专利名称：测井电缆深度磁性记号标定仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测井电缆深度磁性记号自动标定仪。
深度磁性记号，是在电缆外表钢丝上，每相距25米一点磁化形成的一系列磁性点。测井作业时作为度量井深的尺子使用。电缆在测井作业时，处于连续上起运动中，除了自身的重量及悬挂测井仪的重量外，还受到井内液体的阻力，因此，电缆各段的张力不同，伸长程度有所不同。如果要使深度记号成为度量井深的准确量具，那么，电缆深度记号应在测井作业现埸进行标定。
给处于连续运动中的电缆标定深度磁性记号时，由于磁化过程需要持续一定时间，在持续时间内，电缆移动速度快慢不同，会使标定后深度记号不均匀，表现为速度对标定精度有严重影响。
目前，对测井电缆进行深度磁性记号标定，普遍采用的手工丈量方法，劳动强度大，丈量、磁化都在静止状态下进行，不能模拟井液阻力导致的电缆张力变化及伸长，误差很大。
本实用新型的目的在于，解决现有技术的不足，提供一种实现张力完全模拟，标定精度高，体积小，便于携带，适用于野外作业使用的自动标定仪。
本实用新型是这样实现的，在电缆连续上起运动中，使用长度为1米的小尺寸对电缆进行连续取样，每当电缆上移25米时，自动对电缆标定深度记号。采用抗干扰性能强的中点检测电路，计算机自动控制及无速度影响的1米长度取样电路，有效地解决了标定精度不受速度影响，长度取样探头直线排列，电缆对取样尺寸无磨损。标定仪体积小，在测井作业时使用，实现了电缆张力的完全模拟。
图1为标定仪的使用状况图。
图2为标定仪电气原理方框图。
图3为中点检测电路图。
图4为注磁电路图。
图5为整机电路图。
以下结合附图对本实用新型作详细说明。
图1示出了该标定仪的使用状况。将园柱形的标定仪置于井口处，由滑轮组2夹住电缆11。滑轮组2固定于标定仪机身1上，其中的小滑轮是可以张合的，张开时放入取出电缆，合拢时夹住电缆，使电缆与标定仪保持水平方向的位置稳定。标定仪密封的内部设有，每25米一次的深度记号磁化线圈10，每1米一次的取样记号磁化线圈7，接收线圈8、9，中点检测电路3、4，计算机5，注磁电路13、14及消磁线圈6。标定仪的外壳由非金属材料制成。开关盒12的一端与标定仪相连，另一端接电源。
图2给出了标定仪的电气原理方框图。电缆11紧靠消磁线圈6，取样记号磁化线圈7，接收线圈8、9，深度记号磁化线圈10向上连续运动。6对11进行消磁。由5、13、7、8、9、3、4组成的长度取样电路，对11进行基准长度为1米的连续取样计数。在取样计数的基础上，每当11上移25米时，计算机5向注磁电路14发出注磁指令，14向线圈10输出脉冲电流产生磁埸，磁化10处的电缆成为深度磁性记号。
1米长度取样电路工作原理接收线圈8、9的距离固定为100mm，磁化线圈7到9的距离固定为S，设取样基准长度为L＝1米，且有L＝S＋S1，测定7与注磁电路13的磁化脉冲电流宽度(磁化持续时间)的一半为T1。将S1与T1的数值输入计算机5。注磁线圈7，注磁电路13在计算机5的控制下，对电缆11磁化出取样记号15。取样磁性记号15在7处磁化形成以后，随电缆一起上移通过8到9时，移动距离为S。在15的中间点到达8、9时，中点检测电路3、4分别检测出中点到达时刻，输出两个负脉冲作为中点到达信号至计算机5。两个负脉冲的时间差T代表15由8到9的运动时间，5根据T的数值计算电缆11上起速度为U＝100／T，并计算15自9点起，再上移S1距离所需时间为T2＝S1／U，从T2中减去T1得T3＝T2－T1＝S1×T／100－T1。于是，5进行如下控制，自15的中点到达9的时刻起，延时T3后，5提前向注磁电路13发出取样记号16的注磁指令，13向7注入脉冲电流，则16在7处的电缆11上开始形成。对16的磁化持续进行到T1时间时，15自9点起上移距离为(T3＋T1)×U＝T2×U＝S1，15至7的距离为S＋S1＝L。而此时7对16的磁化过程刚好进行到一半，到达16的中点，则15与16的中点距离为取样基准长度L＝S＋S1。L的数值完全克服速度的影响。对16的磁化再进行T1时结束，完成一次长度取样。当16又上移经过8到达9时，电路又重复上述长度取样过程。每完成一次长度取样，5进行一次加1计数。
1米长度取样电路的优点在于(1)在取样记号16磁化前，总是根据15通过8、9的时间T，由5计算电缆11的瞬时速度U，再根据U选取磁化延时量T3，最终保证两取样记号15与16的中点距离为取样基准长度L。且L无速度影响。(2)取样长度设为L＝S＋S1。对取样长度进行校准时，只需调整电路参数S1，不必改变机械长度S，使校准工作简单容易。(3)注磁线圈7，接收线圈8、9直线排列，电缆11对取样长度的值无磨损，使用中不用校正。
图3给出的是中点检测电路3的电路图。中点检测电路4与3相同。接收线圈8的信号输入由3A1、3A2、3A3组成的直流放大器。3R4、3R5、3R6、3W1组成放大器调零电路，3C1、3C2、3C3为高频干扰抑制电容。放大输出信号17由取样记号15上移通过8时，发生电磁感应产生，其特点是信号频率在1Hz左右，其上迭加着较大的干扰。信号负半周至正半周的过零点，是本中点检测电路检测点，它对应着取样记号15的中点。信号17的一路经3R8输入由3A4、3R9、3R10、3R11、3R12、3C5、3C6组成的滤波电路，滤波信号18进入3A5组成的整形电路。18与17相比，滤掉了干扰同时也产生较大相移。3A5的结构为施密特触发器，其中，3R18、3D1、3D2为输出稳幅电路，3R16为正反馈电阻，3R14为回差调节电阻，3R15、3R17为触发电平调节电阻，3A5的前沿触发电平Um＜－0.6V，后沿触发电平为0伏，3A5输出整形信号19，经3R19、3R20、3D3限幅，3C11、3R21微分后，前沿触发D型触发器3IC1翻转。3BG1是信号开关。静态时，3IC1的Q端输出低电平，3BG1处于饱和导通状态，经3R7输入的信号17被3BG1短路。当3IC1受19的触发翻转后，Q端输出高电平(信号20)至3BG1基极，3BG1截止，信号17的部分信号21通过3R7输入3A6组成的整形电路。3A6也构成一个施密特触发器，电路与3A5相同，前沿触发电平Un＜－1.8V，后沿触发电平为0V。3A6输出整形信号22，22的后沿由信号17的过零点产生。3R31、3R32、3D6把信号22限幅成正方波输入与非门3IC2组成的中点检出电路。3IC2先将正方波倒相为负方波，负方波后沿经3R33、3C12微分成正脉冲，正脉冲再由与非门倒相成负脉冲后成为中点检出信号23，由3－6端输出至计算机5的5－39端。同时，信号23再倒相为正脉冲加到3IC1的复位端，使3IC1的Q端由高电平跳变回低电平。于是，3BG1又饱和导通，信号17再次被短路，直至8又一次输入信号时，电路又重复上述中点检测过程。
中点检测电路的优点在于，使用直流放大器3A1、3A2、3A3对接收线圈8输入的低频原始信号作不变形放大。中点检出电路3IC2和整形电路3A6的输入信号总是被信号开关3BG1关闭着。只有当过零点信号快要来临时，放大信号17才被信号开关3BG1剪切成信号21输入3A6。因此，中点检出的可靠性高。信号开关3BG1的控制信号来自经3A4滤波和3A5整形的放大信号17，电路的抗干扰性能好。
图4给出的是注磁电路13的电路图。注磁电路14与13相同。由13－1端输入计算机5的注磁正脉冲信号，经与非门13IC1缓冲，13BG1功率放大后，注磁脉冲通过13D3触发可控硅13BG2导通。13－6，13－7端输入交流420V电源，由硅桥13D1整流为直流电源，通过13R4对13C3、13C4充电。电容13C3、13C4，线圈7和13BG2组成脉冲电流发生器。当13BG2触发导通时，13C3、13C4通过7放电形成脉冲电流，脉冲电流在7中产生的瞬间强磁埸，磁化电缆成为磁性记号。在13BG2导通期间，7、13C3、13C4等效为零输入响应的LC振荡回路，回路电流(即脉冲电流)进行到半个振荡周期时，13BG2关断，振荡停止。磁化结束，13C3、13C4再次充电。电流的半个周期即为磁化持续时间，该时间的一半(1／4周期)为T1。当13－1端又输入磁化脉冲时，电路又重复上述磁化过程。13R2为开路箝位电阻，13R1、13C1为开机箝位电路，保证在13－1开路和开机时，13BG2不误导通。
图5给出了整机电路图。计算机5为单片机8749，5－39和5－6端分别输入中点检测电路3、4的中点到达信号，5－12、5－13端分别向注磁电路13、14发出注磁指令。5－21至5－24端输入T1数据，数据由开关5K1调定，接通位为0，断开位为1。5－27至5－34输入S1数据，数据由5K2调定。消磁线圈6的工作电源为交流220V。
本实用新型具有以下优点(1)长度为1米的小尺寸取样，使得标定仪的体积小，便于携带和野外使用。(2)标定仪放置于井口，在测井作业时使用，所有条件和测井作业相同，实现了电缆张力的完全模拟。(3)使用了无速度影响的1米长度取样电路，整机标定精度高。(4)取样尺寸无磨损，使用中不用校正。
权利要求1.测井电缆深度磁性记号自动标定仪由滑轮组2，深度记号磁化线圈10，取样记号磁化线圈7，接收线圈8、9，消磁线圈6，注磁电路13、14，中点检测电路3、4，计算机5，控制合12及园柱形的机身1组成，其中，注磁电路13，磁化线圈7，接收线圈8、9，中点检测电路3、4，计算机5组成1米长度取样电路，对电缆11连续进行1米长度取样和计数，注磁电路14，磁化线圈10在计算机5控制下，每25米对电缆11磁化一次，从而完成深度磁性记号的标定。
2.根据权利要求1所述标定仪，其特征是1米长度取样电路中，磁化线圈7，注磁电路13在计算机5的控制下对电缆11磁化出取样记号15，当15上移通过接收线圈8、9时，中点检测电路3、4检测、输出15的中点通过8、9的时间信号至计算机5，计算机5根据两信号时差T计算电缆速度U及延时工作参数T3，延时T3后计算机5又控制13、7向电缆11磁化出取样记号16，完成一次长度取样，同时计算机5要进行加1计数，取样记号16又上移通过8、9时，电路又重复上述1米取样过程，计算机5要输入S1、T1两个电路参数，取样基准长度为L＝S＋S1＝1米，S为机械距离，S1为电路参数，调整S1即能对L进行校准，取样记号15、16的间距为取样基准长度L＝S＋S1＝1米，不受电缆11上移速度大小的影响，从而保证标定仪整机精度不受速度大小的影响。
3.根据权利要求1所述的标定仪，其特征在于中点检测电路由直流放大器3A1、3A2、3A3，滤波器3A4，整形电路3A5，信号开关3BG1，整形电路3A6，中点检出电路3IC2组成，直流放大器3A1、3A2、3A3对信号作不变形放大，中点检出电路3IC2和整形电路3A6的输入信号总是被信号开关3BG1关闭着，只有当过零点信号快要来临时，信号17才能通过信号开关，进入3A6，从而保证了中点检出电路工作的可靠性，信号开关3BG1的控制信号来自经3A4滤波和3A5整形后的放大信号17，加强了电路的抗干扰性能。
专利摘要本实用新型涉及一种用于对矿场测井电缆作深度记号的测井电缆深度磁性记号标定仪。它主要由注磁电路、中点检测电路计算机电路及注磁线圈、接收线圈等组成。该标定仪体积小，重量轻、便于推带、适于野外作业，具有很高的标定精度。
文档编号E21B47/04GK2112686SQ91214830
公开日1992年8月12日 申请日期1991年8月13日 优先权日1991年8月13日
发明者高智林 申请人:四川石油管理局测井公司