綜合錄井儀數(shù)據(jù)采集單元設(shè)計

陳厚濤(中石化勝利石油工程有限公司地質(zhì)錄井公司 山東東營 257000)

隨著鉆井技術(shù)的不斷發(fā)展，鉆井技術(shù)對錄井技術(shù)的效率和質(zhì)量也提出了更高的要求。綜合錄井技術(shù)是一個綜合的系統(tǒng)，涉及到石油鉆井、數(shù)據(jù)采集、計算機處理、色譜分析等多個學(xué)科和行業(yè)知識。綜合錄井儀器可以實現(xiàn)鉆井過程中實時錄井數(shù)據(jù)采集，包括鉆井過程中鉆速、井深、排量、泵壓等鉆井參數(shù)，同時還包括鉆井液、油氣顯示等地層資料，通過對鉆井參數(shù)的實時監(jiān)控，及時的發(fā)現(xiàn)井下異常狀況，同時可以有效的發(fā)現(xiàn)井下的油氣儲層，從而提高石油鉆井的質(zhì)量，及時的發(fā)現(xiàn)問題，充分的發(fā)現(xiàn)油氣資源，提高石油勘探開發(fā)的經(jīng)濟效益。隨著錄井技術(shù)的不斷發(fā)展，綜合錄井儀器種類和數(shù)量等都得到了飛速發(fā)展。綜合錄井儀器經(jīng)過不斷的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了近五十種綜合錄井儀。綜合錄井儀器種類的多樣化，滿足了用戶各種個性的需求，提高了儀器應(yīng)付實際情況的能力。但是也帶了一些問題，其中非常突出的是綜合錄井儀數(shù)據(jù)采集單元的通用性問題。文章分析了現(xiàn)有綜合錄井儀的現(xiàn)狀，研究了一種通用的錄井數(shù)據(jù)采集單元。

一、綜合錄井儀器現(xiàn)狀分析

現(xiàn)階段綜合錄井儀器存在的主要問題有，首先綜合錄井儀器的種類繁多，各種各樣的綜合錄井儀采用的標準不一致。綜合錄井設(shè)備的主要部件色譜儀、數(shù)據(jù)采集等部分，雖然工作的原理基本相同，但是沒有統(tǒng)一的設(shè)計和操作標準。隨著電子設(shè)備、計算機系統(tǒng)的不斷發(fā)展，給予了綜合錄井儀器更大的發(fā)展空間，但是隨著設(shè)備的不斷發(fā)展，設(shè)備的類型和采用標準也不盡相同，這就給系統(tǒng)的通用性、設(shè)備維護等方面帶來了諸多問題，從而影響到綜合錄井儀的繼續(xù)發(fā)展。由于綜合錄井儀器的類型和標準各不相同，為了能夠保證綜合錄井儀器的正常運行，設(shè)備部件出現(xiàn)問題后能夠及時的更換設(shè)備，每個綜合錄井儀器的客戶，需要備用大量的綜合錄井儀器配件，這樣造成了大量的資源浪費，同時還會大大增加系統(tǒng)的成本。同時錄井儀器的類型和標準不同，系統(tǒng)的通用性和穩(wěn)定性較差，很難形成一種通用的、運行持久的綜合錄井系統(tǒng)。綜合錄井儀器出現(xiàn)問題后，如果沒有備用部件，必須從原廠家進貨，會耗費大量的時間和成本，造成資源的浪費。如果是國內(nèi)的綜合錄井儀器，出現(xiàn)這種問題還好解決一些，但是如果是進口的設(shè)備，解決問題需要時間長，消耗的成本要更高。隨著綜合錄井儀器的發(fā)展，有些廠家逐漸的發(fā)展，而有些已經(jīng)倒閉，有些已經(jīng)轉(zhuǎn)型。對于已經(jīng)倒閉或者轉(zhuǎn)型企業(yè)生產(chǎn)的綜合錄井儀，綜合錄井儀出現(xiàn)問題后，要進行綜合錄井儀的維修更加困難。如果錄井儀的關(guān)鍵部位出現(xiàn)問題，容易導(dǎo)致綜合錄井儀器的報廢。綜合錄井儀器類型和標準的多樣化，增加了綜合錄井儀器檢測的難度，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定和石油行業(yè)標準，要定期進行綜合錄井儀器的檢測工作，由于種類和型號的不同，每一種綜合錄井儀都需要特定的檢驗儀器和標準，這樣給儀器的檢驗工作帶來了巨大的難度，增加了檢測的成本。

二、綜合錄井儀器通用采集單元設(shè)計

綜合錄井儀通用數(shù)據(jù)采集單元主要包括兩個方面，一個是鉆井工程數(shù)據(jù)采集單元，另一個是氣體數(shù)據(jù)采集單元。鉆井工程數(shù)據(jù)采集單元利用鉆井井場上多個數(shù)據(jù)采集傳感器，將錄井需要的參數(shù)，逐個自動采集，采用特定的數(shù)據(jù)傳輸方式，將傳感器采集的數(shù)據(jù)信息輸送到數(shù)據(jù)采集軟件，這樣就能在傳感器采集信息和綜合錄井分析軟件之間，形成數(shù)據(jù)共享。工程數(shù)據(jù)的采集單元包括數(shù)據(jù)采集和傳輸硬件部分，和數(shù)據(jù)采集的分析控制軟件部分。綜合錄井儀的數(shù)據(jù)采集傳輸硬件部分，又包括信號的處理部分和計算機部分。信號處理部分實現(xiàn)了信號的分析處理。計算機則是系統(tǒng)分析軟件的載體。隨著綜合錄井儀器的不斷發(fā)展，綜合錄井儀數(shù)據(jù)采集單元逐漸的走向?qū)I(yè)化和標準化。數(shù)據(jù)采集單元的傳感器通常采用常規(guī)的電流傳感器或是脈沖傳感器。通過對數(shù)據(jù)采集單元接頭通用性改進，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集單元接口和傳感器的高效配合，提高了綜合錄井儀數(shù)據(jù)采集單元電路的通用性和簡便性。在設(shè)計的過程中注重信號的規(guī)范性，設(shè)計數(shù)據(jù)采集的調(diào)理電路。在保證數(shù)據(jù)采集功能的前提下，結(jié)合綜合錄井儀的實際工作環(huán)境，數(shù)據(jù)采集單元要具有防爆和防雷擊的功能。數(shù)據(jù)傳感器工作過程中使用直流電源，包括二十四伏和六伏兩種。電流傳感器采用三十二路傳感器，系統(tǒng)的控制面板中會顯示信號的狀態(tài)。絞車傳感器數(shù)據(jù)信息要經(jīng)過一定的處理和修正，采集數(shù)據(jù)信號頻率為一百赫茲。傳感器采集到的信息要經(jīng)過去噪處理，同時信號的傳輸過程中要注意防爆。在實際的操作過程中，利用絞車的傳感器信息，分析出數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)大鉤的高度。絞車傳感器測量出絞車的位置信息，然后將測得的絞車信息轉(zhuǎn)化成脈沖信號，脈沖信號通過信號傳輸系統(tǒng)傳輸，大鉤上的傳感器接收到脈沖信號后，又將脈沖信號分成兩部分。兩部分的脈沖位置信號，通過轉(zhuǎn)換和濾除等信號處理過程，采用特定的信號變換方式，將脈沖信號變換成實際的位置信息，并且在顯示屏中顯示。傳感器電力來自系統(tǒng)的供電單元，其中絞車傳感器的電源為六伏直流電源，其他傳感器則用二十四伏的直流電源。

結(jié)束語

綜合錄井儀的應(yīng)用發(fā)展，對于提高石油鉆井的效率和質(zhì)量，及時的發(fā)現(xiàn)油氣儲層，具有重要的作用，數(shù)據(jù)采集單元作為綜合錄井儀器的重要部分，其測量的精度和通用性是反應(yīng)綜合錄井儀器水平的關(guān)鍵。綜合錄井技術(shù)是一個綜合系統(tǒng)，涉及鉆井、數(shù)據(jù)采集、計算機處理、色譜分析等多個學(xué)科和行業(yè)知識。綜合錄井儀器類型和標準的多樣化，增加了綜合錄井儀器檢測的難度。綜合錄井儀通用采集單元主要包括鉆井工程數(shù)據(jù)采集單元和氣體信息的采集單元。結(jié)合綜合錄井儀的實際工作環(huán)境，綜合錄井儀數(shù)據(jù)采集單元要具有防爆和防雷擊的功能。通過研究為提高綜合錄井儀器數(shù)據(jù)采集的效率和通用性奠定了基礎(chǔ)。

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