综合录井仪数据采集单元设计

陈厚涛(中石化胜利石油工程有限公司地质录井公司 山东东营 257000)

随着钻井技术的不断发展，钻井技术对录井技术的效率和质量也提出了更高的要求。综合录井技术是一个综合的系统，涉及到石油钻井、数据采集、计算机处理、色谱分析等多个学科和行业知识。综合录井仪器可以实现钻井过程中实时录井数据采集，包括钻井过程中钻速、井深、排量、泵压等钻井参数，同时还包括钻井液、油气显示等地层资料，通过对钻井参数的实时监控，及时的发现井下异常状况，同时可以有效的发现井下的油气储层，从而提高石油钻井的质量，及时的发现问题，充分的发现油气资源，提高石油勘探开发的经济效益。随着录井技术的不断发展，综合录井仪器种类和数量等都得到了飞速发展。综合录井仪器经过不断的发展，已经出现了近五十种综合录井仪。综合录井仪器种类的多样化，满足了用户各种个性的需求，提高了仪器应付实际情况的能力。但是也带了一些问题，其中非常突出的是综合录井仪数据采集单元的通用性问题。文章分析了现有综合录井仪的现状，研究了一种通用的录井数据采集单元。

一、综合录井仪器现状分析

现阶段综合录井仪器存在的主要问题有，首先综合录井仪器的种类繁多，各种各样的综合录井仪采用的标准不一致。综合录井设备的主要部件色谱仪、数据采集等部分，虽然工作的原理基本相同，但是没有统一的设计和操作标准。随着电子设备、计算机系统的不断发展，给予了综合录井仪器更大的发展空间，但是随着设备的不断发展，设备的类型和采用标准也不尽相同，这就给系统的通用性、设备维护等方面带来了诸多问题，从而影响到综合录井仪的继续发展。由于综合录井仪器的类型和标准各不相同，为了能够保证综合录井仪器的正常运行，设备部件出现问题后能够及时的更换设备，每个综合录井仪器的客户，需要备用大量的综合录井仪器配件，这样造成了大量的资源浪费，同时还会大大增加系统的成本。同时录井仪器的类型和标准不同，系统的通用性和稳定性较差，很难形成一种通用的、运行持久的综合录井系统。综合录井仪器出现问题后，如果没有备用部件，必须从原厂家进货，会耗费大量的时间和成本，造成资源的浪费。如果是国内的综合录井仪器，出现这种问题还好解决一些，但是如果是进口的设备，解决问题需要时间长，消耗的成本要更高。随着综合录井仪器的发展，有些厂家逐渐的发展，而有些已经倒闭，有些已经转型。对于已经倒闭或者转型企业生产的综合录井仪，综合录井仪出现问题后，要进行综合录井仪的维修更加困难。如果录井仪的关键部位出现问题，容易导致综合录井仪器的报废。综合录井仪器类型和标准的多样化，增加了综合录井仪器检测的难度，根据国家有关规定和石油行业标准，要定期进行综合录井仪器的检测工作，由于种类和型号的不同，每一种综合录井仪都需要特定的检验仪器和标准，这样给仪器的检验工作带来了巨大的难度，增加了检测的成本。

二、综合录井仪器通用采集单元设计

综合录井仪通用数据采集单元主要包括两个方面，一个是钻井工程数据采集单元，另一个是气体数据采集单元。钻井工程数据采集单元利用钻井井场上多个数据采集传感器，将录井需要的参数，逐个自动采集，采用特定的数据传输方式，将传感器采集的数据信息输送到数据采集软件，这样就能在传感器采集信息和综合录井分析软件之间，形成数据共享。工程数据的采集单元包括数据采集和传输硬件部分，和数据采集的分析控制软件部分。综合录井仪的数据采集传输硬件部分，又包括信号的处理部分和计算机部分。信号处理部分实现了信号的分析处理。计算机则是系统分析软件的载体。随着综合录井仪器的不断发展，综合录井仪数据采集单元逐渐的走向专业化和标准化。数据采集单元的传感器通常采用常规的电流传感器或是脉冲传感器。通过对数据采集单元接头通用性改进，可以实现数据采集单元接口和传感器的高效配合，提高了综合录井仪数据采集单元电路的通用性和简便性。在设计的过程中注重信号的规范性，设计数据采集的调理电路。在保证数据采集功能的前提下，结合综合录井仪的实际工作环境，数据采集单元要具有防爆和防雷击的功能。数据传感器工作过程中使用直流电源，包括二十四伏和六伏两种。电流传感器采用三十二路传感器，系统的控制面板中会显示信号的状态。绞车传感器数据信息要经过一定的处理和修正，采集数据信号频率为一百赫兹。传感器采集到的信息要经过去噪处理，同时信号的传输过程中要注意防爆。在实际的操作过程中，利用绞车的传感器信息，分析出数据采集系统大钩的高度。绞车传感器测量出绞车的位置信息，然后将测得的绞车信息转化成脉冲信号，脉冲信号通过信号传输系统传输，大钩上的传感器接收到脉冲信号后，又将脉冲信号分成两部分。两部分的脉冲位置信号，通过转换和滤除等信号处理过程，采用特定的信号变换方式，将脉冲信号变换成实际的位置信息，并且在显示屏中显示。传感器电力来自系统的供电单元，其中绞车传感器的电源为六伏直流电源，其他传感器则用二十四伏的直流电源。

结束语

综合录井仪的应用发展，对于提高石油钻井的效率和质量，及时的发现油气储层，具有重要的作用，数据采集单元作为综合录井仪器的重要部分，其测量的精度和通用性是反应综合录井仪器水平的关键。综合录井技术是一个综合系统，涉及钻井、数据采集、计算机处理、色谱分析等多个学科和行业知识。综合录井仪器类型和标准的多样化，增加了综合录井仪器检测的难度。综合录井仪通用采集单元主要包括钻井工程数据采集单元和气体信息的采集单元。结合综合录井仪的实际工作环境，综合录井仪数据采集单元要具有防爆和防雷击的功能。通过研究为提高综合录井仪器数据采集的效率和通用性奠定了基础。

[1]王志章，周新源,蔡毅等.综合录井技术面临的挑战及对策[J].测井技术，2004.

[2]郑基英编.综合录井仪器及录井解释[M],江汉石油学院，1991.

[3]张卫，姜浩，戴永寿.综合录井仪的研制[J].微计算机应用，2003.