GR+CCL組合曲線的測量與射孔地面儀的調(diào)校

【摘要】在油管輸送射孔時，若采用一次定位，必須測量GR+CCL組合曲線，以此來確定管柱調(diào)整值。要想測出合格的GR+CCL組合曲線，必需具備兩個條件，一是井下的GR+CCL組合儀經(jīng)檢測是合格的，二是射孔地面儀器的正確調(diào)校。本文假設(shè)井下的GR+CCL組合儀經(jīng)檢測是合格的，主要介紹射孔地面儀器的正確調(diào)校。分成地面調(diào)校和下井試測過程的調(diào)校兩個主要部分，然后再說一下故障的簡單判斷和處理。

【關(guān)鍵詞】GR+CCL組合曲線；射孔儀調(diào)校

1、射孔取心儀接GR+CCL組合儀后的地面調(diào)校

1.1GR+CCL組合儀的工作原理和信號特性簡介

1.1.1GR（自然伽瑪）的工作原理

自然伽瑪是指在儀器所處環(huán)境中，各種物質(zhì)在沒有其它東西激發(fā)的條件下自身所發(fā)出的伽瑪射線，在地層中以泥巖中所放射出的伽瑪射線最強，在井下儀伽瑪中，有一種叫晶體的器件，在受到伽瑪射線照射后，能發(fā)出可見光線，而后把這種可見光傳輸?shù)揭环N叫光電倍增管的器件，利用光電效應(yīng)將由晶體所發(fā)出的閃爍光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖信號，但這種電脈沖信號的幅度和寬度都極不規(guī)整，無法被數(shù)字電路直接使用，還要由后級的脈沖整形電路進行整形，使脈沖的幅度和寬度達到技術(shù)要求，并對其功率進行放大后，供給地面射孔儀器使用。

CCL（磁定位）其結(jié)構(gòu)是在一個用鐵芯作為骨架的線圈兩側(cè)各裝一對極性相同的磁鋼（與線圈架接觸的一面兩個磁鋼的極性是相同的），由于套管接箍處有1～3cm的縫隙，致使該處磁阻增大，CCL儀器經(jīng)過此處時，引起磁力線變化，從而在線圈中產(chǎn)生感生電動勢，并利用這個感生電動勢來觸發(fā)脈沖發(fā)生器的輸出電路，使其輸出脈沖串。

1.1.2GR+CCL組合儀信號特性簡介

以我們射孔小隊目前所用的GR+CCL組合儀為例，其信號具有以下特征。

1）GR和CCL信號是疊加在井下儀直流電源上進行傳輸?shù)摹?）GR信號為正極性脈沖信號，幅值為5～10v，寬度為10～20μS。3）CCL信號為負(fù)極性脈沖信號，其幅度和寬度同GR信號，當(dāng)CCL儀器經(jīng)過套管接箍時，儀器可向外發(fā)送約100～120個負(fù)極性脈沖信號。

1.2射孔取心儀對GR+CCL組合儀信號的處理方法

1.2.1GR信號和CCL信號的分離 由于GR信號和CCL信號的極性相反，利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娞匦?，采用極性分離的方法，很容易把它們分離開。

1.2.2去除干擾和脈沖整形 由于電纜存在分布電容和分布電感，對上升沿和下降沿都很陡峭的矩形波有微分效應(yīng)，造成上升沿和下降沿出現(xiàn)過沖，也就是說，GR信號和CCL信號有重疊現(xiàn)象，如不加處理，兩個信號之間相互干擾。如果用示波器觀察，可發(fā)現(xiàn)GR信號過沖部分的幅度小于CCL有用信號幅度，CCL信號過沖部分的幅度也小于GR有用信號幅度，根據(jù)這個特點，采用幅度分離的方法就可去除干擾信號，保留有用信號。在DB-3型數(shù)控儀中，采用比較器LM339來完成去干擾和脈沖整形。

1.2.3GR和CCL脈沖信號的記數(shù)與顯示 整形后的GR信號和CCL信號脈沖信號，分別被送到兩個計數(shù)器進行數(shù)字化處理。數(shù)控儀的主機每0.2秒讀取一次記數(shù)值。在計算機的顯示屏上，有兩個顯示區(qū)域，分別用來顯示GR和CCL曲線。兩條曲線的縱向是深度值，橫向?qū)R曲線來說就是每秒中GR信號的記數(shù)值；對CCL信號來說，每個脈沖按2mV的橫向幅值在屏幕上顯示出來。

1.2.4GR和CCL兩條曲線的深度處理 以現(xiàn)用的GR+CCL組合儀來說，其CCL部分在儀器上部，GR部分在儀器下部，兩個部分的另長存在約1.5m左右的差別（在GR+CCL組合儀使用時可用尺子精確量得），但電脈沖信號都是同時不斷的產(chǎn)生。數(shù)控儀在儀器基本參數(shù)表中分別讀取這兩個不同的另長值，計算出差值。在屏幕上同一時間顯示曲線時，以CCL此時的深度值為基準(zhǔn)點，在加上CCL和GR的另長差值，就得出GR曲線此時的深度值，把此時所讀得的GR脈沖計數(shù)值顯示在這個深度值上，從而就完成了GR和CCL兩條曲線的深度處理。

1.3射孔取心儀接GR+CCL組合儀后的地面調(diào)校要領(lǐng)

1.3.1井下儀器數(shù)據(jù)庫的填寫 選儀器類型為磁定位+伽瑪，然后分別輸入磁定位和伽瑪?shù)牧黹L值，選儀器信號類型為串GR+CCL—。若儀器庫中沒有該類型的儀器，可通過編輯生成該類型儀器。

1.3.2進入調(diào)校程序 進入GR+井溫程序，在幫助下拉菜單中選信號仿真，在信號仿鎮(zhèn)菜單中選信號類型為脈沖GR（+）CCL（—），選測速為4000m/h，預(yù)值深度為1500m，電纜運行方向為上。在系統(tǒng)參數(shù)菜單中，設(shè)CCL量程為0～600，GR量程為0～300，GR濾波點數(shù)為10，接箍識別為自動，主峰識別門檻值為150。負(fù)脈沖門限和正脈沖門限都暫設(shè)為50（這里的門限值就是抗干擾信號的門限電平，255個單位的門限電平為10v）。

1.3.3電路連接與向井下儀供電 先將井下儀與電纜馬籠頭連接，再將地面儀上射孔插孔與纜芯連接。注意：此時千萬不能把射孔插孔與仿真器射孔信號輸出插孔連接，那樣將造成儀器重大損壞。打開恒流源開關(guān)，分別緩慢調(diào)節(jié)恒流源電壓和電流兩旋鈕，因各個射孔小隊的電纜長度不同，恒流源電壓指示值正常應(yīng)在45～55v范圍內(nèi)，下井電流值為95～100mA。此時觀察計算機屏幕，GR曲線的計數(shù)值應(yīng)在70～110個脈沖/秒。用鐵磁器件在組合儀的CCL部分劃動，應(yīng)有單峰狀CCL信號，且能被儀器識別。若在接箍信號出現(xiàn)時，GR信號記數(shù)值猛增很多，可適當(dāng)提高正脈沖門限值，直到接箍信號出現(xiàn)時，GR信號記數(shù)值不出現(xiàn)猛增為止。調(diào)試結(jié)束后，應(yīng)先將恒流電源的電壓和電流輸出值調(diào)為零，并關(guān)閉恒流電源開關(guān)，最后退出程序，至此GR+CCL組合儀地面調(diào)校結(jié)束。

2、下井試測過程的調(diào)校

2.1套管接箍曲線識別門檻的設(shè)定

可先試測一段，觀察屏幕上CCL曲線的接箍信號幅值，把接箍識別門檻電平設(shè)置在其2/3位置上，識別等級設(shè)為2級。

2.2測速的選擇

正常時曲線測量速度為900～1100m/h，在特殊情況下，如CCL曲線干擾特大，根本無法讀出油管長度，可采用逐步降低測速的方法試一試，最低可降至200m/h。

3、故障的簡單判斷和處理

3.1有下井電流，但無信號

出現(xiàn)這種故障可能有以下幾種原因：

1）電纜或井下儀絕緣損壞，造成下井電流流失。2）在井下儀器數(shù)據(jù)庫中，儀器或儀器信號類型選錯。3）井下儀器本身損壞。

3.2下井電流正常，但下井電壓過高或過低

3.2.1下井電流正常，但下井電壓過高

這是由于整個測量回路電阻變大所致，大部分是數(shù)字電流表采樣電阻損壞，阻值增大引起的。

3.2.2下井電流正常，但下井電壓過低

出現(xiàn)這種故障，大多數(shù)是由于把射孔插口和仿真器輸出插口錯誤連接造成的，同時還會將儀器燒毀。

3.3無下井電流

是由于測量回路斷路引起的，可用萬用表檢查。

3.4屏幕上無GR和CCL曲線的基線

是由于恒流電源高頻自激引起的，此時把GR量程設(shè)置為0～80000，如能看到GR基線，則可確定恒流電源高頻自激。

3.5所測GR曲線質(zhì)量不好

GR曲線毛刺多，可增加濾波點數(shù)。如GR曲線過于平滑，尖峰幅值大幅降低，可減少濾波點數(shù)。

結(jié)束語

現(xiàn)在采用油管輸送工藝射孔井的施工任務(wù)正逐年增多，高質(zhì)量測好GR+CCL組合曲線，是射孔儀器操作員必須具備的技術(shù)，作者希望本文能對射孔儀器操作員有所幫助，高效優(yōu)質(zhì)地完成好射孔井施工任務(wù)。

作者簡介

許文斌，男，1985年出生，2008年畢業(yè)于哈爾濱學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)從事射孔完井工作。