梁漢桁 劉海鵬

（大慶油田測(cè)試技術(shù)服務(wù)分公司，黑龍江 大慶 166406）

前言

以往電纜做記號(hào)時(shí)，所依賴的深度數(shù)據(jù)來(lái)自裝在地滑輪上的編碼器，由于電纜與地滑輪之間不是點(diǎn)接觸，往往會(huì)因?yàn)殡娎|粗細(xì)不均、與地滑輪接觸不緊密或者地滑輪磨損內(nèi)徑變小、冬天結(jié)冰等因素而影響記號(hào)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(jù)地滑輪上編碼器傳來(lái)的深度數(shù)據(jù)每20米做一個(gè)記號(hào)，由于存在上述各種因素的影響，而該方法過(guò)于簡(jiǎn)單，因此做記號(hào)時(shí)第一次往往不會(huì)成功，需要多次進(jìn)行調(diào)整校正才能達(dá)到要求，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。針對(duì)此種情況我們?cè)O(shè)計(jì)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(wèn)題，提高了記號(hào)的精度。

1 硬件上的創(chuàng)新

1.1 影響深度準(zhǔn)確性的因素

以往的方法做記號(hào)，其原理是把地滑輪做成周長(zhǎng)為1米的大小，地滑輪轉(zhuǎn)一圈，安裝在其上的編碼器也相應(yīng)轉(zhuǎn)一周，輸出的深度數(shù)據(jù)為1米。對(duì)于同一個(gè)地滑輪來(lái)說(shuō)，電纜的粗細(xì)不同，電纜與地滑輪接觸的深淺就不同，這就相當(dāng)于改變了地滑輪的周長(zhǎng)，也就是說(shuō)，這時(shí)候電纜走了1米，地滑輪不一定是轉(zhuǎn)了一圈，編碼器輸出的深度也就不一定是1米了。該問(wèn)題的產(chǎn)生主要來(lái)自以下幾個(gè)因素：

（1）同一盤電纜，前面一段經(jīng)常使用會(huì)變細(xì)，而后面較深一段很少用到相對(duì)較粗，前細(xì)后粗的情況勢(shì)必影響做記號(hào)的精度。（2）做記號(hào)過(guò)程中，電纜剛下井時(shí)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(hào)精度。（3）做記號(hào)時(shí)地滑輪受力很大，長(zhǎng)期使用地滑輪會(huì)明顯磨損，內(nèi)徑變小，影響標(biāo)定記號(hào)的精度。（4）冬天溫度低時(shí)，電纜帶出的井下水在地滑輪上結(jié)冰易打滑，影響準(zhǔn)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(hào)時(shí)需要多次調(diào)整校正才能達(dá)到要求，往往耗費(fèi)一些不必要的人力、物力和時(shí)間。

1.2 深度記錄器的改進(jìn)

針對(duì)以上情況我們?cè)O(shè)計(jì)了井口直立深度記錄器（圖1），做記號(hào)時(shí)，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(zhuǎn)螺桿使左側(cè)扶正輪前進(jìn)，與右側(cè)扶正輪、深度輪一起夾緊電纜。當(dāng)電纜上下走動(dòng)，深度輪跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，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(xì)不同只需調(diào)整各個(gè)扶正輪之間的寬窄即可。最重要的是它解決了以上所述關(guān)于深度準(zhǔn)確性的問(wèn)題：

（1）電纜與記錄器的深度輪之間為點(diǎn)接觸，記錄深度不會(huì)受電纜粗細(xì)影響。（2）該深度記錄器為直立式，通過(guò)調(diào)節(jié)扶正輪將電纜頂在深度輪上，無(wú)論電纜是否繃緊，均不會(huì)丟失深度。（3）直立式的設(shè)計(jì)，使得深度輪只會(huì)受到一個(gè)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(shí)輪子是經(jīng)過(guò)淬火處理的，保證其經(jīng)久耐用。（4）兩輪從兩邊緊夾電纜的設(shè)計(jì)更是將地滑輪結(jié)冰打滑的問(wèn)題徹底解決。

使用這種裝置，安裝方便，操作簡(jiǎn)單，下放電纜做記號(hào)，上提校對(duì)，一遍達(dá)到要求，省時(shí)省力，深度精準(zhǔn)，成功率高，在硬件上為做準(zhǔn)記號(hào)提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

2 軟件上的完善

在軟件方面，以往的方法的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單便捷，只需要在標(biāo)準(zhǔn)井井口將儀器零點(diǎn)對(duì)零，再將軟件的深度清零，然后下放電纜，依據(jù)地滑輪上編碼器傳來(lái)的深度數(shù)據(jù)每20米做一個(gè)記號(hào)即可，但由于影響深度準(zhǔn)確性的因素很多，而該軟件程序比較簡(jiǎn)單，因此稍有偏差記號(hào)的精度就不能得到保證，并且軟件不能對(duì)做記號(hào)的過(guò)程實(shí)施監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)不能及時(shí)調(diào)整，耗費(fèi)時(shí)間和能源。

我們對(duì)該軟件進(jìn)行了較大的改動(dòng)，并且引進(jìn)了深度比對(duì)的方法，具體如下：

2.1 建立標(biāo)準(zhǔn)井全井節(jié)箍深度資料庫(kù)

利用多個(gè)測(cè)井班組在標(biāo)準(zhǔn)井中測(cè)得的全井磁性資料，參照標(biāo)準(zhǔn)井中各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)箍的深度，計(jì)算出井下每一個(gè)節(jié)箍的深度，取平均值，輸入軟件資料庫(kù)中（圖2）。

2.2 深度的實(shí)時(shí)對(duì)比與同步調(diào)整

井口裝置安裝完畢后，下放電纜做記號(hào)，在這個(gè)過(guò)程中，軟件將由上至下一一俘獲標(biāo)準(zhǔn)井中的節(jié)箍，讀取到其深度數(shù)據(jù)，即面板的深度H1,并將H1與資料庫(kù)中該節(jié)箍的深度數(shù)據(jù)H2進(jìn)行比對(duì)，得出誤差ΔH：ΔH=H1-H2以此同時(shí)，面板上的深度H1自動(dòng)跳變?yōu)镠2（圖2），再往下做記號(hào)時(shí)，面板深度將以H2為基礎(chǔ)進(jìn)行記錄，直到俘獲到下一個(gè)節(jié)箍時(shí)，深度再次進(jìn)行比對(duì)和跳變，以此類推。而另一方面，軟件將每20米發(fā)出一個(gè)擊磁信息來(lái)做記號(hào)。

該軟件有以下優(yōu)點(diǎn)：

圖2 軟件窗口圖

首先，在軟件改進(jìn)前，深度誤差ΔH得不到及時(shí)處理，可能會(huì)累積得越來(lái)越大，超過(guò)一定范圍后將會(huì)導(dǎo)致做記號(hào)失敗。改進(jìn)后，每次節(jié)箍的比對(duì)面板深度都會(huì)跳變成當(dāng)前節(jié)箍在資料庫(kù)中的深度H2。這就相當(dāng)于，做出來(lái)的每一個(gè)記號(hào)的深度H，均是以該記號(hào)之上與之相鄰最近的節(jié)箍的深度H2為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算的。我們將井下儀器從深度H2下放到深度H的距離設(shè)為L(zhǎng),這段距離中系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差設(shè)為ΔL,那么有：

上式中，H2是經(jīng)過(guò)測(cè)井隊(duì)多個(gè)班組測(cè)得的井下節(jié)箍深度的平均值，比較精確。而ΔL是儀器走過(guò)距離L后系統(tǒng)產(chǎn)生的深度誤差，由于L很?。ú怀^(guò)一根套管的長(zhǎng)度），因此ΔL也很小，幾乎可以忽略不計(jì)。這樣就保證了每一個(gè)記號(hào)深度的準(zhǔn)確性。

其次，該軟件實(shí)現(xiàn)了全程監(jiān)控功能，在軟件左側(cè)列表中可以觀察到ΔH的大小是否在誤差范圍之內(nèi)，若ΔH超出誤差范圍，可及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，避免不必要的損耗。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

目前，該套程序已在分公司進(jìn)行50多次做記號(hào)試驗(yàn)，一次性成功率99%，省時(shí)高效，降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，也節(jié)省了燃油的損耗。

4 結(jié)論及建議

（1）使用這套程序做記號(hào)，各種型號(hào)電纜均可適用，避免了為不同電纜制作相應(yīng)滑輪的麻煩，既方便又節(jié)省。（2）不受電纜的粗細(xì)均勻情況、電纜的繃緊程度以及電纜結(jié)冰等因素的影響。（3）標(biāo)準(zhǔn)井節(jié)箍深度資料庫(kù)的建立以及深度的比對(duì)和同步調(diào)整將深度誤差降到最小，確保成功。（4）可監(jiān)控做記號(hào)全過(guò)程，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能及時(shí)調(diào)整。（5）成功率高，節(jié)省時(shí)間，節(jié)省人力，節(jié)省能源。（6）環(huán)保方面，不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)污染環(huán)境。（7）建議在測(cè)試公司全面推廣應(yīng)用。

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

[2].于云華,時(shí)海濤,王平.測(cè)井高精度井身測(cè)量系統(tǒng)的研究.科學(xué)技術(shù)與工程,2009,（14-15）

[3]秦浩,歐朝陽(yáng),陳清葉,張文藝.測(cè)井電纜自動(dòng)注磁系統(tǒng).石油儀器,2001.