專利名稱：測井電纜深度磁性記號標(biāo)定儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種測井電纜深度磁性記號自動標(biāo)定儀。
深度磁性記號，是在電纜外表鋼絲上，每相距25米一點磁化形成的一系列磁性點。測井作業(yè)時作為度量井深的尺子使用。電纜在測井作業(yè)時，處于連續(xù)上起運動中，除了自身的重量及懸掛測井儀的重量外，還受到井內(nèi)液體的阻力，因此，電纜各段的張力不同，伸長程度有所不同。如果要使深度記號成為度量井深的準(zhǔn)確量具，那么，電纜深度記號應(yīng)在測井作業(yè)現(xiàn)埸進(jìn)行標(biāo)定。
給處于連續(xù)運動中的電纜標(biāo)定深度磁性記號時，由于磁化過程需要持續(xù)一定時間，在持續(xù)時間內(nèi)，電纜移動速度快慢不同，會使標(biāo)定后深度記號不均勻，表現(xiàn)為速度對標(biāo)定精度有嚴(yán)重影響。
目前，對測井電纜進(jìn)行深度磁性記號標(biāo)定，普遍采用的手工丈量方法，勞動強度大，丈量、磁化都在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行，不能模擬井液阻力導(dǎo)致的電纜張力變化及伸長，誤差很大。
本實用新型的目的在于，解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種實現(xiàn)張力完全模擬，標(biāo)定精度高，體積小，便于攜帶，適用于野外作業(yè)使用的自動標(biāo)定儀。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的，在電纜連續(xù)上起運動中，使用長度為1米的小尺寸對電纜進(jìn)行連續(xù)取樣，每當(dāng)電纜上移25米時，自動對電纜標(biāo)定深度記號。采用抗干擾性能強的中點檢測電路，計算機自動控制及無速度影響的1米長度取樣電路，有效地解決了標(biāo)定精度不受速度影響，長度取樣探頭直線排列，電纜對取樣尺寸無磨損。標(biāo)定儀體積小，在測井作業(yè)時使用，實現(xiàn)了電纜張力的完全模擬。


圖1為標(biāo)定儀的使用狀況圖。
圖2為標(biāo)定儀電氣原理方框圖。
圖3為中點檢測電路圖。
圖4為注磁電路圖。
圖5為整機電路圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作詳細(xì)說明。
圖1示出了該標(biāo)定儀的使用狀況。將園柱形的標(biāo)定儀置于井口處，由滑輪組2夾住電纜11?；喗M2固定于標(biāo)定儀機身1上，其中的小滑輪是可以張合的，張開時放入取出電纜，合攏時夾住電纜，使電纜與標(biāo)定儀保持水平方向的位置穩(wěn)定。標(biāo)定儀密封的內(nèi)部設(shè)有，每25米一次的深度記號磁化線圈10，每1米一次的取樣記號磁化線圈7，接收線圈8、9，中點檢測電路3、4，計算機5，注磁電路13、14及消磁線圈6。標(biāo)定儀的外殼由非金屬材料制成。開關(guān)盒12的一端與標(biāo)定儀相連，另一端接電源。
圖2給出了標(biāo)定儀的電氣原理方框圖。電纜11緊靠消磁線圈6，取樣記號磁化線圈7，接收線圈8、9，深度記號磁化線圈10向上連續(xù)運動。6對11進(jìn)行消磁。由5、13、7、8、9、3、4組成的長度取樣電路，對11進(jìn)行基準(zhǔn)長度為1米的連續(xù)取樣計數(shù)。在取樣計數(shù)的基礎(chǔ)上，每當(dāng)11上移25米時，計算機5向注磁電路14發(fā)出注磁指令，14向線圈10輸出脈沖電流產(chǎn)生磁埸，磁化10處的電纜成為深度磁性記號。
1米長度取樣電路工作原理接收線圈8、9的距離固定為100mm，磁化線圈7到9的距離固定為S，設(shè)取樣基準(zhǔn)長度為L＝1米，且有L＝S＋S1，測定7與注磁電路13的磁化脈沖電流寬度(磁化持續(xù)時間)的一半為T1。將S1與T1的數(shù)值輸入計算機5。注磁線圈7，注磁電路13在計算機5的控制下，對電纜11磁化出取樣記號15。取樣磁性記號15在7處磁化形成以后，隨電纜一起上移通過8到9時，移動距離為S。在15的中間點到達(dá)8、9時，中點檢測電路3、4分別檢測出中點到達(dá)時刻，輸出兩個負(fù)脈沖作為中點到達(dá)信號至計算機5。兩個負(fù)脈沖的時間差T代表15由8到9的運動時間，5根據(jù)T的數(shù)值計算電纜11上起速度為U＝100／T，并計算15自9點起，再上移S1距離所需時間為T2＝S1／U，從T2中減去T1得T3＝T2－T1＝S1×T／100－T1。于是，5進(jìn)行如下控制，自15的中點到達(dá)9的時刻起，延時T3后，5提前向注磁電路13發(fā)出取樣記號16的注磁指令，13向7注入脈沖電流，則16在7處的電纜11上開始形成。對16的磁化持續(xù)進(jìn)行到T1時間時，15自9點起上移距離為(T3＋T1)×U＝T2×U＝S1，15至7的距離為S＋S1＝L。而此時7對16的磁化過程剛好進(jìn)行到一半，到達(dá)16的中點，則15與16的中點距離為取樣基準(zhǔn)長度L＝S＋S1。L的數(shù)值完全克服速度的影響。對16的磁化再進(jìn)行T1時結(jié)束，完成一次長度取樣。當(dāng)16又上移經(jīng)過8到達(dá)9時，電路又重復(fù)上述長度取樣過程。每完成一次長度取樣，5進(jìn)行一次加1計數(shù)。
1米長度取樣電路的優(yōu)點在于(1)在取樣記號16磁化前，總是根據(jù)15通過8、9的時間T，由5計算電纜11的瞬時速度U，再根據(jù)U選取磁化延時量T3，最終保證兩取樣記號15與16的中點距離為取樣基準(zhǔn)長度L。且L無速度影響。(2)取樣長度設(shè)為L＝S＋S1。對取樣長度進(jìn)行校準(zhǔn)時，只需調(diào)整電路參數(shù)S1，不必改變機械長度S，使校準(zhǔn)工作簡單容易。(3)注磁線圈7，接收線圈8、9直線排列，電纜11對取樣長度的值無磨損，使用中不用校正。
圖3給出的是中點檢測電路3的電路圖。中點檢測電路4與3相同。接收線圈8的信號輸入由3A1、3A2、3A3組成的直流放大器。3R4、3R5、3R6、3W1組成放大器調(diào)零電路，3C1、3C2、3C3為高頻干擾抑制電容。放大輸出信號17由取樣記號15上移通過8時，發(fā)生電磁感應(yīng)產(chǎn)生，其特點是信號頻率在1Hz左右，其上迭加著較大的干擾。信號負(fù)半周至正半周的過零點，是本中點檢測電路檢測點，它對應(yīng)著取樣記號15的中點。信號17的一路經(jīng)3R8輸入由3A4、3R9、3R10、3R11、3R12、3C5、3C6組成的濾波電路，濾波信號18進(jìn)入3A5組成的整形電路。18與17相比，濾掉了干擾同時也產(chǎn)生較大相移。3A5的結(jié)構(gòu)為施密特觸發(fā)器，其中，3R18、3D1、3D2為輸出穩(wěn)幅電路，3R16為正反饋電阻，3R14為回差調(diào)節(jié)電阻，3R15、3R17為觸發(fā)電平調(diào)節(jié)電阻，3A5的前沿觸發(fā)電平Um＜－0.6V，后沿觸發(fā)電平為0伏，3A5輸出整形信號19，經(jīng)3R19、3R20、3D3限幅，3C11、3R21微分后，前沿觸發(fā)D型觸發(fā)器3IC1翻轉(zhuǎn)。3BG1是信號開關(guān)。靜態(tài)時，3IC1的Q端輸出低電平，3BG1處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)，經(jīng)3R7輸入的信號17被3BG1短路。當(dāng)3IC1受19的觸發(fā)翻轉(zhuǎn)后，Q端輸出高電平(信號20)至3BG1基極，3BG1截止，信號17的部分信號21通過3R7輸入3A6組成的整形電路。3A6也構(gòu)成一個施密特觸發(fā)器，電路與3A5相同，前沿觸發(fā)電平Un＜－1.8V，后沿觸發(fā)電平為0V。3A6輸出整形信號22，22的后沿由信號17的過零點產(chǎn)生。3R31、3R32、3D6把信號22限幅成正方波輸入與非門3IC2組成的中點檢出電路。3IC2先將正方波倒相為負(fù)方波，負(fù)方波后沿經(jīng)3R33、3C12微分成正脈沖，正脈沖再由與非門倒相成負(fù)脈沖后成為中點檢出信號23，由3－6端輸出至計算機5的5－39端。同時，信號23再倒相為正脈沖加到3IC1的復(fù)位端，使3IC1的Q端由高電平跳變回低電平。于是，3BG1又飽和導(dǎo)通，信號17再次被短路，直至8又一次輸入信號時，電路又重復(fù)上述中點檢測過程。
中點檢測電路的優(yōu)點在于，使用直流放大器3A1、3A2、3A3對接收線圈8輸入的低頻原始信號作不變形放大。中點檢出電路3IC2和整形電路3A6的輸入信號總是被信號開關(guān)3BG1關(guān)閉著。只有當(dāng)過零點信號快要來臨時，放大信號17才被信號開關(guān)3BG1剪切成信號21輸入3A6。因此，中點檢出的可靠性高。信號開關(guān)3BG1的控制信號來自經(jīng)3A4濾波和3A5整形的放大信號17，電路的抗干擾性能好。
圖4給出的是注磁電路13的電路圖。注磁電路14與13相同。由13－1端輸入計算機5的注磁正脈沖信號，經(jīng)與非門13IC1緩沖，13BG1功率放大后，注磁脈沖通過13D3觸發(fā)可控硅13BG2導(dǎo)通。13－6，13－7端輸入交流420V電源，由硅橋13D1整流為直流電源，通過13R4對13C3、13C4充電。電容13C3、13C4，線圈7和13BG2組成脈沖電流發(fā)生器。當(dāng)13BG2觸發(fā)導(dǎo)通時，13C3、13C4通過7放電形成脈沖電流，脈沖電流在7中產(chǎn)生的瞬間強磁埸，磁化電纜成為磁性記號。在13BG2導(dǎo)通期間，7、13C3、13C4等效為零輸入響應(yīng)的LC振蕩回路，回路電流(即脈沖電流)進(jìn)行到半個振蕩周期時，13BG2關(guān)斷，振蕩停止。磁化結(jié)束，13C3、13C4再次充電。電流的半個周期即為磁化持續(xù)時間，該時間的一半(1／4周期)為T1。當(dāng)13－1端又輸入磁化脈沖時，電路又重復(fù)上述磁化過程。13R2為開路箝位電阻，13R1、13C1為開機箝位電路，保證在13－1開路和開機時，13BG2不誤導(dǎo)通。
圖5給出了整機電路圖。計算機5為單片機8749，5－39和5－6端分別輸入中點檢測電路3、4的中點到達(dá)信號，5－12、5－13端分別向注磁電路13、14發(fā)出注磁指令。5－21至5－24端輸入T1數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由開關(guān)5K1調(diào)定，接通位為0，斷開位為1。5－27至5－34輸入S1數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由5K2調(diào)定。消磁線圈6的工作電源為交流220V。
本實用新型具有以下優(yōu)點(1)長度為1米的小尺寸取樣，使得標(biāo)定儀的體積小，便于攜帶和野外使用。(2)標(biāo)定儀放置于井口，在測井作業(yè)時使用，所有條件和測井作業(yè)相同，實現(xiàn)了電纜張力的完全模擬。(3)使用了無速度影響的1米長度取樣電路，整機標(biāo)定精度高。(4)取樣尺寸無磨損，使用中不用校正。
權(quán)利要求1.測井電纜深度磁性記號自動標(biāo)定儀由滑輪組2，深度記號磁化線圈10，取樣記號磁化線圈7，接收線圈8、9，消磁線圈6，注磁電路13、14，中點檢測電路3、4，計算機5，控制合12及園柱形的機身1組成，其中，注磁電路13，磁化線圈7，接收線圈8、9，中點檢測電路3、4，計算機5組成1米長度取樣電路，對電纜11連續(xù)進(jìn)行1米長度取樣和計數(shù)，注磁電路14，磁化線圈10在計算機5控制下，每25米對電纜11磁化一次，從而完成深度磁性記號的標(biāo)定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述標(biāo)定儀，其特征是1米長度取樣電路中，磁化線圈7，注磁電路13在計算機5的控制下對電纜11磁化出取樣記號15，當(dāng)15上移通過接收線圈8、9時，中點檢測電路3、4檢測、輸出15的中點通過8、9的時間信號至計算機5，計算機5根據(jù)兩信號時差T計算電纜速度U及延時工作參數(shù)T3，延時T3后計算機5又控制13、7向電纜11磁化出取樣記號16，完成一次長度取樣，同時計算機5要進(jìn)行加1計數(shù)，取樣記號16又上移通過8、9時，電路又重復(fù)上述1米取樣過程，計算機5要輸入S1、T1兩個電路參數(shù)，取樣基準(zhǔn)長度為L＝S＋S1＝1米，S為機械距離，S1為電路參數(shù)，調(diào)整S1即能對L進(jìn)行校準(zhǔn)，取樣記號15、16的間距為取樣基準(zhǔn)長度L＝S＋S1＝1米，不受電纜11上移速度大小的影響，從而保證標(biāo)定儀整機精度不受速度大小的影響。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標(biāo)定儀，其特征在于中點檢測電路由直流放大器3A1、3A2、3A3，濾波器3A4，整形電路3A5，信號開關(guān)3BG1，整形電路3A6，中點檢出電路3IC2組成，直流放大器3A1、3A2、3A3對信號作不變形放大，中點檢出電路3IC2和整形電路3A6的輸入信號總是被信號開關(guān)3BG1關(guān)閉著，只有當(dāng)過零點信號快要來臨時，信號17才能通過信號開關(guān)，進(jìn)入3A6，從而保證了中點檢出電路工作的可靠性，信號開關(guān)3BG1的控制信號來自經(jīng)3A4濾波和3A5整形后的放大信號17，加強了電路的抗干擾性能。
專利摘要本實用新型涉及一種用于對礦場測井電纜作深度記號的測井電纜深度磁性記號標(biāo)定儀。它主要由注磁電路、中點檢測電路計算機電路及注磁線圈、接收線圈等組成。該標(biāo)定儀體積小，重量輕、便于推帶、適于野外作業(yè)，具有很高的標(biāo)定精度。
文檔編號E21B47/04GK2112686SQ91214830
公開日1992年8月12日 申請日期1991年8月13日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月13日
發(fā)明者高智林 申請人:四川石油管理局測井公司