電纜標定記號方法的改進與應(yīng)用

梁漢桁 劉海鵬

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

前言

以往電纜做記號時，所依賴的深度數(shù)據(jù)來自裝在地滑輪上的編碼器，由于電纜與地滑輪之間不是點接觸，往往會因為電纜粗細不均、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的深度數(shù)據(jù)每20米做一個記號，由于存在上述各種因素的影響，而該方法過于簡單，因此做記號時第一次往往不會成功，需要多次進行調(diào)整校正才能達到要求，費時費力。針對此種情況我們設(shè)計了井口直立深度記錄器，并研制了與之配套的軟件，從而解決了以上問題，提高了記號的精度。

1 硬件上的創(chuàng)新

1.1 影響深度準確性的因素

以往的方法做記號，其原理是把地滑輪做成周長為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。對于同一個地滑輪來說，電纜的粗細不同，電纜與地滑輪接觸的深淺就不同，這就相當于改變了地滑輪的周長，也就是說，這時候電纜走了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。該問題的產(chǎn)生主要來自以下幾個因素：

（1）同一盤電纜，前面一段經(jīng)常使用會變細，而后面較深一段很少用到相對較粗，前細后粗的情況勢必影響做記號的精度。（2）做記號過程中，電纜剛下井時自重不夠，電纜繃的不緊，與地滑輪接觸不緊密，從而影響記號精度。（3）做記號時地滑輪受力很大，長期使用地滑輪會明顯磨損，內(nèi)徑變小，影響標定記號的精度。（4）冬天溫度低時，電纜帶出的井下水在地滑輪上結(jié)冰易打滑，影響準確度。

由于以上因素難以避免，編碼器記錄的深度受到影響，做記號時需要多次調(diào)整校正才能達到要求，往往耗費一些不必要的人力、物力和時間。

1.2 深度記錄器的改進

針對以上情況我們設(shè)計了井口直立深度記錄器（圖1），做記號時，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，與右側(cè)扶正輪、深度輪一起夾緊電纜。當電纜上下走動，深度輪跟著轉(zhuǎn)動，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，電纜粗細不同只需調(diào)整各個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)于深度準確性的問題：

（1）電纜與記錄器的深度輪之間為點接觸，記錄深度不會受電纜粗細影響。（2）該深度記錄器為直立式，通過調(diào)節(jié)扶正輪將電纜頂在深度輪上，無論電纜是否繃緊，均不會丟失深度。（3）直立式的設(shè)計，使得深度輪只會受到一個十分小的摩擦力，這樣就大大的降低了輪子的磨損速度，同時輪子是經(jīng)過淬火處理的，保證其經(jīng)久耐用。（4）兩輪從兩邊緊夾電纜的設(shè)計更是將地滑輪結(jié)冰打滑的問題徹底解決。

使用這種裝置，安裝方便，操作簡單，下放電纜做記號，上提校對，一遍達到要求，省時省力，深度精準，成功率高，在硬件上為做準記號提供了堅實的保障。

2 軟件上的完善

在軟件方面，以往的方法的特點是簡單便捷，只需要在標準井井口將儀器零點對零，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的深度數(shù)據(jù)每20米做一個記號即可，但由于影響深度準確性的因素很多，而該軟件程序比較簡單，因此稍有偏差記號的精度就不能得到保證，并且軟件不能對做記號的過程實施監(jiān)控，當出現(xiàn)差錯時不能及時調(diào)整，耗費時間和能源。

我們對該軟件進行了較大的改動，并且引進了深度比對的方法，具體如下：

2.1 建立標準井全井節(jié)箍深度資料庫

利用多個測井班組在標準井中測得的全井磁性資料，參照標準井中各個標準節(jié)箍的深度，計算出井下每一個節(jié)箍的深度，取平均值，輸入軟件資料庫中（圖2）。

2.2 深度的實時對比與同步調(diào)整

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

該軟件有以下優(yōu)點：

圖2 軟件窗口圖

首先，在軟件改進前，深度誤差ΔH得不到及時處理，可能會累積得越來越大，超過一定范圍后將會導(dǎo)致做記號失敗。改進后，每次節(jié)箍的比對面板深度都會跳變成當前節(jié)箍在資料庫中的深度H2。這就相當于，做出來的每一個記號的深度H，均是以該記號之上與之相鄰最近的節(jié)箍的深度H2為基礎(chǔ)進行計算的。我們將井下儀器從深度H2下放到深度H的距離設(shè)為L,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)過測井隊多個班組測得的井下節(jié)箍深度的平均值，比較精確。而ΔL是儀器走過距離L后系統(tǒng)產(chǎn)生的深度誤差，由于L很?。ú怀^一根套管的長度），因此ΔL也很小，幾乎可以忽略不計。這樣就保證了每一個記號深度的準確性。

其次，該軟件實現(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，可及時進行調(diào)整，避免不必要的損耗。

3 現(xiàn)場應(yīng)用情況

目前，該套程序已在分公司進行50多次做記號試驗，一次性成功率99%，省時高效，降低了員工的勞動強度，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，各種型號電纜均可適用，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）標準井節(jié)箍深度資料庫的建立以及深度的比對和同步調(diào)整將深度誤差降到最小，確保成功。（4）可監(jiān)控做記號全過程，發(fā)現(xiàn)問題能及時調(diào)整。（5）成功率高，節(jié)省時間，節(jié)省人力，節(jié)省能源。（6）環(huán)保方面，不會產(chǎn)生有害物質(zhì)污染環(huán)境。（7）建議在測試公司全面推廣應(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,時海濤,王平.測井高精度井身測量系統(tǒng)的研究.科學(xué)技術(shù)與工程,2009,（14-15）

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