大慶油田測試技術服務分公司

過環(huán)空單芯遙測儀

張先華大慶油田測試技術服務分公司

過環(huán)空單芯遙測儀總體結構分為遙測短節(jié)和阻抗、傘短節(jié)兩部分，兩個短節(jié)之間采用五芯滑環(huán)連接，共用一根供電線。儀器采用單芯電纜供電，一次下井可同時錄取多個參數(shù)。該儀器能實現(xiàn)單芯測井的關鍵在于對電機的控制；為增加儀器的可靠性，防止重要元器件誤操作，設計了電壓保護電路；所有電路采用低功耗元器件和低功耗設計，大大降低了儀器的功耗。試驗結果表明，該儀器具有較高的測量精度，儀器穩(wěn)定可靠，使用維修方便，適合在產出剖面測井中推廣應用。

遙測儀；集流傘；電路傳輸；電機控制

1 總體結構設計

過環(huán)空單芯遙測儀總體結構分為遙測短節(jié)和阻抗、傘短節(jié)兩部分，兩個短節(jié)之間采用五芯滑環(huán)連接，共用一根供電線。儀器直徑為28mm，儀器頭按分公司標準設計，可方便與測井班組配接。

2 電路傳輸設計

儀器采用單芯電纜供電，一次下井可同時錄取多個參數(shù)。該儀器設計一個遙測短節(jié)，所有參數(shù)都經(jīng)該短節(jié)處理，進行功率放大后上傳至地面系統(tǒng)。遙測部分由二個單片機、一個數(shù)據(jù)選擇器、一個A/D轉換器組成，可同時采集8道模擬量，4道脈沖量。其中渦輪采用脈沖量傳輸，進入單片機的計數(shù)器道。磁性定位、溫度、壓力、混相及電機電壓則分別由數(shù)據(jù)選擇器選通后，經(jīng)過A/D轉換器進入單片機，通過二個單片機之間的互相通信，將各個參數(shù)形成標準曼碼，經(jīng)過功放后傳輸至地面進行解調。

3 關鍵技術

3.1 電機的控制

該儀器能實現(xiàn)單芯測井的關鍵在于對電機的控制，電機控制原理如圖1所示。圖中Q2為一高壓開關管，Z2、D2是用來調節(jié)Q2的導通電壓。當LX的電壓值超過Q2的導通電壓時，Q2導通，電機工作，集流傘開啟，監(jiān)測的電機電壓值顯示為50 V，這時整個儀器的供電電流增大。當電機電壓值為零，供電電流降低時，說明集流傘完全開啟。設計這一開關電路的優(yōu)點在于：電機在開啟的過程中不影響其他參數(shù)的測量，同時可監(jiān)測電機電壓值。在電機工作，集流傘開啟過程中，能看到產量逐漸增長的過程。

圖1 電機控制原理

3.2 電壓保護的實現(xiàn)

為增加儀器的可靠性，防止重要元器件誤操作，設計了電壓保護電路，見圖2。圖中R1、R2、D2和Q1組成電壓保護電路。當LX點電壓小于60V時，Q1不導通，Q2導通，儀器進入工作狀態(tài)；當LX點電壓達到60 V時，Q1導通，Q2因基極電位降低而斷路，儀器進入保護狀態(tài)。通過調節(jié)R1或R2的值來改變保護電壓值。

圖2 電壓保護電路原理

3.3 低功耗設計

所有電路采用低功耗元器件和低功耗設計，大大降低了儀器的功耗。例如：遙測短節(jié)（包括溫度、壓力、磁定位處理電路）的供電電流僅為32mA，整個儀器的供電電流為6 5mA，電機工作時電流為120mA。

4 測井實例

應用過環(huán)空單芯遙測儀實測1口試驗井。該井日產液量24.7m3，含水率90.5%。由電機電壓原始曲線可以看到電機電壓由零升到50 V時傘開啟，直到傘完全張開后電機電壓回到零的全過程。根據(jù)產量曲線計算出實測的產量為25.15m3，測量相對誤差為1.82%，達到了儀器的測量精度（設計儀器的產量測量精度為±5%）。由測得的混相頻率值和全水頻率值計算出該點的持水率為89.00%，測量相對誤差為1.69%，達到了儀器的測量精度（設計儀器的含水測量精度為±5%）。

過環(huán)空單芯遙測儀研制成功的關鍵在于遙傳設計和對電機控制。試驗結果表明，該儀器具有較高的測量精度，儀器穩(wěn)定可靠，使用維修方便，適合在產出剖面測井中推廣應用。

（欄目主持 樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.083