测井电缆张力测量报警仪及其使用方法技术

本发明专利技术提供了一种测井电缆张力测量报警仪及其使用方法，包括显示仪表和拉力传感器，拉力传感器安装于测井滑轮上，显示仪表电连接拉力传感器，拉力传感器经分压、补偿电路电连接显示仪表，显示仪表还电连接有RC电路，RC电路电连接测控电路，测控电路连接外部执行机构，显示仪表用于给拉力传感器恒压供电。本发明专利技术还提供一种测井电缆张力测量报警仪的使用方法。本发明专利技术使用三个独立机械旋钮，简洁易用，调节便利，控制准确，面板刻度清晰易辨，方便操作；降低成本；整机功能可靠，抗干扰能力强，适应环境温度范围广；体积重量较小，功耗较低；具有较大的推广应用价值。有较大的推广应用价值。有较大的推广应用价值。

【技术实现步骤摘要】
测井电缆张力测量报警仪及其使用方法


[0001]本专利技术涉及地质测井设备
，尤其涉及一种测井电缆张力测量报警仪及其使用方法。

技术介绍

[0002]在水文、煤田、金属和非金属地质测井领域中，一般所测井孔孔径较小，井深最大3000
‑
4000米，井斜一般不超过30
‑
40
°
，其测井设备与石油测井仪器相比结构相对简化，特别是测井绞车自动控制功能不如国内外的石油测井专用绞车完善。详见王京成的相关论文。
[0003]由于各种地层不利条件，水文、煤田、金属和非金属地质测井井下遇卡遇阻风险仍然较高。详见李一涛、罗荣、汪源、陈永才等人相关论文。
[0004]相对较小的测井探管，其重量与电缆比值较小，在探管遇阻后短时间内更不易发现，可能会出现电缆损坏、测井数据失准等事故，造成资产损失与时间延误。详见孟贵生的相关论文。
[0005]目前已有相应设备与方法解决上述问题，如公开（公告）号为CN112964412A、专利名称为一种简易的测井电缆张力测量及张力突变报警装置，又如数字电路式张力监控系统，该张力监控系统详情见韩春田、薛辉等人的论文。或嵌入测井数据采集系统的相关软件，如专利号CN201911050007.3中所述的，但仍存在一些缺点，如机械式报警仪功能单一，报警精度较低；数字电路式采用单片机系统，数字元件较多，启动慢，易受或易产生电磁干扰，野外作业时抵抗恶劣条件能力差。通过对较多测井现场分析，测井电缆张力的测量目的主要为下降防阻与上升防卡，详见张丰的相关论文。所测量的力学信息变化较为简单，不需要复杂的数字程序电路也应能实现上述功能。为此，需要开发一种基本功能齐全、操作维护方便、抗干扰、高精度，更适合测井现场使用的直流模拟电路为基础的测井电缆张力测量报警仪器。

技术实现思路

[0006]针对上述的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种测井电缆张力测量报警仪及其使用方法，使用三个独立机械旋钮，分别控制井孔参数、报警门限、微调的功能，简洁易用，调节便利，控制准确，面板刻度基本均匀、布局合理，清晰易辨，方便操作；设计电路工作流程完善。元件数量减少、对元件的精度要求宽泛，可降低成本；整机功能可靠，抗干扰能力强，适应环境温度范围广。体积重量较小，功耗较低；具有较大的推广应用价值。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供一种测井电缆张力测量报警仪，包括显示仪表和拉力传感器，其特征在于：拉力传感器安装于测井滑轮上，显示仪表电连接拉力传感器，拉力传感器经分压、补偿电路电连接显示仪表，显示仪表还电连接有RC电路，RC电路电连接测控电路，测控电路连接外部执行机构，显示仪表用于给拉力传感器恒压供电。
[0008]优选的，分压、补偿电路包括分压电路、补偿电路1和补充电路2，拉力传感器电连
接分压电路，分压电路电连接显示仪表，分压电路还分别电连接补偿电路1和补偿电路2。
[0009]进一步地，补偿电路1、补偿电路2、分压电路、RC电路、测控电路和外部执行机构均为模拟直流电路。
[0010]进一步地，显示仪表上设置有张力调节旋钮面板，张力调节旋钮面板包括旋钮刻度面板和位于旋钮刻度面板中心的张力调节旋钮。
[0011]进一步地，旋钮刻度面板包括以张力调节旋钮中心为圆心等间距分布的多根圆弧刻度线，圆弧刻度线用于表示摩擦系数；旋钮刻度面板还包括由张力调节旋钮中心向外辐射的弯曲程度不同的色带，色带用于表示钻孔倾斜角，各条色带的宽度不同，色带宽度用于表示泥浆比重，泥浆比重范围为1~1.1；旋钮刻度面板上还设置有多个放大系数标识刻度线，多个放大系数标识不等角度排布在最外侧的圆弧刻度线上，在逆时针方向上，相邻两个放大系数标识之间的夹角逐渐减小。
[0012]进一步地，放大系数计算公式如下：将探管与电缆合并计算，取其G与F
浮
合并称为G'，则：又：可得：可得：在直孔，清水 ，下降速度 时，可得：以为基准，可得任一时的F拉力的比较系数：时的F拉力的比较系数：时的F拉力的比较系数：
在仪表显示设置中，将设为基准点1，在其他参数条件下，其下降时的放大系数应为其倒数：f
下
’
=F'
下
/F同理，上升时的放大系数为f
上
’
=F
’
上
/F。
[0013]进一步地，分压电路包括分压输入输出，分压输入输出包括电阻R2、R3、R22和开关K3；补偿电路1包括电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和开关K1；补偿电路2包括电阻R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21和开关K2，其中，电阻R3、R5、R14为可变电阻。
[0014]进一步地，电阻R1的两端分别连接SIG+和SIG－，电阻R1位于SIG+的一端还连接电阻R2的滑动端，电阻R2的一端连接电阻R22的一端，电阻R2的另一端连接开关K3的常闭端，电阻R22的另一端连接开关K3的常开端；开关K3的另一端连接可变电阻R3的一端，可变电阻R3的两端分别连接SIG+
’
和SIG－。
[0015]进一步地，电阻R4的滑动端连接5V电源的正极，电阻R4的一端连接电阻R6的一端，电阻R4的另一端连接开关K1的常闭端，电阻R6的另一端连接开关K1的常开端，开关K1的另一端分别连接可变电阻R5的一端、电阻R7的一端和电阻R8的一端，可变电阻R5的另一端连接5V电源的负极；电阻R7的另一端穿过电阻R9连接电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接5V电源的负极，电阻R8的另一端穿过电阻R10连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接5V电源的负极；电阻R9的滑动端连接SIG－，电阻R10的滑动端连接SIG+
’
；可变电阻R5=R4*R1/R2，以实现放大系数变化时补偿电路1的补偿电位相应匹配；电阻R13的滑动端连接1.5~7.5V电源的正极，电阻R13的一端连接电阻R15的一端，电阻R13的另一端连接开关K2的常闭端，电阻R15的另一端连接开关K2的常开端，开关K2的另一端分别连接可变电阻R14的一端、电阻R16的一端和电阻R17的一端，可变电阻R14的另一端连接1.5~7.5V电源的负极；电阻R16的另一端穿过电阻R18连接电阻R20的一端，电阻R20的另一端连接1.5~7.5V电源的负极，电阻R17的另一端穿过电阻R19连接电阻R21的一端，电阻R21的另一端连接1.5~7.5V电源的负极；电阻R18的滑动端连接SIG－，电阻R19的滑动端连接SIG+
’
；可变电阻R14=2R3，以实现更换不同重量的探管后，调整门限并清零；电阻R2、R4、R9、R10、R13、R18、R19为可变电阻。
[0016]进一步地，显示仪表上还设置有报警门限面板，报警门限面板包括：报警门限刻度面板和位于报警门限刻度面板中心的报警门限旋钮，门限系数K调整上升刻度面板和上升调节旋钮，门限系数K调整下降刻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.测井电缆张力测量报警仪，包括显示仪表和拉力传感器，其特征在于：拉力传感器安装于测井滑轮上，显示仪表电连接拉力传感器，拉力传感器经分压、补偿电路电连接显示仪表，显示仪表还电连接有RC电路，RC电路电连接测控电路，测控电路连接外部执行机构，显示仪表用于给拉力传感器恒压供电；分压、补偿电路包括分压电路、补偿电路1和补充电路2，拉力传感器电连接分压电路，分压电路电连接显示仪表，分压电路还分别电连接补偿电路1和补偿电路2；补偿电路1、补偿电路2、分压电路、RC电路、测控电路和外部执行机构均为模拟直流电路；显示仪表上设置有张力调节旋钮面板，张力调节旋钮面板包括旋钮刻度面板和位于旋钮刻度面板中心的张力调节旋钮；旋钮刻度面板包括以张力调节旋钮中心为圆心等间距分布的多根圆弧刻度线，圆弧刻度线用于表示摩擦系数；旋钮刻度面板还包括由张力调节旋钮中心向外辐射的弯曲程度不同的色带，色带用于表示钻孔倾斜角，各条色带的宽度不同，色带宽度用于表示泥浆比重，泥浆比重范围为1~1.1；旋钮刻度面板上还设置有多个放大系数标识刻度线，多个放大系数标识不等角度排布在最外侧的圆弧刻度线上，在逆时针方向上，相邻两个放大系数标识之间的夹角逐渐减小。2.根据权利要求1所述的测井电缆张力测量报警仪，其特征在于：放大系数计算公式如下：将探管与电缆合并计算，取其G与F
浮
合并称为G'，则：又：可得：可得：在直孔，清水，下降速度时，可得：以为基准，可得任一时的F拉力的比较系数：时的F拉力的比较系数：
在仪表显示设置中，将设为基准点1，在其他参数条件下，其下降时的放大系数应为其倒数：f
下
’
=F'
下
/F同理，上升时的放大系数为f
上
’
=F
’
上
/F。3.根据权利要求2所述的测井电缆张力测量报警仪，其特征在于：分压电路包括分压输入输出，分压输入输出包括电阻R2、R3、R22和开关K3；补偿电路1包括电阻R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12和开关K1；补偿电路2包括电阻R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21和开关K2，其中，电阻R3、R5、R14为可变电阻。4.根据权利要求3所述的测井电缆张力测量报警仪，其特征在于：电阻R1的两端分别连接SIG+和SIG－，电阻R1位于SIG+的一端还连接电阻R2的滑动端，电阻R2的一端连接电阻R22的一端，电阻R2的另一端连接开关K3的常闭端，电阻R22的另一端连接开关K3的常开端；开关K3的另一端连接可变电阻R3的一端，可变电阻R3的两端分别连接SIG+
’
和SIG－。5.根据权利要求4所述的测井电缆张力测量报警仪，其特征在于：电阻R4的滑动端连接5V电源的正极，电阻R4的一端连接电阻R6的一端，电阻R4的另一端连接开关K1的常闭端，电阻R6的另一端连接开关K1的常开端，开关K1的另一端分别连接可变电阻R5的一端、电阻R7的一端和电阻R8的一端，可变电阻R5的另一端连接5V电源的负极；电阻R7的另一端穿过电阻R9连接电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接5V电源的负极，电阻R8的另一端穿过电阻R10连接电阻R12的一端，电阻R12的另一端连接5V电源的负极；电阻R9的滑动端连接SIG－，电阻R10的滑动端连接SIG+
’
；可变电阻R5=R4*R1/R2，以实现放大系数变化时补偿电路1的补偿电位相应匹配；电阻R13的滑动端连接1.5~7.5V电源的正极，电阻R13的一端连接电阻R15的一端，电阻R13的另一端连接开关K2的常闭端，电阻R15的另一端连接开关K2的常开端，开关K2的另一端分别连接可变电阻R14的一端、电阻R16的一端和电阻R17的一端，可变电阻R14的另一端连接1.5~7.5V电源的负极；电阻R16的另一端穿过电阻R18连接电阻R20的一端，电阻R20的另一端连接1.5~7.5V电源的负极，电阻R17的另一端穿过电阻R19连接电阻R21的一端，电阻R21的另一端连接1.5~7.5V电源的负极；电阻R18的滑动端连接SIG－，电阻R19的滑动端连接SIG+
’
；可变电阻R14=2R3，以实现更换不同重量的探管后，调整门限并清零；电阻R2、R4、R9、R10、R13、R18、R19为可变电阻。6.根据权利要求2或3所述的测井电缆张力测量报警仪，其特征在于：显示仪表上还设置有报警门限面板，报警门限面板包括：报警门限刻度面板和位于报警门限刻度面板中心的报警门限旋钮，门限系数K调整上升刻度面板和上升调节旋钮，门限系数K调整下降刻度面板和下降调节旋钮；报警门限旋钮的可调范围为0~220。7.根据权利要求6所述的测井电缆张力测量报警仪，其特征在于：RC电路接收显示仪表传来的0~20mA深度信号，可调电阻R23、R24、R25分别与电阻R26、R27、R28、R29、R30、R31串
联，三串三并组成桥式电路；在每个靠近V
‑
端的三个电阻 R29、R30、R31两端并联电容；当输入电压变化引起桥式网络电流变化时，桥式RC网络输出端有输出电位，以此经IC电位比较器放大后，输出较大电压变化，经放大器Q1、Q2放大后，推动继电器动作，产生报警蜂鸣。8.根据权利要求7所述的测井电缆张力测量报警仪，其特征在于：可调电阻R23、R24、R25的一端分别连接显示仪表的模拟输出端V...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文建，王石，李兆令，徐洪岩，任玲，孟庆鲁，胡安顺，张夫友，
申请(专利权)人：山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队山东省第五地质矿产勘查院，
类型：发明
国别省市：