小于 。 電極系部分 ? 地面做高刻 ， 電極系 4米高刻值應(yīng)為200Ω/M， 地面做零刻 ， 電極系 4米零刻值應(yīng)為 0Ω/M。 地面做測量檔 ， 短路電極馬龍頭 4M電極的 M電極環(huán)和 N環(huán) ， 地面應(yīng)觀測到數(shù)值為零 ， 用萬用表交流檔測電極馬龍頭的供電 A電極環(huán)和 B環(huán) ， 電壓值應(yīng)為 12V左右 。 微電極部分 ? 地面做高刻 ， 微電位高刻值應(yīng)為 14Ω/M，微梯度高刻值應(yīng)為 16Ω/M。 地面做零刻 ，微電位零刻值應(yīng)為 0Ω/M， 微梯度零刻值應(yīng)為 0Ω/M。 地面做測量檔 ， 短路微電極極板 A A2電極 ， 地面應(yīng)觀測到微梯度數(shù)值為零 。 短路微電極極板 A2電極與外殼 ，地面應(yīng)觀測到微電位數(shù)值為零 。 用萬用表交流檔測微電極供電 A電極和 B電極 ， 電壓值應(yīng)為 30V左右 。 井徑部分 ? 井徑推靠應(yīng)收開自如，井徑開腿后按壓井徑腿地面觀測到的井徑數(shù)值應(yīng)平緩變小 ，曲線平滑。 ZH100KJK 1 2 3 4 5 6 7 8ABCD87654321DCBAT i tl eN u m b e r R e v i s i o nS i z eA3D a t e : 2 9 M a r 2 0 0 5 S h e e t o f F i le : D :\ 徐濤 \ ..\ Z H 1 0 0 ~ 4 .S C H D r a w n B y :R2C12200p+ 1 2M O N O2W D G1B84D I S20B014B113B212B311B410B59B68B77S T R O B E6A C O M P3D .D A T A O U T31/ U C K15GND21D .D A T A I N33D C K /32P U P5A B 034A B 235A B 136A B 437A B 638A B 539A B 340U C K T I16G O P19T A L K /18R E Q17VDD30L B 522L B 623L B 424L B 725L B 126L B 227L B 028L B 329U7H T 0 0 3AI3BI5CI7DI9EI11FI14AO2BO4CO6DO10EO12FO15M O D E13VCC16V C C1GND8U44504AI3BI5CI7DI9EI11FI14AO2BO4CO6DO10EO12FO15M O D E13VCC16V C C1GND8U54504+ 5 V+ 1 2+ 1 2+ 1 2 1 2 VR4+ 1 2 V+ 1 2B0B1B2B3G O PU C KU C K .B .O U TD .S I GU P /G OU C K .I NU P /G OD .S I G12 3 4 5 6 7 8S1100k*7+ 1 22 3 4 5 6 7 8 91S2100k*8Z H 1 00 K J K+ 5 V8 9 10 11 12 13 141 2 3 4 5 6 7K11 2 3 4 5 6 7 8910 11 12 13 14 15 16K2D S I G5+ 1 2 V14 1 2 V13D .D A T A6/ D C K7P U P8GND15U 6 H T 0 01U P /G O7U C K I N1U .D A T A5G O P8/ T A L K12R E G13G N D6UCKOUT2U C K T I4+12V1112V9H T 0 0 2U2AI3BI5CI7DI9EI11FI14AO2BO4CO6DO10EO12FO15M O D E13VCC16V C C1GND8U34504R3+ 1 2 V