便攜式油田電纜、鋼絲打標(biāo)深度測量裝置及其測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)控制領(lǐng)域，具體是一種便攜式油田電纜、鋼絲打標(biāo)深度測量裝置及其測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]測井電纜打標(biāo)是油田測井過程中非常重要的一項(xiàng)技術(shù)，磁標(biāo)記法是測井電纜打標(biāo)的常用方法，在油田測井過程中，首先在測井電纜的固定距離上打下磁標(biāo)記，然后通過讀磁裝置讀出磁標(biāo)記信號，從而通過讀到磁標(biāo)記信號的個(gè)數(shù)可以計(jì)算測井電纜測井的深度，在油田測井過程中，常用的磁標(biāo)記方法有丈量法人工手動磁標(biāo)記法，標(biāo)準(zhǔn)井磁標(biāo)記法，但是分別由于不同原因，使得這些磁標(biāo)記法或存在較大的測量誤差，導(dǎo)致測井深度數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，或通常打標(biāo)施工需要往返標(biāo)準(zhǔn)井與測井現(xiàn)場，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明提出了一種能解決油田測井電纜的長度打標(biāo)問題以及如何得到準(zhǔn)確的井深數(shù)據(jù)問題，可以隨時(shí)移動，具有高分辨率，可以現(xiàn)場打標(biāo)，并現(xiàn)場讀出測量深度和電纜速度的便攜式油田電纜、鋼絲打標(biāo)深度測量裝置及其測量方法。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種便攜式油田電纜、鋼絲打標(biāo)深度測量裝置，包括上位機(jī)、compactR1模塊、傳感器模塊，所述的傳感器模塊包括兩個(gè)注磁器、兩個(gè)消磁器及三個(gè)讀磁器，其中兩個(gè)注磁器、兩個(gè)消磁器分別連接compactR1模塊的繼電器模塊，compactR1模塊中的繼電器模塊與compactR1模塊的10卡輸出端口連接，三個(gè)讀磁器經(jīng)過信號采集處理模塊與compactR1模塊的AD采集卡模擬輸入端口連接，compactR1模塊的AD采集卡數(shù)字輸出端口與上位機(jī)連接，其中兩個(gè)注磁器由24V直流電源供電，兩個(gè)消磁器由220V交流電源供電；
所述的傳感器模塊中I號消磁器、I號注磁器、I號讀磁器、2號讀磁器、2號消磁器、2號注磁器、3號讀磁器，按順序順次排列，其中在傳感器模塊兩端加入了滑輪，在I號注磁器位置安裝了精調(diào)機(jī)構(gòu)，I號注磁器和2號讀磁器之間相隔0.5m的距離，距離I號注磁器0.4m位置安裝I號讀磁器；
一種便攜式油田電纜、鋼絲打標(biāo)深度測量裝置的測量方法，步驟如下:
步驟一、上位機(jī)發(fā)送指令，通過compactR1模塊的10卡端口控制compactR1模塊的繼電器模塊的閉合產(chǎn)生來控制220V交流電源與兩個(gè)消磁器的連接，首先I號消磁器通過交流磁路對測井電纜上原有的干擾性磁場消除；
步驟二、上位機(jī)發(fā)送指令，通過compactR1模塊的10卡端口控制compactR1模塊的繼電器模塊的閉合產(chǎn)生瞬時(shí)直流電壓和電流，通過I號注磁器線圈的電磁效應(yīng)產(chǎn)生瞬時(shí)磁路，在測井電纜上打下磁標(biāo)記，I號注磁器給電纜注上用于計(jì)量電纜長度的0.5米間隔標(biāo)記；步驟三、測井電纜上的磁標(biāo)記通過2號讀磁器時(shí)，通過電磁感應(yīng)原理，磁信號轉(zhuǎn)化為電信號，并通過compactR1模塊的AD采集卡采集到compactR1模塊的FPGA中，2號讀磁器讀取I號注磁器在電纜上注入的磁記號；
步驟四、采集到compactR1模塊的FPGA中的電信號首先通過信號采集處理模塊中的濾波模塊將雜波信號濾掉，然后通過信號采集處理模塊檢測信號波峰，每檢測到一個(gè)波峰信號，信號采集處理模塊中計(jì)數(shù)模塊計(jì)數(shù)一次，當(dāng)計(jì)數(shù)模塊加I時(shí)，通過上位機(jī)發(fā)送指令，控制I號注磁器注磁一次，以此實(shí)現(xiàn)每當(dāng)2號讀磁器讀到磁記號時(shí)，上位機(jī)控制I號注磁器注磁，從而實(shí)現(xiàn)利用I號注磁器和2號讀磁器之間固定的0.5米距離來丈量電纜長度的功能；
步驟五、在I號注磁器在測井電纜上的磁標(biāo)記在通過2號讀磁器計(jì)數(shù)后，由2號消磁器消磁，當(dāng)信號采集處理模塊中的計(jì)數(shù)模塊計(jì)數(shù)每計(jì)40個(gè)時(shí)，通過上位機(jī)發(fā)送指令，控制2號注磁器注磁一次，即在測井電纜上每20米打下一個(gè)磁標(biāo)記，2號消磁器消除經(jīng)過2號讀磁器并系統(tǒng)計(jì)數(shù)后的磁記號，2號注磁器布置在2號消磁器后端，目的是注入測井工作中所真正需要的間隔20米磁記號；
步驟六、信號采集處理模塊對2號注磁器打下的磁標(biāo)記個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，通過計(jì)數(shù)的個(gè)數(shù)可以求得測井電纜的下放速度從而求得測井電纜下放深度，最后再利用3號讀磁器采集磁記號對裝置在電纜上所注磁記號進(jìn)行驗(yàn)證。
[0005]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過上位機(jī)發(fā)送指令到compactR1模塊的FPGA控制模塊，控制compactR1的1輸入輸出端口和compactR1的固態(tài)繼電器模塊，通過電磁感應(yīng)原理完成注磁、消磁、讀磁操作，基于cR1的穩(wěn)定性及FPGA的快速性，本發(fā)明的上位機(jī)控制系統(tǒng)具有快速，精確，穩(wěn)定劑分辨率的特性。此外，本發(fā)明可以隨時(shí)移動，具有高分辨率，可以現(xiàn)場打標(biāo)，并現(xiàn)場讀出測量深度和電纜速度，本發(fā)明在油田測井過程中不僅可以使測量精度能達(dá)到要求，還能使冬天室外作業(yè)環(huán)境對測量結(jié)果的影響達(dá)到最低。
【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。
[0007]圖2為本發(fā)明傳感器模塊示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0009]由圖1、圖2所示的一種便攜式油田電纜、鋼絲打標(biāo)深度測量裝置，包括PC筆記本電腦作為的上位機(jī)、compactRI O模塊、傳感器模塊，所述的傳感器模塊包括兩個(gè)注磁器、兩個(gè)消磁器及三個(gè)讀磁器，其中兩個(gè)注磁器、兩個(gè)消磁器分別連接compactR1模塊的繼電器模塊，compactR1模塊中的繼電器模塊與compactR1模塊的10卡輸出端口連接，三個(gè)讀磁器經(jīng)過信號采集處理模塊與compactR1模塊的AD采集卡模擬輸入端口連接，compactR1模塊的AD采集卡數(shù)字輸出端口與上位機(jī)連接，其中兩個(gè)注磁器由24V直流電源供電，兩個(gè)消磁器由220V交流電源供電。
[0010]所述的傳感器模塊中I號消磁器、I號注磁器、I號讀磁器、2號讀磁器、2號消磁器、2號注磁器、3號讀磁器，按順序順次排列，其中在傳感器模塊兩端加入了滑輪，在I號注磁器位置安裝了精調(diào)機(jī)構(gòu)，為修正裝置誤差，在裝置I號注磁器上安裝了千分尺精調(diào)機(jī)構(gòu)，使其可以精確移動，修正I號注磁器與2號讀磁器之間的距離來修正裝置的系統(tǒng)誤差，保證I號注磁器和2號讀磁器之間相隔0.5m的距離，距離I號注磁器0.4m位置安裝I號讀磁器;機(jī)械結(jié)構(gòu)中加入了精調(diào)結(jié)構(gòu)，并且在一側(cè)機(jī)械結(jié)構(gòu)中加入滾輪，從而能夠隨電纜隨動，從而減少磨損，并且在兩端加入90度角的滑輪，從而保證電纜在測量儀器外的任何角度下都能夠水平的進(jìn)入測試裝置中，從而保證測量的準(zhǔn)確性。
[0011 ] 一種便攜式油田電纜、鋼絲打標(biāo)深度測量裝置的測量方法，步驟如下:
步驟一、上位機(jī)發(fā)送指令，通過compactR1模塊的1卡端口控制compactR1模塊的繼電器模塊的閉合產(chǎn)生來控制220V交流電源與兩個(gè)消磁器的連接，I號消磁器的主要功能為通過交流磁路對測井電纜上原有的干擾性磁場消除；
步驟二、上位機(jī)發(fā)送指令，通過compactR1模塊的1卡端口控制compactR1模塊的繼電器模塊的閉合產(chǎn)生瞬時(shí)直流電壓和電流，通過I號注磁器線圈的電磁效應(yīng)產(chǎn)生瞬時(shí)磁路，在測井電纜上打下磁標(biāo)記，I號注磁器的主要功能為給電纜注上用于計(jì)量電纜長度的0.5米間隔標(biāo)記；
步驟三、測井電纜上的磁標(biāo)記通過2號讀磁器時(shí)，通過電磁感應(yīng)原理，磁信號轉(zhuǎn)化為電信號，并通過compactR1模塊的AD采集卡采集到compactR1模塊的FPGA中，2號讀磁器的主要功能為讀取I號注磁器在電纜上注入的磁記號；
步驟四、采集到compactR1模塊的FPGA中的電信號首先通過信號采集處理模塊中的濾波模塊將雜波信號濾掉，然后通過信號采集處理模塊檢測信號波峰，每檢測到一個(gè)波峰信號信號采集處理模塊中計(jì)數(shù)模塊計(jì)數(shù)一次，當(dāng)計(jì)數(shù)模塊加I時(shí)，通過上位機(jī)發(fā)送指令，控制I號注磁器注磁一次，以此實(shí)現(xiàn)，每當(dāng)2號讀磁器讀到磁記號控制I號注磁器注磁，從而實(shí)現(xiàn)利用I號注磁器和2號讀磁器之間固定的0.5米距離來丈量電纜長度的功能；
步驟五、在I號注磁器在測井電纜上的磁標(biāo)記在通過2號讀磁器計(jì)數(shù)后，由2號消磁器消除，當(dāng)信號采集處理模塊中的計(jì)數(shù)模塊計(jì)數(shù)每計(jì)40個(gè)時(shí)，通過上位機(jī)發(fā)送指令，控制2號注磁器注磁一次，即在測井電纜上每20米打下一個(gè)磁標(biāo)記，2號消磁器的主要功能是消除經(jīng)過2號讀磁器采集，系統(tǒng)計(jì)數(shù)后的磁記號，2號注磁器布置在2號消磁器后端，目的是注入測井工作中所真正需要的間隔20米磁記號；
步驟六、信號采集處理模塊對2號注磁器打下的磁標(biāo)記