专利名称：测井系统中的测井深度校正计算方法
技术领域：
本发明属于石油勘探技术领域，涉及一种石油勘探过程中的测井技术，具体地说， 是涉及一种对测井系统所检测出的测井深度进行校正的计算方法。
背景技术：
石油测井技术是石油工业技术的一个重要领域，包括了测井方法、测井仪器装备 和对测井资料的处理等三个相互依存的研究方向。测井技术于1927年起源于法国斯仑贝 谢公司，1939年中国开始将测井技术应用于石油工业。70多年来，测井技术经历了从模拟 测井到数字测井、数控测井、成像测井的发展历程，目前已发展成为十大石油学科之一，并 被广泛应用于油气田的勘探与开发的全过程，为石油地质和工程技术人员寻找和评价油气 层提供了重要的资料和数据，解决了一系列的地质难题。同时，测井技术还是进行煤炭、金 属等矿产资源勘探的重要手段，并被扩展到工程及其它领域。测井系统主要由井下测井仪器、深度测量仪、测井车和测井地面计算机系统等组 成。在执行测井作业时，测井车利用其电缆轮盘上缠绕的电缆将井下测井仪器放入井下。在 此过程中，测井车上的编码轮会定时反馈深度信号；张力计采样反馈电缆拉力信号TEN ；磁 记号探测器采样输出磁记号MMD ；套管接箍探测器采样反馈接箍检测信号CCL等。通过深 度测量仪接收上述的采样反馈信号，以计算出当前井下测井仪器所处的井深位置。深度测量仪对下井深度的准确测量与否直接关系到测井数据的正确性。目前的深 度测量仪仅仅按照电缆轮盘上编码轮输出的正、反转脉冲信号，通过计算脉冲数来获得测 井仪器的下放深度，而没有将电缆拉力、电缆拉伸、电缆轮盘磨损情况等因素考虑进去，因 此，由此计算出来的测井深度值显然是不准确的，因而使得测井数据的准确性受到了严重 影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测井系统中的测井深度校正计算方法，在利用编码轮 反馈的正、反转脉冲信号计算出的测井深度值的基础上，进行电缆轮盘磨损校正和电缆拉 伸校正，从而可以提高测井深度值的准确性。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现—种测井系统中的测井深度校正计算方法，所述测井系统包括井下测井仪器、深 度测量仪和测井车，所述测井车通过其电缆轮盘上缠绕的电缆将井下测井仪器放入井下， 电缆轮盘上设置的编码轮根据电缆轮盘的正反转情况输出正、反转脉冲信号；所述深度测 量仪接收编码轮输出的正、反转脉冲信号，并分别进行计数；然后，执行以下的测井深度值 校正步骤a、计算电缆轮盘磨损修正系数COr_faC cor_fac = 1000.0/depth_raw ；depth_raw = depth_raw_0/fscale ；
其中，fscale为电缆轮盘下放单位长度的电缆时，编码轮输出的理论脉冲数; depth_raw_0为电缆实际行走1000米时所述编码轮的正、反转脉冲计数值的差值；b、计算电缆拉伸修正量stretch stretch = length*((0. 5氺length氺k2)+kl)；kl = tool_weight_fluid*es_coef ；k2 = cab1e_we i ght_fac*es_coef ；其中，length为当前未形变电缆的长度所对应的编码轮输出的脉冲计数值; tool_weight_fluid为电缆上所挂井下测井仪器在井下泥浆中的重量；cable_weight_fac 为井下电缆重量校正系数；es_COef为电缆拉伸系数；C、计算测井深度值 corrected_depth corrected_depth = (depth_xcal+stretch)/fscale ；depth—xcal = depth_xraw*cor_fac其中，d印th_XraW为当前编码轮输出的正转脉冲计数值与反转脉冲计数值的差值。进一步的，所述length可以由以下公式计算获得length = depth_xcal_es_coef氺 Σ (( Δ depth) ^tension)；其中，es_COef为电缆拉伸系数；Δ depth为单位时间内编码轮输出的脉冲计数值 变化量，且Σ ( Δ depth) = d印th_xcal，tension为该单位时间电缆上的拉力。优选的，所述电缆的拉力可以由设置在电缆轮盘上的张力计采样输出至所述的深 度测量仪。又进一步的，所述的tool_weight_fluid、cable_weight_fac可以采用以下公式 计算获得tool_weight_fIuid = tool_weight_air-(tool_volume^mud_weight)；cable_weight_fac = (cable_weight_mud/fscale)/1000 ；cab1e_weight_mud = cable_weight_air_(cable—volume氺mud—weight)；其中，tool_weight_air为井下测井仪器在空气中的重量；tooljolume为井下测 井仪器的体积；mud_Weight为井下单位体积的泥浆重量；cable_weight_air为1000米电 缆在空气中的重量；cable_volume为1000米电缆的体积。再进一步的，在所述编码轮内部采用光电编码器，电缆轮盘的运动带动编码轮转 动引起光电编码器输出A、B相差分信号；将所述A、B相差分信号转换为单端A、B相信号后 进行解析，若A相超前B相90度，则表示电缆轮盘正转，输出正转脉冲信号；若B相超前A 相90度，则表示电缆轮盘反转，输出反转脉冲信号。优选的，通过所述光电编码器输出的A、B相差分信号经差分信号接收电路转换为 单端A、B相信号；其中，A相信号分别传输至一双稳态D触发器的第一输入端和第二时钟 端，B相信号分别传输至所述双稳态D触发器的第二输入端和第一时钟端；通过所述双稳态 D触发器的第一输出端输出的脉冲信号与所述A、B相信号进行与运算后，输出反转脉冲信 号；通过所述双稳态D触发器的第二输出端输出的脉冲信号与所述A、B相信号进行与运算 后，输出正转脉冲信号。其中，所述深度测量仪利用其内部的深度/张力模块来接收编码轮输出的正、反
5转脉冲信号，并计算测井深度值correctecLd印th;为了提高系统运行的可靠性，本发明对 所述的深度/张力模块采用了热冗余备份处理技术，即在深度综合测量仪中同时设置两组 所述的深度/张力模块，同时接收编码轮和张力计反馈的采样信号，并进行所述测井深度 值corrected_depth的校正计算。更进一步的，在所述深度/张力模块中包含有MCU、CPLD、张力处理模块和A/D转换 器；所述张力处理模块接收张力计采样反馈的电缆拉力信号，输出至A/D转换器进行模数 转换后输出至所述的CPLD ；所述CPLD接收编码轮输出的采样信号，并对正、反转脉冲信号 进行计数；MCU读取CPLD中的计数值和电缆拉力信号，以进行测井深度值correctecLd印th 的校正计算。为了实现所述深度综合测量仪与测井系统主机之间的实时数据通讯，在所述深度 测量仪中还设置有采用PC104结构的高速CPU模块，所述CPU模块通过PC104总线连接所 述的CPLD，读取CPLD中的正、反转脉冲信号计数值以及张力计反馈的电缆拉力信号，同时 进行测井深度值correctecLd印th的校正计算，并与测井系统的主机连接通信，以消除二 者之间的深度差异。与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是本发明的测井深度校正计算方法 在电缆轮盘上编码轮输出的脉冲信号的计数值的基础上进行电缆轮盘的磨损校正和电缆 拉伸校正，从而可以获得更为准确的测井深度值，进而为获得准确的测井数据提供了支持， 能够很好地满足目前的测井作业要求。与此同时，通过对测井系统中的关键信号处理模块 采用热冗余备份技术，从而提高了系统运行的可靠性，确保了测井作业的设备安全。结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更 加清楚。
图1是本发明所提出的测井深度校正计算方法的流程图；图2是将编码轮输出的采样信号转换为正、反转脉冲信号的电路原理框图；图3是图2中编码轮A、B相信号解析电路；图4是测井系统中的深度测量仪的系统架构图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细地说明。在实际的测井作业中，我们发现如果仅仅按照测井车电缆轮盘上设置的编码轮输 出的脉冲计数值来计算井下测井仪器下放的深度是不准确的，必须将电缆拉力、电缆拉伸、 电缆轮盘的磨损情况等因素考虑进去进行综合计算，才能得到满足要求的测井深度值。本 发明将理论计算和长期测井中积累的经验公式结合在一起建立数学模型，从而使得测井深 度的计算达到了很高的准确度。下面通过一个具体的实施例来详细阐述所述测井系统中测井深度的校正计算方 法，以及用于执行所述测井深度校正计算方法的深度测量仪的具体组建结构。实施例一，参见图1所示，本实施例的测井深度校正计算方法包括以下步骤S101、采集电缆轮盘上编码轮输出的用于反映电缆轮盘运动情况的信号并进行解析；在本实施例中，如果编码轮采用光电编码器来检测电缆轮盘的转动距离，即由电 缆轮盘的运动带动编码轮转动，以引起光电编码器输出采样信号。由于光电编码器输出的 信号通常为差分信号，且包括A、B两相，因此需要将所述A、B相差分信号进行转换、解析、处 理后，才能生成所需要的正、反转脉冲信号。具体来讲，应该首先将所述A、B相差分信号转 换为单端A、B相信号，然后进行解析，若A相超前B相90度，则表示电缆轮盘正转，输出正 转脉冲信号；反之，若B相超前A相90度，则表示电缆轮盘反转，输出反转脉冲信号。本实施例采用专门的硬件电路来对光电编码器输出的原始A、B相差分信号进行 转换、解析处理，以分解出独立的正、反转脉冲信号，用于测井深度值的校正计算。具体来 讲，首先将光电编码器输出的A、B相差分信号ENC A+/ENC A_、ENC B+/ENC B-传输至一差分 信号接收电路，以转换生成单端A、B相信号；然后传输至编码轮A、B相信号解析电路，以解 析生成代表电缆轮盘正转的正转脉冲信号UP和代表电缆轮盘反转的反转脉冲信号DOWN， 参见图2所示。所述差分信号接收电路和编码轮A、B相信号解析电路可以具体设置在深度 测量仪内部的深度/张力模块中。其中，编码轮A、B相信号解析电路可以采用所述深度/ 张力模块中的大规模数字集成电路CPLD设计实现。图3为所述编码轮A、B相信号解析电路的一种硬件设计方式，包括一个双稳态D 触发器DFLIP-FL0PS和两个与门ANDl、AND2。其中，通过差分信号接收电路输出的A相信 号分别传输至所述双稳态D触发器DFLIP-FL0PS的第一输入端ID和第二时钟端2CLK，B相 信号分别传输至所述双稳态D触发器DFLIP-FL0PS的第二输入端2D和第一时钟端1CLK。 所述与门ANDl将通过所述双稳态D触发器DFLIP-FL0PS的第一输出端IQN输出的脉冲信 号与所述的A、B相信号进行与运算后，输出反转脉冲信号DOWN ；与门AND2将所述A、B相信 号与通过所述双稳态D触发器DFLIP-FL0PS的第二输出端2QN输出的脉冲信号进行与运算 后，输出正转脉冲信号UP，由此便实现了对光电编码器输出信号的解析输出。当然，若直接采用具有正、反转脉冲信号输出功能的编码轮来检测电缆轮盘的转 动距离，则可以省去上面的转换、解析过程。S102、对正转脉冲信号和反转脉冲信号分别计数，并记录计数值； 在本实施例中，可以具体采用深度测量仪中的微处理器MCU或者CPLD内的硬件计 数器对正、反转脉冲信号分别计数。图2为采用CPLD中的16位计数器进行正、反转脉冲计 数的电路设计原理图。S103、对步骤S102得到的计数值进行校正；本实施例根据电缆轮盘的大小和光电编码器的参数并结合当前的电缆重量、电缆 上的张力、油井中的泥浆重量、电缆轮盘磨损等因素进行校正，计算出校正后的计数值。其 主要校正计算过程如下①电缆轮盘磨损校正由于电缆轮盘的制造工艺及电缆轮盘在使用过程中产生的磨损，会使电缆轮盘的 周长发生改变。也就是说，电缆轮盘转动一周的电缆长度会与理论值不一致，因此，需要对 理论值进行修正。其修正系数为cor_fac = 1000.0/(1000. 0-encoder_calibration) (1)其中，encoder_calibration为测井电缆轮盘上的电缆运动标准1000米时与由根据电缆轮盘大小和编码轮的参数计算出来的理论值之间的差值，这个值一般是由实测得 到。其中，所述的理论值即编码轮实际输出计算得出值，可以用d印th_raw表示，且depth—raw = depth—raw—0/f scale(2)公式(2)中，fscale为电缆轮盘下放单位长度的电缆时，编码轮输出的理论脉冲 数，单位为个/米；depth_raw_0为电缆实际行走1000米时，所述编码轮输出的正、反转脉 冲计数值的差值。由此可知encoder_calibration = 1000. 0_d印th_raw，代入公式(1),可将公式 ⑴简化为cor_fac = 1000. 0/depth_raw(3)②电缆拉伸校正由于在执行测井作业时，电缆在垂直方向上需要悬挂几吨重的井下测井仪器，这 些重量会使得电缆发生形变拉伸，而且垂直方向上电缆自身重量也会产生电缆形变，从而 使得井下测井仪器所在的绝对深度位置发生改变。因此，必须将由于电缆拉伸所造成的长 度变化考虑进去，才能得到井下测井仪器更加准确、真实的所在深度值。其电缆拉伸校正修 正量为stretch = length*((0. 5*length*k2)+kl) (4)其中，length为当前未形变电缆的长度所对应的编码轮输出的脉冲计数值。由于 电缆轮盘与电缆接触点处电缆受到的力产生了形变，使得电缆轮盘转动长度并不等于未形 变电缆的长度，因此，必须将这部分形变长度去除掉，才能得到未形变电缆的长度，即length = depth_xcal_es_coef氺 Σ (( Δ depth)氺tension) (5)公式(5)中，depth_XCal为当前编码轮的计数值经过电缆轮盘磨损校正后得到的 值，即 cbpth_xcal = depth_xraw*cor_fac ；其中，cbpth_xraw 为步骤 S202 中计数得到的 正、反转脉冲计数值的差值。es_coef为电缆拉伸系数，含意为单位长度电缆上加1千克力 后电缆产生的形变长度，该值由电缆生产厂家给出或由试验测得，单位为米/(米 千克)。 Ad印th为单位时间内编码轮输出的脉冲计数值变化量，且Σ ( Δ depth) = depth_xcal ； tension为该单位时间内电缆上的拉力，单位为千克。举例说明若当前电缆下行T时刻，将所述T时刻分成N等分，N为自然数，则单位 时间t = T/N。由此可知
N^ (Mepth * tension) = ^ (Adepthl * Iensionl)( 6 )
/=1其中，Ad印thi为第i个t时间内编码轮输出的脉冲计数值变化量；切11&01^为第 i个t时间内电缆上的拉力。所述电缆拉力可以由设置在电缆轮盘上的张力计采样获得。N 越大，计算越准确。在本实施例中，公式(4)中的kl、k2可以采用以下公式计算获得kl = tool_weight_fluid*es_coef (7)k2 = cab1e_we i ght_fac*e s_coef (8)公式(7)中，t00l_Weight_fluid为电缆上所挂井下测井仪器在井下泥浆(液体)
中的重量，且too l_weight_f Iuid = tool—weight_air_ (too l_volume*mud—weight) (9)
其中，t00l_Weight_air为井下测井仪器在空气中的重量，单位为千克；tool_ volume为井下测井仪器的体积，单位为立方米；mud_weight为井下单位体积的泥浆重量， 单位为千克/立方米。公式(8)中，Cable_Weight_faC为井下电缆重量校正系数，即井下电缆在井下泥 浆(液体)中编码轮输出每个脉冲信号所对应长度的电缆重量，即cable_weight_fac = (cable_weight_mud/fscale)/1000 (10)cab1e_we i ght_mud = cable_weight_air_(cable—volume氺mud—weight) (11)公式(11)中，cable_weight_air为 1000 米电缆在空气中的重量；cable_volume 为1000米电缆的体积。S104、计算测井深度值；在本实施例中，测井深度值correctecLd印th可以采用以下公式计算获得corrected_depth = (depth_xcal+stretch)/fscale (12)即井下测井仪器当前所处的测井深度值=由步骤S103校正后的脉冲计数值/电 缆轮盘下放单位长度的电缆时，编码轮输出的理论脉冲数。通过上述校正计算获得的测井深度值correctecLd印th更接近油井内的井下测 井仪器所在的实际深度。下面对执行上述测井深度值校正计算过程的深度测井仪的具体组建结构进行详 细描述。参见图4所示，本实施例的深度测量仪主要由CPU模块、深度/张力模块、MMD(磁 记号)处理模块和CCL(套管接箍)处理模块等部分组成。其中，CPU模块和深度/张力模 块可以分别设置在不同的PCB板上，形成CPU板和深度/张力板；MMD处理模块和CCL处理 模块可以合起来设置在一块单独的PCB板上，形成MMD/CCL处理板。各块PCB板执行不同 的信号处理功能，通过信号线或者总线进行板间连接，相互配合完成井深的测量任务。在执行测井作业时，井下测井仪器通过测井车上缠绕的电缆将其放入井下。在此 过程中，测井车上的编码轮会输出代表编码轮转动位移增量的深度信号，张力计输出电缆 拉力信号TEN，磁记号探测器采样输出磁记号MMD，套管接箍探测器采样反馈接箍检测信号 CCL0其中，MMD和CCL传输至MMD/CCL处理板，分别通过其上的MMD处理模块和CCL处理 模块进行放大、滤波处理后，输出至深度/张力板；深度信号和电缆拉力信号TEN直接传输 至深度/张力板，以用于测井深度值的校正计算。在本实施例中，所述CPU板优选采用PC104结构，通过PC104总线连接所述的深度 /张力板，以向深度/张力板发送控制指令，协调各功能板间的运行，并可以随时读取深度 /张力板计算生成的测井深度值，在接收到测井系统的主机发出的请求或读取信号命令后， 将测井深度值传输至主机。深度/张力板主要完成对测井车电缆轮盘上的编码轮输出信号的采集、处理、计 数，通过这些计数值可以计算出电缆轮盘转动的周长，即测井电缆运动的长度，从而得知测 井仪器在井下的位置。在深度/张力板上设置有MCU、CPLD、张力处理模块和A/D转换器，如图4所示。其 中，张力处理模块接收张力计采样反馈的电缆拉力信号TEN，经电平转换处理后输出至A/D 转换器。所述A/D转换器在CPLD的控制下，主要完成对各路模拟采样通道的模数转换。如图4所示，A/D转换器的模拟信号输入端分别与张力处理模块和MMD/CCL处理板对应连接， 接收电缆拉力信号TEN、磁记号MMD和接箍检测信号CCL，并在CPLD的控制下将模拟信号转 换为数字信号，通过其数字信号输出端传输至CPLD。所述CPLD同时接收编码轮反馈的信 号，解析生成正、反转脉冲信号并进行脉冲计数。MCU与所述CPLD连接通信，读取CPLD的计 数值和电缆拉力数值，以进行测井深度值的校正计算。为了确保编码轮在任意时刻都能完成其采样任务，本实施例在测井车电缆轮盘上 同时设置有两路编码轮，一路编码轮故障，不影响另一路编码轮的采样。所述深度编码轮内 部采用光电编码器，测井电缆的运动带动深度编码轮转动引起光电编码器输出信号。两路 光电编码器以差分信号的形式输出代表位置(深度)变化的A、B相信号，经差分信号接收 电路进行放大处理后，转换为单端A、B相TTL电平信号输出至CPLD。CPLD利用其内部的方 向解析电路将A、B相信号解析成代表电缆轮盘正转的脉冲信号和代表反转的脉冲信号，继 而送入计数器分别进行计数。本实施例在CPLD中集成4路16位专用计数器以及定时器， 从而使得系统尺寸大大减小。同时，CPLD产生外部设备所需的频率时钟信号(中断信号)， 该频率值由深度测控软件通过PC104总线写入CPLD，定时器根据写入的频率值将基频分频 成所需的频率输出，频率范围可在0 255ms。MCU主要用于对CPLD分解后输出的两个编码轮的4路深度上下行脉冲信号进行分 别计数，进而通过校正计算获得绝对的测井深度值、速度值和张力值。所述MCU可以直接通 过串口连接CPU板，与CPU板进行通讯，接收CPU板下发的深度、张力等配置数据，并将产生 的绝对测井深度值、速度值和张力值上传至CPU板。同时CPU板也可以通过PC104总线读取 CPLD处理的各路采样信号，比如代表深度的正、反转脉冲计数值和电缆张力信号等，由CPU 模块上运行的软件自己独立计算出测井深度值和张力值等。同时，MCU还可以根据测井系统主机的设定，通过CPLD向主机实时输出所设定的 深度增量脉冲，如图4所示的轮1深度增量输出脉冲信号和轮2深度增量输出脉冲信号。本 实施例的深度测量仪可以由用户设定深度增量值的大小，实时输出分解校正好的任意深度 增量值脉冲，即井下测井仪器每移动设定深度，MCU就输出一个深度增量脉冲。MCU中的程 序判断当前的已校正的绝对测井深度值与已输出的深度增量脉冲的累积深度的差值，当此 差值大于或等于用户设定的深度增量值时，MCU就通过I/O端口输出一个脉冲(正向的或 反向的)，进而通过CPLD输出至主机。这种方式保证了输出到主机系统的深度增量脉冲所 得的累积深度能与已校正的绝对深度(即本测量仪计算出的测井深度值)相当，从而消除 主机与深度测量仪之间的深度差异。而且，采用这种方法用户可以任意设定深度增量值的 大小，与所使用的光电编码器参数和电缆轮盘尺寸等参数无关。这两种深度输出方式可以满足各种测井项目的要求，能够与现今主流的 Halliburton IQ, HH-2580, LEAP800, LEAP600, HH-2530 等国内测井地面系统实现挂接。由于在石油测井中深度值、速度值、张力值是至关重要的几个值，直接关系到测井 作业的设备安全。为了提高深度测量仪系统运行的可靠性，本实施例对所述的深度/张力 板采用了热冗余备份处理技术，即在深度测量仪中同时设置两块所述的深度/张力板1、2， 如图4所示，同时接收各路采样反馈信号并进行测井深度值的校正计算。两块板子硬件上 完全相同，使用跳线分配不同的product id，即板子I/O 口的基地址，这样可以使两块深度 /张力板1、2在同一条PC104总线下同时工作，且CPU板可以随时访问读写这两块板子的数据。当一块板子有问题时可以采用另外一块板子处理的数据。通过两块深度/张力板1、2生成的深度增量脉冲信号输出至一选择开关，比如图 4所示的板1、板2选择开关，通过所述选择开关选择其中一块板输出的深度增量脉冲信号 输出至主机。为了实现本实施例的深度综合测量仪与测井系统主机的高速实时通讯，CPU板通 过PC104总线与GPIB接口板连接，如图4所示，进而通过GPIB接口与测井系统的主机连接 通信，将所采集和计算出的所有信息打上时间标记发送给主机，同时也可接收主机发送的 各种参数。当然，CPU板也可以通过RS232串口实现与主机的连接通信，本实施例并不仅限于 以上举例。除此之外，本实施例对测井过程中的一些关键量值，比如深度、速度、张力等，采用 了多种方式进行显示。如图4所示，采用触摸显示屏作为主显示器，连接所述的CPU板；CPU 板同时通过RS232/485串口连接井口显示装置RFD。采用两块小尺寸的液晶显示器分别与 两块深度/张力板1、2 —一对应连接，具体可以连接深度/张力板1、2上的MCU，以显示深 度、速度、张力等数据。在系统正常工作过程中，不仅在主液晶屏上有显示，在两块小液晶屏 上也有显示。任何一块屏幕出现故障都不会影响其它屏幕的显示，从而确保了操作人员在 任何时刻都能获得测井过程中的重要信息，进而保证了测井的安全操作。与此同时，本实施例的深度测量仪还具有绞车刹车功能，依照设置，当计算出的深 度值或者拉力值超限时，输出信号控制测井车的电缆轮盘自动刹车，以确保整个系统的安 全运行。当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领 域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发 明的保护范围。
权利要求
1.一种测井系统中的测井深度校正计算方法，所述测井系统包括井下测井仪器、深度 测量仪和测井车，所述测井车通过其电缆轮盘上缠绕的电缆将井下测井仪器放入井下，电 缆轮盘上设置的编码轮根据电缆轮盘的正反转情况输出正、反转脉冲信号；其特征在于 所述深度测量仪接收编码轮输出的正、反转脉冲信号，并分别进行计数；然后，执行以下的 测井深度值校正步骤a、计算电缆轮盘磨损修正系数COr_faC cor_fac = 1000. 0/depth_raw ； depth_raw = depth_raw_0/fscale ；其中，fscale为电缆轮盘下放单位长度的电缆时，编码轮输出的理论脉冲数；d印th_ raw_0为电缆实际行走1000米时所述编码轮的正、反转脉冲计数值的差值；b、计算电缆拉伸修正量stretchstretch = length*((0. 5氺length氺k2)+kl)； kl = tool_weight_fluid*es_coef ； k2 = cab1e_we i ght_fac*es_coef ；其中，length为当前未形变电缆的长度所对应的编码轮输出的脉冲计数值；tool_ weight_f Iuid为电缆上所挂井下测井仪器在井下泥浆中的重量；Cable_Weight_faC为井 下电缆重量校正系数；es_COef为电缆拉伸系数； C、计算测井深度值corrected_depth corrected_depth = (depth_xcal+stretch)/fscale ； depth_xcal = depth_xraw*cor_fac ；其中，depth_xraw为当前编码轮输出的正转脉冲计数值与反转脉冲计数值的差值。
2.根据权利要求1所述的测井深度校正计算方法，其特征在于所述length由以下公 式计算获得length = depth_xcal_es_coef* Σ (( Δ depth)^tension)；其中，es_COef为电缆拉伸系数；Δ depth为单位时间内编码轮输出的脉冲计数值变化 量，且Σ ( Δ depth) = d印th_xcal，tension为该单位时间电缆上的拉力。
3.根据权利要求2所述的测井深度校正计算方法，其特征在于所述电缆的拉力由设 置在电缆轮盘上的张力计采样输出至所述的深度测量仪。
4.根据权利要求1所述的测井深度校正计算方法，其特征在于所述t00l_weight_ fluid由以下公式计算获得tool_weight_fIuid = tool_weight_air-(tool_volume^mud_weight)； 其中，tool_weight_air为井下测井仪器在空气中的重量；tooljolume为井下测井仪 器的体积；mucLweight为井下单位体积的泥浆重量。
5.根据权利要求1所述的测井深度校正计算方法，其特征在于所述井下电缆重量校 正系数Cable_Weight_faC由以下公式计算获得cab1e_weight_fac = (cable_weight_mud/fscale)/1000 ； cab1e_weight_mud = cable_weight_air_(cable—volume氺mud—weight)； 其中，cable_weight_air为1000米电缆在空气中的重量；cable_volume为1000米电 缆的体积；mud_Weight为井下单位体积的泥浆重量。
6.根据权利要求1所述的测井深度校正计算方法，其特征在于在所述编码轮内部采 用光电编码器，电缆轮盘的运动带动编码轮转动引起光电编码器输出A、B相差分信号；将 所述A、B相差分信号转换为单端A、B相信号后进行解析，若A相超前B相90度，则表示电 缆轮盘正转，输出正转脉冲信号；若B相超前A相90度，则表示电缆轮盘反转，输出反转脉 冲信号。
7.根据权利要求6所述的测井深度校正计算方法，其特征在于通过所述光电编码器 输出的A、B相差分信号经差分信号接收电路转换为单端A、B相信号；其中，A相信号分别传 输至一双稳态D触发器的第一输入端和第二时钟端，B相信号分别传输至所述双稳态D触 发器的第二输入端和第一时钟端；通过所述双稳态D触发器的第一输出端输出的脉冲信号 与所述A、B相信号进行与运算后，输出反转脉冲信号；通过所述双稳态D触发器的第二输出 端输出的脉冲信号与所述A、B相信号进行与运算后，输出正转脉冲信号。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的测井深度校正计算方法，其特征在于所述深 度测量仪利用其内部的深度/张力模块来接收编码轮输出的正、反转脉冲信号，并计算测 井深度值correctecLd印th ；所述深度/张力模块设置有两组，同时接收编码轮和张力计反 馈的采样信号，并进行所述测井深度值correctecLd印th的校正计算。
9.根据权利要求8所述的测井深度校正计算方法，其特征在于在所述深度/张力模 块中包含有MCU、CPLD、张力处理模块和A/D转换器；所述张力处理模块接收张力计采样反 馈的电缆拉力信号，输出至A/D转换器进行模数转换后输出至所述的CPLD ；所述CPLD接收 编码轮输出的采样信号，并对正、反转脉冲信号进行计数；MCU读取CPLD中的计数值和电缆 拉力信号，以进行测井深度值correctecLd印th的校正计算。
10.根据权利要求9所述的测井深度校正计算方法，其特征在于在所述深度测量 仪中还设置有采用PC104结构的高速CPU模块，通过PC104总线连接所述的CPLD，读取 CPLD中的正、反转脉冲信号计数值以及张力计反馈的电缆拉力信号，同时进行测井深度值 correctecLd印th的校正计算，并与测井系统的主机连接通信。
全文摘要
本发明公开了一种测井系统中的测井深度校正计算方法，包括对编码轮反馈的体现电缆轮盘正反转情况的正、反转脉冲信号进行计数的步骤；对计数值进行电缆轮盘磨损校正和电缆拉伸校正的步骤；以及根据校正后的计数值计算实际的测井深度值的步骤。采用该校正计算方法可以获得更为准确的测井深度值，进而为获得准确的测井数据提供支持，以很好地满足目前的测井作业要求。与此同时，通过对测井系统中的关键信号处理模块采用热冗余备份技术，从而提高了系统运行的可靠性，确保了测井作业的设备安全。
文档编号G01B11/02GK102003172SQ20101051389
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月11日 优先权日2010年10月11日
发明者刘卫东, 吴兴东, 宋扬, 巫国心, 张瑞吉, 张进, 张阿朋, 徐志彦, 徐进师, 王毓, 赵超, 韩国彬, 韩海力, 魏阳 申请人:青岛杰瑞自动化有限公司