基于虚拟仪器的深度轮误差校正系统设计

发布时间：2020-07-30 21:54

【摘要】：深度测量是电缆测井的基础,它的精确与否直接影响测井结果的评价与后续工作的开展,是能否准确掌握油气藏位置信息的前提。深度测量系统的误差校正是测井工作中不可避免的一个环节,快速地获取其深度轮准确的误差校正系数具有重要的工程实用意义。针对电缆测井测深系统深度轮的磨损和电缆的拉伸,本课题阐述了其误差校正的理论,提出了一个快速有效的误差校正方法,设计出一套可靠的深度轮误差校正系统。本文的主要研究内容如下:(1)根据深度轮磨损引起的测量误差特点,确定了深度校正方法,完成了深度轮误差校正系统的总体方案设计,该方案具有成本低、速度快和精度高等优点。(2)选用步进电机与伺服电机实现运动控制,以PCI控制卡为核心搭建了运动控制子系统。由步进电机构建的子模块完成了测深系统的精确移动控制,由伺服电机构成的子模块实现了电缆的拉伸控制。(3)选用线性光栅尺作为长度测量的基准,以PCI计数卡为核心搭建了数据采集子系统,完成了深度轮旋转编码器和线性光栅尺的数据采集。通过测试数据与基准数据的比较实现了深度轮的误差校正。(4)结合硬件系统,开展了校正系统的软件设计。分析了软件需求,完成了软件整体架构设计,以LabVIEW为开发平台编写了虚拟仪器程序,实现了全自动误差校正、手动电机控制、编码器校验。系统软件具有简单易用的操作界面,完整的数据存储、准确的结果生成、参数设置、报表生成等功能。(5)制造了系统样机,配合2530型马丁代克测深系统进行了测试实验,并对本系统的误差进行了简单的分析。误差校正系数结果与使用套管节箍信号法在标准井中得到的基本一致,极限误差为63μm,系统精度符合设计要求。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.81
【图文】：

测深系统

测深系统结构和其与电缆的位置关系如图1.2 所示。每个马丁代克测深系统一般有 2 组深度轮与旋转光电编码器，用于提高测深精度，保证测深可靠性，2 个深度轮之间用弹簧夹紧电缆。用绞车控制测井仪器的下放与上拉，电缆的运动带动深度轮旋转，深度轮的旋转再带动与之同轴的编码器转动[4]，测井深度和电缆运动经过的长度对应。旋转光电编码器是一种将角位移转换为光电信号的装置，它输出的正交编码脉冲数对应电缆的运动距离。

误差校正,软件界面,电缆

模拟井下受力情况对其施加一定拉力来检验、校正来完成，应根据不同型号、直作时两深度轮间隙小于电缆直径，或是用量避免打滑情况的发生[6]。现状井深度测量系统进行误差校正的方式主要模校正均匀分布的杆状模型，电缆在上提和下保持铅垂，得出电缆下放和上拉时拉伸误与缆索直径、弹性模量以及电缆下放长井液浮力、井壁摩擦力、井液静压力等影对缆长拉伸误差进行数学建模，编写自动[7]：

深度测量系统,马丁

图 2.2 5700 型马丁代克深度测量系统Fig. 2.2 Type 5700 Martin-Decker system对深度轮进行误差校正需要得知其精确的磨损量。简单地测量其磨损后的直径再算出对应周长是不可行的，原因有以下几点：1）深度轮的磨损在其一周 360度上不一定是均匀的，不能简单地只测一个方向上的直径；2）马丁代克测深系统本身的结构导致没有空间放置精确测量深度轮周长的仪器，拆卸深度轮需要专业的人员与设备，甚至需要返回制造厂商，与快捷有效的误差校正要求相悖；3）深度轮和电缆是作为一个有机整体工作的，电缆表面由钢丝铠甲保护，如图 2.3 所示，形状比较复杂，实际测量中不能简单地单独考虑深度轮周长作为误差校正依据。实际工作中，经常会出现随着电缆拉力改变，测深读数也跟着变化的情况。

【参考文献】