鄒岳元 申 紅 曾曉豐 張 勇

(中國石油川慶鉆探工程有限公司測井公司 重慶)

可掛接ECLIPS5700的單芯自然伽馬磁性定位測井儀

鄒岳元 申 紅 曾曉豐 張 勇

(中國石油川慶鉆探工程有限公司測井公司 重慶)

為了提高在沙漠中測井作業(yè)的時效,測井施工方需要一種能掛接ECLIPS5700的單芯自然伽馬磁性定位測井儀,文章介紹了該儀器的電路原理、總體結(jié)構(gòu)、技術(shù)指標、電路描述和與ECLIPS5700地面系統(tǒng)的掛接方法。現(xiàn)場應用表明,該儀器性能穩(wěn)定可靠,滿足了施工方需求。

掛接;自然伽馬磁性定位;測井儀;5700地面系統(tǒng)

0 引 言

隨著測井、射孔市場的開拓和發(fā)展,國內(nèi)外很多作業(yè)區(qū)塊工作條件艱苦惡劣,有的在沙漠腹地,惡劣的環(huán)境條件對施工作業(yè)隊伍提出了較高要求,要求施工隊伍具有測井、射孔作業(yè)一體化的能力。

自然伽馬磁性定位測井儀原本是油氣井射孔校深用的主要儀器,只應用于油田的射孔作業(yè)中?？蓲旖覧CLIPS5700的單芯自然伽馬磁性定位測井儀是根據(jù)現(xiàn)場需求新研發(fā)的一種過油管井下測井儀。它測量地層的自然伽馬和油、套管的接箍位置,為油氣開采找準層位提供準確的深度,該儀器的成功研制使原來只從事測井作業(yè)的隊伍又能進行射孔校深作業(yè),提高了施工隊伍的一體化作業(yè)能力,提高了隊伍的施工作業(yè)的效率。

1 研制方法及電路原理和總體結(jié)構(gòu)

根據(jù) ECLIPS5700地面系統(tǒng)信號采集方式,參考當前用于射孔作業(yè)的自然伽馬磁性定位測井儀的工作原理,通過改變此儀器的信號輸出方式,可實現(xiàn)儀器與ECLIPS5700地面系統(tǒng)的掛接。

1.1 儀器電路原理

儀器電路原理框圖如圖1所示[1]。從光電倍增管來的負脈沖伽馬信號經(jīng)信號模塊內(nèi)的電流放大、門檻鑒別、整形和纜芯驅(qū)動,輸出到7#纜芯上。高壓模塊給光電倍增管提供約2000V的可調(diào)的正電壓。CCL線圈感應的接箍信號經(jīng)VMOS場效應管放大輸出到7#纜芯上。由7#纜芯提供的直流電壓經(jīng)24V穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后給信號模塊和高壓模塊供電。

圖1 單芯自然伽馬磁性定位測井儀

1.2 總體結(jié)構(gòu)

可掛接ECLIPS5700的單芯自然伽馬磁性定位測井儀主要由探頭、電子線路、磁性定位、保溫瓶四部分組成。探頭部分采用NaI閃爍晶體和光電倍增管,它們之間用螺紋連接,最大限度地增大了晶體尺寸和光電倍增管的直徑,提高了儀器靈敏度和抗震性能。電子線路采用了耐高溫、集成化的電子元件和模塊化組件,提高了儀器的可靠性,縮小了體積。磁性定位由高溫線圈、永久圓柱形磁鋼和外殼組成,具有磁性強、耐高溫的特點。為該儀器專門設計制造的保溫瓶,采用了外殼和保溫瓶一體化的技術(shù),保溫瓶的外壁就是儀器的外殼,由鈦鋼制成,能承受140MPa的高壓,內(nèi)壁是不銹鋼管,為了保證儀器的高溫穩(wěn)定性,將整個儀器電子線路和探頭放在保溫瓶內(nèi),它能保證儀器在180℃高溫下工作2小時,瓶內(nèi)溫度不高于120℃。該儀器具有直徑小、耐高溫、耐高壓、靈敏度高和可靠性高等特點。

2 主要技術(shù)指標及電路描述[2]

2.1 主要技術(shù)指標

最高工作溫度:180℃/2h

最高工作壓力:140MPa

儀器直徑:38mm

儀器精度:±5%

電纜:單芯電纜或7芯電纜

供電電流:直流65mA

探頭特性:NaI閃爍晶體、光電倍增管

2.2 電路描述

1)24V電源

由7#纜芯供過來的65mA電流經(jīng)電阻、電容降壓濾波后,供給三端穩(wěn)壓器,三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓輸出24V的直流電壓供高壓模塊和信號模塊使用。

2)高壓模塊

光電倍增管需要的2000V高壓直接由高壓模塊提供。調(diào)節(jié)模塊外置調(diào)壓電阻阻值的大小,使模塊輸出的電壓讓光電倍增管工作在坪區(qū)的中點,以保證儀器的穩(wěn)定性。由電阻、電容組成RC濾波電路,以減小高壓的紋波。

3)探頭

探頭包括晶體、光電倍增管和由相應的電阻、電容焊接的光電倍增管管座。晶體使用的是Φ21.3×140的NaI晶體,能承受150℃的高溫,光電倍增管使用的是Φ19的小型化管子,能承受150℃的高溫,帶螺紋外殼的晶體將光電倍增管直接用螺紋套連接,最大限度地增大晶體的直徑,提高了儀器的靈敏度和抗震性能。

4)信號模塊

光電倍增管輸出的信號經(jīng)電容隔直以后,直接輸入到信號模塊。調(diào)節(jié)模塊門檻電壓外置調(diào)壓電阻,使門檻電壓調(diào)節(jié)到270mV～290mV之間,以壓制干擾。輸入的信號在模塊內(nèi)經(jīng)電流放大、鑒別、整形和電纜驅(qū)動后直接接到7#纜芯上,輸出寬度為40μs,幅度為12V的負脈沖信號。

5)磁性定位

磁性定位由漆包線繞在軟鐵上的線圈、永久圓柱形磁鋼和場效應管及相應的電阻、電容組成,它具有靈敏度強,耐高溫等特點,高溫線圈經(jīng)過接箍后感應出的電壓經(jīng)VMOS場效應管放大直接接到7#纜芯上。調(diào)節(jié)場效應管柵極上電阻的大小使場效應VMOS管的漏極電壓為VMOS管工作電壓的一半,以保證磁性定位信號的正常放大。

3 與ECLIPS5700地面系統(tǒng)的掛接[3]

儀器與ECLIPS5700地面系統(tǒng)的掛接,按以下操作步驟進行:

1)單芯自然伽馬磁性定位測井儀通過7#電纜芯和電纜外皮與地面系統(tǒng)連接好;

2)選擇735XA儀器的OCT;

3)在使用地面控制面板5756XD的情況下,面板開關(guān)置于:

PERF旋鈕開關(guān)置于CCL檔;

INPUT旋鈕開關(guān)置于MULT1檔;

FRFPWR旋鈕開關(guān)置于OFF檔;

SERVICE旋鈕開關(guān)置于1CSVC檔;

MOTORING旋鈕開關(guān)置于STD檔;

LOGPERF旋鈕開關(guān)置于LOG檔;

CENTERAP旋鈕開關(guān)置于TM7檔。

4)電源使用2010電源。

4 儀器應用及結(jié)論

可掛接ECLIPS5700的單芯自然伽馬磁性定位測井儀在塔里木沙漠腹地和土庫曼斯坦阿姆河右岸油田現(xiàn)場使用情況良好。

該儀器具有直徑小、耐高溫、承高壓、性能穩(wěn)定、可靠性高、集成度高等特點。儀器的成功研制使原來只從事測井作業(yè)的ECLIPS5700小隊既可從事裸眼井測井又能進行射孔校深作業(yè),提高了隊伍施工作業(yè)效率,具有良好的經(jīng)濟效益和市場前景。

[1] 測井學編寫組.測井學[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998

[2] WesternAtlasLoggingServices.735XAPEC1996.10

[3] WesternAtlasLoggingServices.LINECONTROLPANEL 5756XA1995.4

P631.8+1

B

1004-9134(2010)02-0045-02

2009-04-15 編輯:梁保江)

鄒岳元,男,1962年生,高級工程師,1983年畢業(yè)于江漢石油學院測井儀器專業(yè),現(xiàn)在川慶測井公司從事測井儀器研發(fā)和維修工作,測井公司儀器研修專家。郵編:400021