生产测井井下仪器简介

仪器简介目录一、信号传输方式........................................................................................................................................................11、编码传输方式...........................................................................................................................................12、脉冲传输方式...........................................................................................................................................3二、仪器工作原理及刻度方法....................................................................................................................................41、CCL磁定位仪..........................................................................................................................................42、自然伽马仪..............................................................................................................................................43、流体密度仪..............................................................................................................................................54、压力仪......................................................................................................................................................55、温度仪......................................................................................................................................................66、持水率仪..................................................................................................................................................67、流量计......................................................................................................................................................6三、其它仪器工作原理................................................................................................................................................91、X-Y井径仪..............................................................................................................................................92、四十臂井径仪...........................................................................................................................................93、四十独立臂井径仪...................................................................................................................................9仪器简介仪器简介由于我们主要的测井项目是两个剖面测井，因此主要介绍这两个剖面测井所用的仪器。也就是七个参数的仪器。分三个部分介绍：信号传输方式、仪器原理和刻度。一、信号传输方式我们所用的基本上有两种传输方式：编码传输方式和脉冲传输方式。1、编码传输方式曼码不归编调制微处理器D1驱动器微处理器D2解调驱动器总线隔离电路解调驱动器微处理器D3内部总线电缆WTC和仪器通讯部分（A1板）原理框图WTCA1板来自A2板的仪器信号编码传输方式是通过遥传短节（WTC）分时传送到电缆至地面仪，编码形式为曼彻斯特码，一次可以测量多种参数。WTC实际上是一个双微处理器系统。六参数中的每一个仪器内部都有一个与之进行通讯的A1板。在这块板上设置有该仪器的地址。WTC中微处理器D2主要负责与井下仪器的A1板的相互通讯。此处理器在程序的支持下依次对各个仪器进行寻址，经内部总线传送到各仪器的A1板，A1板中经解调电路解调成不归零码。A1板中的微处理器D3在程序支持下，确认所接收到的地址与其设定的地址是否相同，如果不同则仪器没有任何动作；如果相同，就会将该仪器测得的数据发送到内部总线上。WTC接到此数据，经微处理器处理后将同步、仪器地址、数据、齐偶校验等信号以曼彻斯特码的形式发送到电缆上，地面系统根据这些信号可以检测出每一种仪器的数据。WTC每寻址一支仪器需要4ms，一帧寻址10支仪器，所用时间为40ms。所以，每支仪器40ms才被寻址一次，每秒有25帧数据产生。这样，每个仪器的地址和数据被不断地送到地面设备中，地面系统将这些信息处理后，即可得到每个仪器的测量参数。一般来说，仪器要求总线工作电压为33—35V。现在的编码传输普遍采用单片机技术，通过对测井信号进行数据采集、编码、解码等智能化处理，将多参数组合测井仪测试的数据通过单心电缆一帧帧的时分传送到地面。下图是采用单片机的遥传技术工作原理1仪器简介2框图。该框图由四部分组成，即遥测筒、测试仪、电缆总线和仪器总线。各部分的功能简介如下：（1）、电缆总线：它是井下仪供电线路，又是多参数信号传输的通道，电缆总线传输的为归偏曼彻斯特码，信号位宽固定，数据格式中包括同步位、地址位、数据位、奇偶位共20位。（2）、仪器总线：仪器总线是遥测筒和测试仪的供电线路，也是遥测筒单片机（主机）与各测试仪的单片机（从机）联系的通道，总线传输的为归偏码，总线信号的位宽与脉宽采用统一标准设计，数据格式包括起始位、地址/数据位、标志位、奇偶位、停止位共11位。（3）、总线隔离电路：用于将电缆总线信号与仪器总线信号相互隔离，防止二者相互干扰，该电路也是总线的供电网络。（4）、测试仪电路：测试仪传感器的变化量，通过放大电路放大后，再经过V/F转换为频率，供单片机测频。工作原理：地面仪通过电缆向井下仪供电，各测试仪的检测转换电路将传感器的变化量处理后送各从机采集，从机采集完一道数据后，处于等待状态。WTC的主机上电后，将一从机地址（如0#）经总线驱动电路输送至仪器总线，各测试仪从机都将从各自的接收电路中取得这组信息，因为仪器总线也传输测试仪发送给遥测筒的数据，因此各从机首先判断该信息是否为地址，若不是，则为数据码，从机不响应；若是地址码，则判断与自身地址是否相符，若相符，发送昀新采集的数据到数据总线。主机收到该数据后，按照曼彻斯特码规则对之进行编码，再经信号合成与驱动电路发送到电缆上，完成一道数据采集。主机依次向仪器总线发送下道测试仪的地址（如1#），如此循环下去，直到WTC寻址完10支仪器后，又重新开始新的循环。WTC每寻址一支仪器需要4ms，一帧寻址10支仪器，所用时间为40ms。所以，每支仪器40ms才被寻址一次，每秒有25帧数据产生。这样，每个仪器的地址和数据被不断地送到地面设备中，地面系统将这些信息处理后，即可得到每个仪器的测量参数。一般来说，仪器要求总线工作电压为33—35V。仪器简介总线隔离电路总线驱动/接收电路单片机译码编码发送信号合成与驱动电路0#单片机采集译码发送V/F转换放大电路传感器差动放大RC谐振电路脉冲整形总线驱动/接收电路总线驱动/接收电路总线驱动/接收电路总线驱动/接收电路总线驱动/接收电路1#单片机采集译码发送2#单片机采集译码发送8#单片机采集译码发送9#单片机采集译码发送V/F转换V/F转换V/F转换放大电路传感器传感器传感器传感器交流放大12V、5V供电电路遥测短接总线遥传技术工作原理电缆2、脉冲传输方式脉冲传输方式每次只能使一种仪器工作，每一种仪器都有一定的工作电压范围，只有当供电电压满足要求时，仪器才能工作。在测井时，操作员通过地面仪器给井下仪器供不同工作电压，就可以测量出不同的参数，仪器信号是以脉冲形式加到电缆上的。与编码传输方式相比，仪器串中没有遥传短节（WTC），仪器内部没有发射接收板。现在除昀早的DDL-III1英寸环空测井仪是脉冲传输方式外，Φ38mm的仪器和现在引进的小仪器基上都是编码方式。3仪器简介二、仪器工作原理及刻度方法主要包括流量、密度、持水、温度、压力、自然伽马、CCL等几种仪器。不论是哪种传输方式，不论是用于自喷井还是环空井或者是用于产液剖面还是吸水剖面，同参数仪器的工作原理都基本相同。1、CCL磁定位仪CCL由线圈、磁钢及放大电路组成，其中感应线圈位于两个磁钢之间，当CCL仪器在套管中移动到接箍位置时，由于仪器周围铁磁性物质的分布发生了变化，因而，感应线圈内的磁场强度也相应地变化，故此线圈中产生了感应电动势，该信号被放大器放大输出。放大整形处理SNNSmmmm输出磁电位仪原理框图2、自然伽马仪仪器探头有两种，一种为盖革管一种为光电倍增管。由于光电倍增管灵敏度高，输出脉冲远远大于盖革管，特别在分层测试中显示巨大的优越性，因此在伽马测试仪中已广泛被使用。现在除老的DDL仪器外，以后所进伽马仪探头都为光电倍增管。当伽马射线进入盖革管时，量子与阴极的金属相互作用，通过光电效应、康普顿效应或电子对效应，可以产生次生电子。在强大的电场作用下，次生电子被加速，获得相当大的动能，使管中的气体瞬间电离，其阳极将产生一个负脉冲信号，此信号经整形电路，得到与伽马强度有关的脉冲信号输出。4仪器简介直流变换低压电源单稳整型Xs高压R自然伽马仪仪原理图5光电倍增管由晶体、光电阴极、阳极与若干附加的称为打拿极的电极组成，闪烁体采用碘化钠晶体，其作用是把射线的能量转化为闪烁光，光电阴极将闪烁光转换成电子被第一打拿极加速，并激发出较多的次生电子，这些次生电子又被加速汇聚到较高电位的第二打拿极并进一步被倍增，如此继续下去，打出的电