测井仪被动式热管理系统室温冷却研究

被动式热管理系统能使测井仪内部电子器件的温度在工作时间内不超过耐温指标,然而热管理系统优异的隔热性能导致测井仪需要较长时间冷却,才能投入下一次工作。为此,提出了一种针对测井仪的室温冷却方案。通过将电路骨架从保温瓶内抽出置于空气中实现快速冷却,同时设置芯片保护壳避免内部电子器件与空气直接接触,能够避免较高温差所产生的热应力及水蒸气液化对内部电子器件的损坏,实现快速冷却。模拟和试验验证了该方案的可行性,同时模拟探究了不同因素对冷却方案效果的影响,确定了最佳的冷却方案。研究结果表明,所提出的室温冷却方案可以解决测井仪被动式热管理系统冷却散热的问题,提高测井工作的效率。

双向驱动井径测井仪推靠系统工作行为分析

针对单向驱动井径测井仪存在的启动响应慢、速度集中和初始运动冲击等问题,提出一种具有双向驱动特征的新型结构井径测井仪,并对其推靠系统(实现测量臂伸缩)双向驱动过程进行矢量化建模求解及工作行为分析(运动性能仿真、测量性能仿真)。首先进行双向驱动测井仪推靠系统物理建模和理论研究,以双驱动丝杠系统参数(速度、位移)为输入,采用复数矢量法对测井仪推靠系统运动性能参数(位移、速度、加速度)进行参数化表征;然后以实际双驱动推靠系统为对象进行实例分析,对其运动特性进行理论求解,得到推靠杆端口和推靠销钉的运动曲线,并对双驱动速度匹配特性进行研究;最后基于ADAMS进行测井仪工作行为分析,将仿真与理论结果进行对比,结果表明推靠系统仿真运动曲线与理论解析曲线具有较高的吻合度,证明了测井仪推靠系统矢量化建模求解的正确性。

国产超声兰姆波测井仪在套管回收中的应用

在开发油气田进入生产末期时为了节约成本会将未被水泥固结的套管进行回收,为了确定回收套管的起始深度需要进行相应的测量得到套后水泥的分布情况。以往常常采用外方的测井仪器作业,导致费用高昂。中海油服在近年推出了具有完全自主知识产权的超声兰姆波成像测井仪(简称UCCS),首次在东海区域成功作业帮助油公司判断了套后水泥环分布状态,进一步指导了套管切割作业。

爬行器与MAPS阵列测井仪器组合在水平井测试中的应用

油田水平井在开发中后期含水率过高的问题逐渐突出,测试找水需求日益增多。文章分析了水平井常见测试找水难点,针对产液剖面测井技术及测试仪器串送入技术提出一种结合爬行器送入工艺与MAPS阵列式生产测井仪器的找水工艺,并在水平井产出剖面测井中成功应用。

测井仪电子短节通气主动冷却仿真与实验研究

被动式热管理系统有效延缓了测井仪电子短节的温升速率,但其优异的隔热性能同时导致作业完成后冷却缓慢,制约了快速转井的效率。该文提出了基于干燥冷空气单向对流换热的主动冷却方法,建立了流动、传热及相变耦合的瞬态主动冷却过程数值仿真模型,并开展了实验研究。仿真结果显示电路板最大降温速率为3.6℃/min,且储热模块在冷却3.5 h后完成液-固相变,恢复储热功能。实验结果表明,在以5 m/s的速度持续从小开口侧通入20℃干燥冷空气条件下,3.5 h即可将电子短节平均温度从190℃冷却至25℃,平均误差仅为9.4℃,验证了方案的可行性及仿真的准确性。研究结果表明,该研究所提出的通气主动冷却方法可以高效解决高温作业后测井仪电子短节散热缓慢的难题,并且基于该模型可设计自主调节的冷却工艺。

某随钻测井仪钻铤接头内螺纹裂纹失效分析

某随钻测井仪作业后发现钻铤接头内螺纹存在裂纹,造成该仪器无法作业;通过断口微观形貌分析、能谱分析、化学成分分析、硬度检验、金相组织分析来综合确定裂纹的产生机理并提出预防措施。分析结果表明:在腐蚀环境和复杂应力条件下,接头内螺纹裂纹始于齿顶侧壁的凹坑,开裂形式为穿晶解理断裂,兼具腐蚀疲劳断裂与应力腐蚀开裂;且钻铤材质沿晶界存在较多的沉淀,导致腐蚀敏感程度增加,也是裂纹产生机理之一。

一种基于改进CORDIC算法的阵列侧向测井仪信号发生电路

阵列侧向测井仪是目前测井工程中探测与分析复杂地质结构的一大利器。为实现5种不同探测深度的“阵列式”测井,仪器自身需要同时产生5种频率高精度正弦信号。本文对经典坐标旋转数字计算机(CORDIC)算法进行了改进与优化,改进后的算法计算量仅约为经典算法的1/3,大幅减小了DDS信号发生电路的输出时延。通过Modelsim软件仿真验证改进算法的可行性后,使用FPGA芯片编程,搭配DA/C与低通滤波电路,设计实现了一种基于DDS技术的阵列侧向测井仪信号发生电路。仪器外刻度模拟实验表明:搭载该信号发生电路的阵列侧向仪器能够在0.6Ω~100 kΩ电阻范围内保持良好的一致性,5种模式下电阻值实测误差均保持在10%以内,对于中低阻值模拟地层的测量精度达到了3%,较上一代阵列侧向仪器性能有明显提高。

阵列密度测井仪原理及常见故障分析

阵列密度测井仪是中海油服自主创新研发的一款地层密度测量仪。文章主要介绍了阵列密度测井仪的基本原理和结构组成,根据电子线路内各参考电路及驱动电路的信号分析,系统地提出了对典型故障的诊断过程及排除方法。

一种新的自然伽马测井仪死时间修正方法

死时间是决定伽马测井数据准确性的一个重要参数,传统的死时间修正方法存在测量条件较高,或测量步骤繁琐,或计算步骤复杂,或存在一定的安全隐患等不足。为降低测量条件、简化测量和计算步骤以及降低测量风险,提出一种新的死时间测量方法——“图解法”。从原理上详细论述了其可行性,并开展了相关实验以验证其可行性。使用2套伽马探测系统利用“图解法”获取的死时间对系列已知铀质量分数的饱和模型的计数率数据进行修正,对比修正前后计数率与铀质量分数的线性拟合优度以及“图解法”与“双源法”所得死时间值的大小。结果表明:2套伽马探测系统经“图解法”死时间修正前后计数率与铀质量分数的线性拟合优度分别为0.986和0.998以及0.98和0.998,说明“图解法”是有效的;“图解法”与“双源法”所得死时间值分别为0.902μs和0.941μs以及1.674μs和1.745μs,相对误差仅为-4.145%和-4.069%,说明“图解法”相对准确。因此,可将“图解法”作为伽马测井仪死时间修正方法应用于实际中。

低频超声测井仪主控系统设计与实现

针对低频超声测井仪声波发射、数据采集及数据传输于一体的控制要求,设计了一种基于DSP+FPGA异构控制技术的新型主控系统。该系统使用DSP作为主控制器,通过CAN总线与井下电缆遥传通信,根据接收的指令产生控制时序,使用有限状态机完成工作流程控制,创新性地采用基于加权马氏距离的健康度评估方法评判仪器工作状态。使用FPGA作为从控制器,采用指令数据通道独立控制方法实时转发控制指令,同步声波激发与采集,实时接收声波数据。采用基于自定义并口双口RAM的协同通信机制完成DSP与FPGA之间的数据传输。采用差分传输技术实现与发射系统、采集系统之间的通信。测试表明:该主控系统通信误码率低,控制实时性高,状态评估准确,具备声波发射、数据采集及数据传输一体化控制能力,满足低频超声测井仪控制要求。

渗透率测井:从“0”到“1”的突破——渗透率测井仪首次下井测试成功

2024年3月3日,中国石油李宁创新团队研制的渗透率测井仪原型机在华北任91标准井首次下井测试成功。仪器在深度3925 m、温度148°裸眼井段采集获高质量渗透率测井资料。这标志中国在这一重要领域的研究迈出了从“0”到“1”的关键一步,为渗透率测井成套装备研制奠定了坚实基础。原型机依托中国石油天然气集团有限公司基础前瞻项目,由中国石油勘探开发研究院牵头,联合中国石油大学(北京)和中国石油集团测井有限公司(简称中油测井)共同研制。此次下井测试由中油测井院士工作站负责总协调,中油测井华北分公司调用CPLog地面系统配合完成。

微电阻率扫描成像测井仪在伊拉克米桑油田地层评价中的应用

为了更好地发挥中海油田服务股份有限公司自主研发的微电阻率扫描成像测井仪(ERMI)在勘探开发和地质评价中的作用,提高其在伊拉克米桑(Missan)油田等复杂地层的应用效果,本文通过介绍ERMI电成像测井仪器的工作原理,分析伊拉克米桑油田的地质情况和构造特点,根据前期在米桑油田的实际作业情况,从ERMI电成像测井作业前的准备工作、仪器参数优化组合、测井资料质量控制、现场操作注意事项等方面总结出了一套适合该地区地层特性的操作技巧,并在数据处理和综合解释方面取得了丰富的应用成果。

全谱饱和度测井仪中子发生器工作性能影响因素研究

全谱饱和度测井仪PSSL是一种广泛应用于油田水淹状况识别、剩余油分布确定及增储挖潜措施中的先进套后测井仪器,在国内外取得良好的应用效果。中子发射器作为PSSL仪器的核心部件,其工作性能的稳定性直接决定了测井资料的质量和仪器使用的可持续性。本文对PSSL全谱测井仪的中子发生器组成结构及工作原理进行研究,对中子发生器工作性能的影响因素进行分析、总结性能改善措施,提高仪器工作性能,延长仪器使用寿命,提升测井资料质量,同时增加仪器应用收益。

MAK-Ⅱ和СГДT-HB测井仪在辽河油田的应用

MAK-Ⅱ仪器和СГДТ-НВ仪器是从俄罗斯引进的测井仪器。MAK-Ⅱ仪器又称声波水泥胶结测井仪器,它用于评价套管井水泥胶结质量;СГДТ-НВ仪器又称伽马密度-套管壁厚度测井仪,它是一种用放射性方法检测水泥胶结质量和套管技术状况的仪器。简单介绍了MAK-Ⅱ仪器和СГДТ-НВ仪器的测井原理及解释方法,着重阐述MAK-Ⅱ和СГДТ-НВ测井仪器在辽河油田的应用情况。

SMSBT-1000存储式扇区水泥胶结测井仪典型故障分析

介绍了SMSBT-1000存储式扇区水泥胶结测井仪的工作原理和信号采集流程,以及仪器在测井过程中出现的各种故障现象。通过分析信号流程,检查电源电路、发射电路、通讯和信号处理电路,总结了排除故障的思路,提出了解决方案和维修方法,提高了维修效率,为测井施工提供了技术保障。

基于FPGA的微电阻率扫描成像测井仪极板检测装置设计

针对微电阻率扫描成像测井仪极板的出厂检测效率低、现场维修人员占用率高等问题,设计基于FPGA的微电阻率扫描成像测井仪极板检测装置。该检测装置提供极板所需的±5 V电源、时钟信号、复位信号和24路正弦电流信号,使用16位模数转换器采集极板输出的电压信号,采用FFT算法分析信号包含的频率点及其对应的幅度,采用频率—幅度双参数评判法评判极板功能是否正常,并通过LED灯指示检测结果。测试表明:该检测装置能准确检测极板24路信号频率和幅度,准确评判极板功能正常与否,并直观指示检测结果,可应用于极板出厂时的高效检测以及仪器损坏时的现场检修。

适用于脉冲中子-中子测井仪的采集电路设计

依据脉冲中子-中子测井原理设计了合理的电路工作时序,采用MPU+CPLD技术优化设计了数控采集电路,实现了对3He探测器输出信号的能谱及时间谱的精确分析。经实验室验证,仪器性能可靠,工作稳定。

HD-4002型综合测井仪

HD 4002型综合测井仪是核工业北京地质研究院于1998年开始研制的, 其目标是为铀矿地质系统提供适合砂岩型铀矿勘查的轻便型数字测井仪, 满足测井生产的需要。该仪器于2001 年3月通过部级鉴定, 2002至2003年投入海拉尔盆地铀矿勘查测井试生产。本文介绍了仪器的用途、功能及特点、性能指标, 简要说明了各部分的工作原理。

基于LabVIEW的岩性密度测井仪模拟信号源设计

岩性密度测井仪是一个很重要的测量设备,其原理是通过放射源产生的伽马射线测量地层数据,由于具有较强的辐射性,对其保存和利用都有一定的限制。高校使用岩性密度测井仪存在较高的安全门槛,即便是有关教学实验也受到了很大的限制。使用LabVIEW生成随机数,再经过数据采集卡的DA功能转换成电子脉冲信息,可模拟用伽马射线测量岩性地层时得到的电脉冲信息,以反映周围地层的信息及不同地层的分布情况。基于此,设计了一款岩性密度测井仪模拟信号源,其能谱计算规律符合以伽马射线探测土壤地层时产生脉冲信号的概率分布规律。该模拟信号源无需放射源,即可模拟产生的伽马射线测量信息,对开展岩性密度测量试验及高校教学工作具有实用价值。

MID-K电磁探伤成像测井仪在长庆油田的应用

介绍了俄罗斯MID-K电磁探伤成像测井仪的原理及特点。采用曲线对比法和交会法研究了仪器的重复性、一致性,结果表明其纵向探头的重复性、一致性好,横向探头的灵敏性高。通过对长庆油田2口井MID-K测井资料的分析以及与多臂成像仪MIT、磁法测厚仪MTT、磁测18臂组合测井资料的对比,指出MID-K电磁探伤成像测井仪的测量精度和灵敏度远高于MTT;它可以隔油管识别套管的腐蚀情况;还具备在单层套管中检查射孔孔眼的功能。