接箍磁定位测井短节以及具有该短节的高速遥传测井仪的制作方法

本发明属于石油测井仪器中的磁测井仪器的领域，特别是涉及一种基于高速遥传测井仪的CAN总线的数字化接箍磁定位测井短节以及具有该短节的高速遥传测井仪，主要基于电磁感应方式确定入井套管管具等的管串结构，是快速平台遥传仪器的探头部分之一。

背景技术：

基于CAN总线的数字化接箍磁定位测井短节属于磁测井系列，是快速平台遥传仪器的探头部分之一，主要用于确定入井管具的管串结构。图1是磁性定位器的基本结构，如图1所示，磁性定位器的核心是一对磁极相对的永久磁钢和缠绕在其间的线圈。

在套管井中，套管接箍处的外形以及结构与其它地方不同，因此，当磁定位测井仪（磁性定位器）经过套管接箍处时，会引起永久磁钢磁通量的变化，从而在绕组（线圈）中产生一个感应电信号。

在测井的过程中，当如上所述的磁定位仪器通过套管接箍处时，由于套管接箍处的金属壁的厚度变厚，所以会引起仪器内的永久磁钢的磁通的变化。当磁定位仪器进入套管接箍的变厚部分时，通过线圈的磁力线增多，变化的磁力线切割线圈绕组，从而产生一个感应电动势。当磁定位仪器离开套管接箍的变厚部分时，通过线圈的磁力线减少，从而在线圈中产生一个反极性的感应电动势，在这个过程中形成一个感应电位峰值，成为接箍测量信号。在图2的（a）～（e）中示出了上述过程。如图2的（e）中的图形所示那样，近似为1Hz左右的信号。通过捕捉该变化信号（即，接箍测量信号），就能够准确地定位出套管接箍的位置，从而为固井评价和仪器的深度定位提供准确的依据。

此外，用于检测套管接箍的上述磁定位仪器所检测到的信号与磁钢强度、线圈匝数和外界磁性物质的感磁强度、测井移动速度成正比，同时与信号传输的信噪比密切相关。即，磁钢强度、线圈匝数、外界磁性物质的感磁强度、测井移动速度以及信号传输的信噪比这些参数会对上述磁定位仪器的检测精确度产生影响。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种基于高速遥传测井仪的CAN总线的数字化接箍磁定位测井短节以及具有该短节的高速遥传测井仪，能够在不同套管尺寸特别是大套管情况以及恶劣井况下确保套管接箍磁定位信号的准确性，并且能够使测井仪器小型化。

为了达到上述目的，本发明提供一种接箍磁定位测井短节，其特征在于，具备：

探头部分，包括：一对磁极相对的永久磁钢；铁芯，位于所述一对永久磁钢之间；线圈，缠绕在所述铁芯上；

数模电路处理部分，用于对由所述探头部分采集到的信号进行处理；以及

CAN总线收发模块，用于通过CAN总线向高速遥传测井仪传输由所述数模电路处理部分进行了处理的信号，并且接收来自高速遥传测井仪的信号。

此外，在本发明的接箍磁定位测井短节中，所述永久磁钢由钐钴材料构成。

此外，在本发明的接箍磁定位测井短节中，在所述数模电路处理部分采用自动增益的控制方式，能够始终将输出的信号控制在适中的程度。

此外，在本发明的接箍磁定位测井短节中，所述自动增益以如下方式实现：在增益为1的情况下，采集由所述探头部分检测到的第一个信号的波峰的值，根据该值偏大还是偏小自动地设置增益，从而实现信号的动态调节。

此外，在本发明的接箍磁定位测井短节中，所述线圈的匝数是预先通过测试不同直径套管的信号幅度而确定的。

此外，本发明提供一种高速遥传测井仪，其特征在于，

具备：接箍磁定位测井短节，位于所述高速遥传测井仪的最上端，通过CAN总线与所述高速遥传测井仪的控制器连接，

所述接箍磁定位测井短节能够通过CAN总线在与所述高速遥传测井仪之间进行信号的发送和接收。

此外，在本发明的高速遥传测井仪中，

所述接箍磁定位测井短节具备：

探头部分，包括：一对磁极相对的永久磁钢；铁芯，位于所述一对永久磁钢之间；线圈，缠绕在所述铁芯上；

数模电路处理部分，用于对由所述探头部分采集到的信号进行处理；以及

CAN总线收发模块，用于通过CAN总线向所述高速遥传测井仪传输由所述数模电路处理部分进行了处理的信号，并且接收来自所述高速遥传测井仪的信号。

此外，在本发明的高速遥传测井仪中，所述永久磁钢由钐钴材料构成。

此外，在本发明的高速遥传测井仪中，在所述数模电路处理部分采用自动增益的控制方式，能够始终将输出的信号控制在适中的程度。

此外，在本发明的高速遥传测井仪中，所述自动增益以如下方式实现：在增益为1的情况下，采集由所述探头部分检测到的第一个信号的波峰的值，根据该值偏大还是偏小自动地设置增益，从而实现信号的动态调节。

此外，在本发明的高速遥传测井仪中，所述线圈的匝数是预先通过测试不同直径套管的信号幅度而确定的。

根据本发明的接箍磁定位测井短节，由于具有CAN总线收发模块并且能够通过CAN总线与高速遥传测井仪进行数据通信，所以，提高了抗干扰性能，此外，由于永久磁钢采用了钐钴材料来构成，所以，相较之测井行业普通采用的铝镍钴材料，能够使永久磁钢的磁通量更大，这也有助于提高接箍磁定位测井短节的信号发送的抗干扰性能。此外，根据本发明的接箍磁定位测井短节，采用了自动增益控制方式，始终将传感器输出的信号控制在适中的幅度，从而保证了测量的信噪比。

此外，根据本发明的高速遥传测井仪，由于将独立的仪器变为遥传集成的短节（即，将接箍磁定位测井短节集成在高速遥传测井仪），所以，省去了大部分的电源部分，同时采用了数字化采集方案和仪器内部总线，不仅缩短了仪器的尺寸，而且由于数字处理方式的灵活性，也增强了仪器对于不同套管直径的适应性，同样地，由于在高速遥传测井仪中采用CAN总线在与接箍磁定位测井短节之间进行数据通信，所以，其抗干扰性能大大提高。

总之，根据本申请发明，基于高速遥传测井仪的CAN总线的数字化接箍磁定位测井短节，将接箍磁定位测井短节通过数字化的方式集成到高速遥传测井仪中，并通过CAN总线的仪器内部总线结构，使得短节的功能更为独立，由此，调试方便，抗干扰能力强，提高了测量的可靠性和稳定性，而新的探头结构和集成化处理电路，则提高了信噪比，缩短了短节的整体尺寸，增强了短节对于不同套管尺寸和恶劣井况下套管接箍的准确定位能力。

附图说明

图1是磁性定位器的基本结构。

图2是磁性定位器的工作原理的示意图。

具体实施方式

以下，基于附图详细地对本发明进行说明。

图1是磁性定位器的基本结构，图2是磁性定位器的工作原理的示意图。本发明的接箍磁定位测井短节的结构与图1所述的磁性定位器的结构基本相同，并且其工作原理也是类似的。

具体地说，本发明的接箍磁定位测井短节具备探头部分、数模电路处理部分以及CAN总线收发模块。探头部分包括一对磁极相对的永久磁钢、位于所述一对永久磁钢之间的铁芯以及缠绕在所述铁芯上的线圈，如图1所示那样，一对磁极相对的永久磁钢指的是两个永久磁钢的磁极的极性相同的一侧（即，N极侧或者S极侧）彼此对置配置。此外，数模电路处理部分用于对由所述探头部分采集到的信号进行处理，例如，随着套管在接箍处的磁场变化，探头部分产生电压变化信号，数模电路处理部分对采集到的信号进行处理，并且将测量信号通过仪器内部的CAN总线传给遥传系统（高速遥传测井仪）。此外，CAN总线收发模块用于通过CAN总线向高速遥传测井仪传输由所述数模电路处理部分进行了处理的信号，并且接收来自高速遥传测井仪的信号。

CAN总线作为成熟的工业总线标准，其抗干扰性能得到了充分的验证，并且，CAN总线每一个挂接的仪器都可以单独进行调试，因此，由于本发明的接箍磁定位测井短节采用CAN总线进行数据通信，所以，能够提高其抗干扰性能，即便在恶劣的环境下也能够准确地定位套管接箍位置。

此外，在本发明中，所述永久磁钢由钐钴材料构成。在本发明的设计中，永久磁钢的加工采用了不同于以往的钐钴材料，其相较之测井行业普遍采用的铝镍钴材料，这样的材料的磁通量更大，由此，在接箍磁定位测井短节通过套管接箍处时，能够产生更明显的接箍测量信号，从而提高检测的精度。

此外，在本发明中，在所述数模电路处理部分采用自动增益的控制方式，能够始终将输出的信号控制在适中的程度。例如，在本发明中，自动增益是通过测量第一个波峰的幅值实现自动调整的，即，在增益为1的情况下采集第一个波峰的值，根据该值偏大还是偏小自动设置增益，从而实现信号的动态调节。

此外，所述线圈的匝数通过实验不同直径的套管直径（最大到最小直径）而确定的，从而使传感器测得的模拟信号既不会太小也不会超出量程（也就是说，线圈的匝数是预先通过测试不同直径套管的信号幅度而最终确定下来的值，所述线圈的匝数能够满足各种套管测量的信号要求），在不同的信号幅度的情况下，能够通过自动增益调节来实现适应于不同的套管。此外，采用了更高位数的高速AD对信号进行采集，可以满足不同测井速度的需要。

进而，本发明提供了一种高速遥传测井仪，其具有接箍磁定位测井短节，即，在本发明的高速遥传测井仪中集成了接箍磁定位测井短节，接箍磁定位测井短节位于所述高速遥传测井仪的最上端，并且通过CAN总线与所述高速遥传测井仪的控制器连接，也就是说，所述接箍磁定位测井短节能够通过CAN总线在与所述高速遥传测井仪之间进行信号的发送和接收。在本发明中，通过将独立的仪器（接箍磁定位测井短节）变为遥传集成的短节，由此，省去了大部分的电源部分，同时采用了数字化采集方案和仪器内部总线，不仅缩短了仪器的尺寸，而且由于数字处理方式的灵活性，也增强了仪器对于不同套管直径的适应性。

此外，在本发明的高速遥传测井仪中，接箍磁定位测井短节是上述的短节，即，该短节具备：包括一对磁极相对的永久磁钢、位于所述一对永久磁钢之间的铁芯以及缠绕在所述铁芯上的线圈的探头部分；用于对由所述探头部分采集到的信号进行处理的数模电路处理部分；以及CAN总线收发模块，用于通过CAN总线向所述高速遥传测井仪传输由所述数模电路处理部分进行了处理的信号，并且接收来自所述高速遥传测井仪的信号。

此外，在本发明的高速遥传测井仪中，所述永久磁钢由钐钴材料构成。由于这样的材料的磁通量更大，所以，在套管接箍处时能够产生更明显的接箍测量信号，从而提高检测的精度。

此外，在本发明的高速遥传测井仪中，在所述数模电路处理部分采用自动增益的控制方式，能够始终将输出的信号控制在适中的程度。

此外，在本发明的高速遥传测井仪中，所述自动增益以如下方式实现：在增益为1的情况下，采集由所述探头部分检测到的第一个信号的波峰的值，根据该值偏大还是偏小自动地设置增益，从而实现信号的动态调节。

此外，在本发明的高速遥传测井仪中，所述线圈的匝数能够根据不同套管的直径来确定。

如上所述那样对本发明进行了说明。在本发明中，对套管接箍磁定位测井仪的探测部分进行了结构上的重新设计，使之更好的适应不同尺寸的套管及恶劣井况的测井情况；为了提高不同套管尺寸特别是大套管尺寸的信噪比，并保证仪器的可靠性稳定性，对探测部分磁缸的磁性材料等进行了重新设计；将CAN总线作为仪器内部总线，实现探头与高速遥传系统的数据传输；将CAN总线作为仪器内部的通信总线，实现探头与遥传系统的对接，避免了传统磁定位模拟信号传输过程中信噪比随线缆长度大幅度恶化的问题，保证了测量结果的稳定性和可靠性。

以上对本申请发明进行了说明，但是，但是并不限于此，应该理解为能够在本发明宗旨的范围内进行各种变更，并且，这些都在本发明的范围内。