可挂接ECLIPS5700的单芯自然伽马磁性定位测井仪

邹岳元 申 红 曾晓丰 张 勇

(中国石油川庆钻探工程有限公司测井公司 重庆)

可挂接ECLIPS5700的单芯自然伽马磁性定位测井仪

邹岳元 申 红 曾晓丰 张 勇

(中国石油川庆钻探工程有限公司测井公司 重庆)

为了提高在沙漠中测井作业的时效,测井施工方需要一种能挂接ECLIPS5700的单芯自然伽马磁性定位测井仪,文章介绍了该仪器的电路原理、总体结构、技术指标、电路描述和与ECLIPS5700地面系统的挂接方法。现场应用表明,该仪器性能稳定可靠,满足了施工方需求。

挂接;自然伽马磁性定位;测井仪;5700地面系统

0 引 言

随着测井、射孔市场的开拓和发展,国内外很多作业区块工作条件艰苦恶劣,有的在沙漠腹地,恶劣的环境条件对施工作业队伍提出了较高要求,要求施工队伍具有测井、射孔作业一体化的能力。

自然伽马磁性定位测井仪原本是油气井射孔校深用的主要仪器,只应用于油田的射孔作业中。可挂接ECLIPS5700的单芯自然伽马磁性定位测井仪是根据现场需求新研发的一种过油管井下测井仪。它测量地层的自然伽马和油、套管的接箍位置,为油气开采找准层位提供准确的深度,该仪器的成功研制使原来只从事测井作业的队伍又能进行射孔校深作业,提高了施工队伍的一体化作业能力,提高了队伍的施工作业的效率。

1 研制方法及电路原理和总体结构

根据 ECLIPS5700地面系统信号采集方式,参考当前用于射孔作业的自然伽马磁性定位测井仪的工作原理,通过改变此仪器的信号输出方式,可实现仪器与ECLIPS5700地面系统的挂接。

1.1 仪器电路原理

仪器电路原理框图如图1所示[1]。从光电倍增管来的负脉冲伽马信号经信号模块内的电流放大、门槛鉴别、整形和缆芯驱动,输出到7#缆芯上。高压模块给光电倍增管提供约2000V的可调的正电压。CCL线圈感应的接箍信号经VMOS场效应管放大输出到7#缆芯上。由7#缆芯提供的直流电压经24V稳压管稳压后给信号模块和高压模块供电。

图1 单芯自然伽马磁性定位测井仪

1.2 总体结构

可挂接ECLIPS5700的单芯自然伽马磁性定位测井仪主要由探头、电子线路、磁性定位、保温瓶四部分组成。探头部分采用NaI闪烁晶体和光电倍增管,它们之间用螺纹连接,最大限度地增大了晶体尺寸和光电倍增管的直径,提高了仪器灵敏度和抗震性能。电子线路采用了耐高温、集成化的电子元件和模块化组件,提高了仪器的可靠性,缩小了体积。磁性定位由高温线圈、永久圆柱形磁钢和外壳组成,具有磁性强、耐高温的特点。为该仪器专门设计制造的保温瓶,采用了外壳和保温瓶一体化的技术,保温瓶的外壁就是仪器的外壳,由钛钢制成,能承受140MPa的高压,内壁是不锈钢管,为了保证仪器的高温稳定性,将整个仪器电子线路和探头放在保温瓶内,它能保证仪器在180℃高温下工作2小时,瓶内温度不高于120℃。该仪器具有直径小、耐高温、耐高压、灵敏度高和可靠性高等特点。

2 主要技术指标及电路描述[2]

2.1 主要技术指标

最高工作温度:180℃/2h

最高工作压力:140MPa

仪器直径:38mm

仪器精度:±5%

电缆:单芯电缆或7芯电缆

供电电流:直流65mA

探头特性:NaI闪烁晶体、光电倍增管

2.2 电路描述

1)24V电源

由7#缆芯供过来的65mA电流经电阻、电容降压滤波后,供给三端稳压器,三端稳压器稳压输出24V的直流电压供高压模块和信号模块使用。

2)高压模块

光电倍增管需要的2000V高压直接由高压模块提供。调节模块外置调压电阻阻值的大小,使模块输出的电压让光电倍增管工作在坪区的中点,以保证仪器的稳定性。由电阻、电容组成RC滤波电路,以减小高压的纹波。

3)探头

探头包括晶体、光电倍增管和由相应的电阻、电容焊接的光电倍增管管座。晶体使用的是Φ21.3×140的NaI晶体,能承受150℃的高温,光电倍增管使用的是Φ19的小型化管子,能承受150℃的高温,带螺纹外壳的晶体将光电倍增管直接用螺纹套连接,最大限度地增大晶体的直径,提高了仪器的灵敏度和抗震性能。

4)信号模块

光电倍增管输出的信号经电容隔直以后,直接输入到信号模块。调节模块门槛电压外置调压电阻,使门槛电压调节到270mV～290mV之间,以压制干扰。输入的信号在模块内经电流放大、鉴别、整形和电缆驱动后直接接到7#缆芯上,输出宽度为40μs,幅度为12V的负脉冲信号。

5)磁性定位

磁性定位由漆包线绕在软铁上的线圈、永久圆柱形磁钢和场效应管及相应的电阻、电容组成,它具有灵敏度强,耐高温等特点,高温线圈经过接箍后感应出的电压经VMOS场效应管放大直接接到7#缆芯上。调节场效应管栅极上电阻的大小使场效应VMOS管的漏极电压为VMOS管工作电压的一半,以保证磁性定位信号的正常放大。

3 与ECLIPS5700地面系统的挂接[3]

仪器与ECLIPS5700地面系统的挂接,按以下操作步骤进行:

1)单芯自然伽马磁性定位测井仪通过7#电缆芯和电缆外皮与地面系统连接好;

2)选择735XA仪器的OCT;

3)在使用地面控制面板5756XD的情况下,面板开关置于:

PERF旋钮开关置于CCL档;

INPUT旋钮开关置于MULT1档;

FRFPWR旋钮开关置于OFF档;

SERVICE旋钮开关置于1CSVC档;

MOTORING旋钮开关置于STD档;

LOGPERF旋钮开关置于LOG档;

CENTERAP旋钮开关置于TM7档。

4)电源使用2010电源。

4 仪器应用及结论

可挂接ECLIPS5700的单芯自然伽马磁性定位测井仪在塔里木沙漠腹地和土库曼斯坦阿姆河右岸油田现场使用情况良好。

该仪器具有直径小、耐高温、承高压、性能稳定、可靠性高、集成度高等特点。仪器的成功研制使原来只从事测井作业的ECLIPS5700小队既可从事裸眼井测井又能进行射孔校深作业,提高了队伍施工作业效率,具有良好的经济效益和市场前景。

[1] 测井学编写组.测井学[M].北京:石油工业出版社,1998

[2] WesternAtlasLoggingServices.735XAPEC1996.10

[3] WesternAtlasLoggingServices.LINECONTROLPANEL 5756XA1995.4

P631.8+1

B

1004-9134(2010)02-0045-02

2009-04-15 编辑:梁保江)

邹岳元,男,1962年生,高级工程师,1983年毕业于江汉石油学院测井仪器专业,现在川庆测井公司从事测井仪器研发和维修工作,测井公司仪器研修专家。邮编:400021