一种磁定位测井仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种磁定位测井仪。
【背景技术】
[0002]石油测井系统中必须准确地测定测井仪器在井筒中的位置和深度。油气井的井筒是由固定长度为L的特制钢质套管通过接箍连接在一起构成的，因此依次记录套管的个数N就可确定测井仪器在井筒中的深度位置H = L*N。
[0003]常规井下套管接箍测井仪(CCL)是利用两块磁钢、一只接收线圈和电子线路组成。测井时，通过检测接收线圈感应电压Ei随套管接箍的变化(Ei = -N*d(i)/dt)来记录并确定接箍的个数。再根据H = L*N计算出井下地层的准确深度。
[0004]原CCL测井时会因套管老化或套管直径较大产生接箍漏测、套管破损时产生误测。尤其在产气井中，套管之间的连接不再是通过套管接箍连接，而是改为两支套管的丝扣(西姆莱斯扣)直接连接。原CCL因测量不到西姆莱斯扣而无法正常工作。目前，仅有专利一电磁聚焦套管丝扣(接箍)测井仪一能够测出西姆莱斯扣，但它存在体积大、线路复杂、温度漂移大、测量曲线易受套管破损影响的缺点。
[0005]另外，原CCL还存在测量曲线易受套管破损影响和测量曲线的幅度受仪器测井速度影响的缺点。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型提供了一种磁定位测井仪，主要解决了原CCL因测量灵敏度不够高，会在套管老化时易漏测、套管破损时误测以及在新型套管中不能测出西姆莱斯扣等不理想的问题。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:包括弹簧臂，以及设置于弹簧臂上的形状相同、体积相等的前磁钢和后磁钢；前磁钢和后磁钢通过导磁板相连，并且分别置于导磁板的两端；前磁钢和后磁钢内部的磁场方向均与弹簧臂垂直，且前磁钢与后磁钢内部的磁场方向相反；前磁钢和后磁钢外部的磁场通过导磁板形成恒定磁场；前磁钢与后磁钢之间设置有用于测量前套管与后套管相连处的套管接箍处或套管丝扣处磁阻变化的霍尔元件；霍尔元件的信号输出端上连接有保证前置放大电路在套管磁阻没有变化时，输出信号为零的调零电路；前磁钢与后磁钢的外侧分别设置有与导磁板以及弹簧臂相配合将霍尔元件密封的密封罩。
[0008]所述的导磁板为能够与前磁钢和后磁钢相配合使磁感线通过其内部，形成恒定磁场的背铁，背铁的两端均与设置于前磁钢和后磁钢外侧的密封罩配合密封。
[0009]所述的前磁钢与后磁钢之间的弹簧臂上设置有用于安装霍尔元件的霍尔元件安装座。
[0010]所述的霍尔元件安装座与后磁钢之间设置有用于固定霍尔元件安装座的固定块。
[0011]所述的霍尔元件的电源接口以及信号输出端通过套装有过线管的导线与凋零电路以及电源相连。
[0012]所述的凋零电路包括仪表放大器以及控制电阻，控制电阻的控制端连接到仪表放大器的反相输入端上，仪表放大器的正相输入端与霍尔元件的信号输出端相连。
[0013]所述仪表放大器的输出端将放大后的信号输入到低通滤波器中，滤掉高频干扰信号，再经过压频转换器处理为能够记录的套管接箍信号或套管丝扣信号，并输出。
[0014]所述低通滤波器的截止频率为25Hz。
[0015]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:
[0016]1、具有非常高的灵敏度，可以检测出套管磁阻微小的变化。
[0017]本实用新型采用高灵敏度微功耗的霍尔元件代替接收线圈，采用调零电路后，仪器测量精度提高很多。可以适应任何种类的油、套管接箍井的测量。
[0018]2、线路简单、结构简单、体积小。
[0019]与原CCL相比，本实用新型用霍尔元件代替原结构复杂的感应线圈以后，恒磁磁钢体积也可以减小很多；使仪器体积减小、结构简单，性价比也提高。
[0020]与电磁聚焦套管丝扣(接箍)测井仪相比，本实用新型没有交流发射线圈，省去了发射驱动部分的电子线路，因而线路简单、结构简单，体积也小。
[0021]3、测量结果准确率高。
[0022]本实用新型检测探头体积小，可采用灯笼体结构一周设计多个检测探头紧贴井壁测量，输出的多路CCL曲线通过对比，可以有效地排除井下套管破损的干扰。
[0023]4、温度漂移小。
[0024]本实用新型中采用的霍尔元件的温度漂移系数为±0.lmV/°C，最高输出电压为4.15V，即温度变化100°C，输出电压最多变化0.24%。而原CCL和电磁聚焦套管丝扣(接箍)测井仪采用铜线圈接收，铜的温度漂移系数为0.004，即温度变化100°C，输出电压变化0.004*100*100%= 40%。可见，新型磁定位测井仪受温度影响减小很多。
[0025]5、测量结果不受测井速度的影响。
[0026]与原CCL相比，本实用新型测量套管时，霍尔传感器的输出信号只与磁通值有关。因此，测量曲线的幅度与测井速度无关。
【附图说明】
[0027]图1为原CCL传感器工作原理图；
[0028]图2为原CCL传感器测量到的套管接箍信号曲线；
[0029]图3为原CCL测量西姆莱斯扣套管曲线；
[0030]图4为本实用新型的工作原理图；
[0031]图5为本实用新型的测量曲线；
[0032]图6为本实用新型的整体结构示意图；
[0033]图7为本实用新型调零电路的示意图。
[0034]其中，I为前套管；2为后套管；3为前磁钢；4为后磁钢；5为线圈；6为套管接箍；7为套管丝扣；8为霍尔元件；9为导磁板；10为霍尔元件安装座；11为固定块；12为弹簧臂；13为密封罩；14为过线管。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明:
[0036]参见图4至图7，本实用新型包括弹簧臂12，以及设置于弹簧臂12上的形状相同、体积相等的前磁钢3和后磁钢4 ;前磁钢3和后磁钢4通过导磁板9相连，并且分别置于导磁板9的两端；导磁板9为能够与前磁钢3和后磁钢4相配合使磁感线通过其内部，形成恒定磁场的背铁，背铁的两端均与设置于前磁钢3和后磁钢4外侧的密封罩13配合密封。前磁钢3和后磁钢4内部的磁场方向均与弹簧臂12垂直，且前磁钢3与后磁钢4内部的磁场方向相反；前磁钢3和后磁钢4外部的磁场通过导磁板9形成恒定磁场；前磁钢3与后磁钢4之间设置有用于测量前套管I与后套管2相连处的套管接箍6处或套管丝扣7处磁阻变化的霍尔元件8 ;前磁钢3与后磁钢4之间的弹簧臂12上设置有用于安装霍尔元件8的霍尔元件安装座10。霍尔元件安装座10与后磁钢4之间设置有用于固定霍尔元件安装座10的固定块11。霍尔元件8的信号输出端上连接有保证前置放大电路在套管磁阻没有变化时，输出信号为零的调零电路；霍尔元件8的电源接口以及信号输出端通过套装有过线管14的导线与凋零电路以及电源相连。凋零电路包括仪表放大器以及控制电阻R1，控制电阻Rl的控制端连接到仪表放大器的反相输入端上，仪表放大器的正相输入端与霍尔元件8的信号输出端相连，仪表放大器的输出端将放大后的信号输入到截止频率为25Hz的低通滤波器中，滤掉高频干扰信号，再经过压频转换器处理为能够记录的套管接箍信号或套管丝扣信号，并输出。前磁钢3与后磁钢4的外侧分别设置有与导磁板9以及弹簧臂12相配合将霍尔元件8密封的密封罩13。
[0037]本实用新型的原理及工作过程:
[0038]本实用新型所采用的技术方案是:利用两块磁钢和一个导磁板产生恒定磁场，采用一只霍尔元件来代替原CCL的单线圈接收，通过测量两套管连接处磁阻的变化，来准确测量出套管接箍的深度。在电子线路设计方面，采用可控调零电路，使仪器可以在非常高的灵敏度条件下工作。通过同一水平面采用四个方位角对井下套管进行测量，就可以判别接箍信号和破损信号。这样，磁定位测井仪具有不受测井速度和套管破损的影响，对各种套管接箍都能精确测量出。
[0039]本实用新型包括两部分:检测探头和调零电路。
[0040]1、检测探头
[0041]设计新检测探头的目的就