一种分布式智能测井系统及测井方法技术方案

本发明专利技术涉及测井绞车技术领域，具体为一种分布式智能测井系统及测井方法,测井仪器通过无线基站和万兆交换机将测井数据发送给控制台，指挥中心通过通信网络获取智能测井终端、测井电缆控制装置和控制台的信息,通过控制外转子永磁同步电机、转速控制装置实现对电缆卷筒的转速及旋向控制以及紧急停机控制；通过测井电缆控制装置采集测井电缆张力、速度及下井深度数据，作为PLC的输入，用以实现测井电缆张力、速度控制，并实现测井电缆过度拉伸保护、超速保护。速保护。速保护。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式智能测井系统及测井方法


[0001]本专利技术涉及测井绞车
，具体为一种分布式智能测井系统及测井方法。

技术介绍

[0002]随着油田开发方式的多样化，油藏状况越来越复杂，国外三大测井公司斯伦贝谢、贝克—阿特拉斯、哈里伯顿均先后推出了自己的快测平台Express Platform、LOG
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IQ、FOCUS测井系统。国产EILog测井平台正是在此背景下开发，通过探测器优化、电路共用与集成，使用新的机电工艺设计，缩短了仪器长度，增强了测量的稳定性。
[0003]目前，测井装备需要两人同时全天候值守，容易发生人为误操作或疲劳事故。另外，因值班人员无法对设备状态和故障进行精准预判，导致设备停机故障时有发生。任何测井作业中断都会造成约36万元/小时的经济损失。
[0004]为解决多场所测井系统的远程监测和控制，实现24小时无人值守，避免人为因素造成停机的问题。在国家教育部“船舶ERM虚拟现实联合实验室”课题成果的基础上，融合Open Harmony、数字孪生和三维重构技术，开发出分布式智能测井系统及测井方法，对测井装备进行多点远程监测和控制，实现24小时无人值守的智慧测井，从而避免人员疲劳故障。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种分布式智能测井系统及测井方法，通过通过控制外转子永磁同步电机、转速控制装置实现对电缆卷筒的转速及旋向控制以及紧急停机控制，能够通过测井电缆控制装置采集测井电缆张力、速度及下井深度数据，作为PLC的输入，用以实现测井电缆张力、速度控制，并实现测井电缆过度拉伸保护、超速保护，实现无人值守的智慧测井。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种分布式智能测井系统，测井仪器通过无线基站和万兆交换机将测井数据发送给控制台，指挥中心通过通信网络获取智能测井终端、测井电缆控制装置和控制台的信息;所述测井仪器包括电源短节、存储短节、测井短节，所述测井仪器通过测井电缆与测井绞车连接；电源短节用于为存储短节和测井短节提供电源，测井短节内的测井单元用于测量井内的地质状态，形成井内数据，测井短节可以为至少两个，每个测井短节内的存储单元可以通过同一通信线与存储短节内的存储模块连接，不同的测井短节内的井内数据通过通信线传输至存储短节内的存储模块，使得存储短节内的存储模块可以存储所有的井内数据；所述测井绞车包括外转子永磁同步电机、电缆卷筒、测井刹车盘、转速控制装置和测井电缆控制装置；永磁同步电机驱动电缆卷筒转动，所述测井电缆一端连接测井仪器，另一端经过测井电缆控制装置后缠绕于所述电缆卷筒上，通过测井电缆控制装置获取测井电缆的张力、速度及下井深度数据，所述电缆卷筒上设置有测井刹车盘，所述测井刹车盘与所述转速
控制装置配合，通过转速控制装置控制测井电缆的下降速度。
[0007]进一步的，所述测井电缆控制装置包括通信基座、第一导线滚轮、第二导向轮、张力测算台、张力传感器、罩壳、测速轮、张紧轮、轮座、测速齿轮、编码器齿轮、测速编码器；所述测井电缆控制装置设置于所述测井绞车的底座上，所述通信基座中设置有信号发送装置，所述通信基座的靠近电缆卷筒的一侧设置有相对设置的第一导线滚轮和第二导向轮；所述通信基座的另一侧上设置有张力测算台，所述张力测算台上设置有张力传感器和测速轮座，所述测速轮座上设置有测速轮，通过张力传感器可以测量测速轮座受到的测井电缆的拉力；所述通信基座的中部设置有张紧轮座，所述张紧轮座上设置有张紧轮；所述测井电缆依次绕过张紧轮和测速轮，之后从相对设置的第一导线滚轮和第二导向轮之间通过，然后缠绕于电缆卷筒上。
[0008]进一步的，所述第一导线滚轮、第二导向轮的外部罩设有罩壳，所述罩壳固定在通信基座上；所述测速轮上同轴的设置有测速齿轮，所述测速齿轮与所述测速轮同步转动，所述罩壳对应所述测速齿轮的位置设置有测速编码器，所述测速编码器的转轴上设置有编码器齿轮，所述编码器齿轮与所述测速齿轮啮合；所述测井电缆带动测速轮、测速齿轮和编码器齿轮转动，通过测速编码器测量所述测井电缆的下降速度；通过通信基座内的信号发送装置将测速编码器和张力传感器检测的信息借助无线网络发送给指挥中心。
[0009]进一步的，所述测井刹车盘伸入所述转速控制装置的内容，通过所述转速控制装置控制电缆卷筒的旋转速度；所述转速控制装置包括U形基座、导向槽、滑动座、滑动导杆、支撑架、导向杆、滑块、联动机构、联动杆、弹性部、拉杆、驱动部、主动部和刹车盘；电缆卷筒的两端可转动的设置在卷筒座上，所述U形基座固定在靠近所述测井刹车盘一侧的卷筒座上，所述U形基座的腔体内设置有滑动导杆，所述滑动座设置在所述滑动导杆上并能够沿着所述滑动导杆滑动；所述U形基座的外端固定设置有支撑架，所述支撑架上设置有驱动部，所述驱动部驱动主动部和刹车盘从第一方向朝向所述测井刹车盘移动，同时所述主动部通过联动机构驱动所述滑动座从第二方向朝向所述测井刹车盘移动，所述第一方向与所述第二方向的方向相反，通过刹车盘和滑动座从两个方向分别抵接所述测井刹车盘的两个侧面，以控制所述电缆卷筒的旋转速度。
[0010]进一步的，所述支撑架上设置有导向杆，所述导向杆的两侧滑动套设有两个滑块；所述联动机构是由四根支撑杆首尾依次铰接形成的平行四边形结构，所述联动机构的相对的两个铰接端分别与两个滑块铰接，所述联动机构的另外的相对的两个铰接端分别与主动部和联动杆铰接；所述联动杆的两端分别通过弹性部与拉杆传动连接，所述拉杆与所述滑动座固定连接；
所述主动部朝向所述第一方向移动时，所述联动机构的四边形结构使得滑块相向移动，同时驱动所述联动杆朝向所述第二方向移动。
[0011]一种分布式智能测井方法，采用上述的测井系统，使用CTM8251CAN总线收发器并结合TCP/IP网络协议，实现所述测井系统的安全、高效的数据通信，通过5G无线传输，实现对测井现场的无线视频监控及数据采集；采用PLC作为核心控制器，配合测井绞车的智能控制系统，通过控制外转子永磁同步电机、转速控制装置实现对电缆卷筒的转速及旋向控制以及紧急停机控制；通过测井电缆控制装置采集测井电缆张力、速度及下井深度数据，作为PLC的输入，用以实现测井电缆张力、速度控制，并实现测井电缆过度拉伸保护、超速保护；内置CAN总线控制器模块，形成地面及井下智能节点，接收采集数据由GPRS移动通信技术通过UDP协议上传的数据，借助于云平台的云服务器，通过TCP/IP通信协议将数据发送至用户终端；当移动通信基站信号不足时，采集数据通过天线直接发射至卫星，指挥中心通过卫星下载数据;通过对外转子永磁同步电机、电缆卷筒以及测井仪器进行报警及故障特性统计与分析，并且采用小波包理论提取运行特征，利用k
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means聚类算法，实现装备运行工况的划分，并根据中心极限定理，建立各工况下评价状态特征参数是否正常的准则；根据工况划分的结果，利用支持向量机，建立装备运行工况辨识模型，并进行模型测试，验证所建模型的正确性。
[0012]与现有技术相比，本专利技术提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式智能测井系统，测井仪器通过无线基站和万兆交换机将测井数据发送给控制台，指挥中心通过通信网络获取智能测井终端、测井电缆控制装置（5）和控制台的信息，其特征在于：所述测井仪器包括电源短节（12）、存储短节（13）、测井短节（14），所述测井仪器通过测井电缆（15）与测井绞车（11）连接；电源短节（12）用于为存储短节（13）和测井短节（14）提供电源，测井短节（14）内的测井单元用于测量井内的地质状态，形成井内数据，测井短节（14）可以为至少两个，每个测井短节（14）内的存储单元可以通过同一通信线与存储短节（13）内的存储模块连接，不同的测井短节（14）内的井内数据通过通信线传输至存储短节（13）内的存储模块，使得存储短节（13）内的存储模块可以存储所有的井内数据；所述测井绞车（11）包括外转子永磁同步电机（1）、电缆卷筒（2）、测井刹车盘（3）、转速控制装置（4）和测井电缆控制装置（5）；永磁同步电机（1）驱动电缆卷筒（2）转动，所述测井电缆（15）一端连接测井仪器，另一端经过测井电缆控制装置（5）后缠绕于所述电缆卷筒（2）上，通过测井电缆控制装置（5）获取测井电缆（15）的张力、速度及下井深度数据，所述电缆卷筒（2）上设置有测井刹车盘（3），所述测井刹车盘（3）与所述转速控制装置（4）配合，通过转速控制装置（4）控制测井电缆（15）的下降速度。2.根据权利要求1所述的一种分布式智能测井系统，其特征在于：所述测井电缆控制装置（5）包括通信基座（501）、第一导线滚轮（502）、第二导向轮（503）、张力测算台（504）、张力传感器（505）、罩壳（506）、测速轮（507）、张紧轮（508）、张紧轮座（509）、测速齿轮（510）、编码器齿轮（511）、测速编码器（512）；所述测井电缆控制装置（5）设置于所述测井绞车（11）的底座上，所述通信基座（501）中设置有信号发送装置，所述通信基座（501）的靠近电缆卷筒（2）的一侧设置有相对设置的第一导线滚轮（502）和第二导向轮（503）；所述通信基座（501）的另一侧上设置有张力测算台（504），所述张力测算台（504）上设置有张力传感器（505）和测速轮座（513），所述测速轮座（513）上设置有测速轮（507），通过张力传感器（505）可以测量测速轮座（513）受到的测井电缆（15）的拉力；所述通信基座（501）的中部设置有张紧轮座（509），所述张紧轮座（509）上设置有张紧轮（508）；所述测井电缆（15）依次绕过张紧轮（508）和测速轮（507），之后从相对设置的第一导线滚轮（502）和第二导向轮（503）之间通过，然后缠绕于电缆卷筒（2）上。3.根据权利要求2所述的一种分布式智能测井系统，其特征在于：所述第一导线滚轮（502）、第二导向轮（503）的外部罩设有罩壳（506），所述罩壳（506）固定在通信基座（501）上；所述测速轮（507）上同轴的设置有测速齿轮（510），所述测速齿轮（510）与所述测速轮（507）同步转动，所述罩壳（506）对应所述测速齿轮（510）的位置设置有测速编码器（512），所述测速编码器（512）的转轴上设置有编码器齿轮（511），所述编码器齿轮（511）与所述测速齿轮（510）啮合；所述测井电缆（15）带动测速轮（507）、测速齿轮（510）和编码器齿轮（511）转动，通过测
速编码器（512）测量所述测井电缆（15）的下降速度；通过通信基座（501）内的信号发送装置将测速编码器（512）和张力传感器（505）检测的信息借助无线网络发送给指挥中心。4.根据权利要求3所述的一种分布式智能测井系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明雨，刘海涛，魏义礼，张晓玮，饶攀，谭春隆，任永成，
申请(专利权)人：威海广泰空港设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：