一种用于持气率测井仪的电路系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于持气率测井仪的电路系统，该系统包括：数据探测装置，采用阵列化传感器技术分别测量天然气水平井中表征持气特征、持水特征和流量特征的探测信号，以及测量用于表示实时测井位置井径特征的井径数据；数据采集装置，接收数据探测装置所探测的信号，并根据各探测信号，测量测井过程中表征套管横截面上各测井位置的三相流动特征，以及将井径数据转发至遥测装置；遥测装置，根据井径数据，生成表示用于控制测井仪机械臂组收放移动状态的机械臂控制指令，以利用机械臂控制指令使得各机械臂的展开程度与当前测井位置处的井径特征相匹配。本发明专利技术实现了在套管尺寸发生变化的情况下利用单一测井仪实时测量流体的三相流动特征。的三相流动特征。的三相流动特征。

【技术实现步骤摘要】
一种用于持气率测井仪的电路系统


[0001]本专利技术涉及生产测井
，尤其是涉及一种用于持气率测井仪的电路系统。

技术介绍

[0002]现今，生产测井的重要任务是测量生产井和注入井的流体流动剖面。为获取待测井段相应位置所对应的流体流动剖面，需要对包括流体的速度(流量)、密度、持水率、温度、压力等测量参数进行测量。根据这些测量参数，能够确定各射孔层段产出或吸入流体的性质和流量，以便生产人员能够对油井产状和油层特征作出评价。
[0003]在产油井中，一般测量流体的油水两相流动特征，需要测量的持率为持水率；在天然气井中，需要测量流体的油气水三相流动特征，此时需要测量的持率为持水率和持气率两项参数。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现石油测井技术中具有多种持水和持气参数的测量方法，而对于天然气测井技术中持水、持气和流量的测量方法并不多见。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题之一是需要提供一种用于持气率测井仪的电路系统，包括：数据探测装置，其用于采用阵列化传感器技术分别测量天然气水平井中表征持气特征、持水特征和流量特征的探测信号，以及测量用于表示实时测井位置井径特征的井径数据；数据采集装置，其用于接收所述数据探测装置所探测的信号，并根据各探测信号，测量测井过程中表征套管横截面上各测井位置的三相流动特征，以及将所述井径数据转发至遥测装置；所述遥测装置，其用于根据所述井径数据，生成表示用于控制测井仪机械臂组收放移动状态的机械臂控制指令，以利用所述机械臂控制指令使得各机械臂的展开程度与当前测井位置处的井径特征相匹配。
[0005]优选地，所述数据探测装置，包括：持气模块，其包括多个持气传感器和与所述多个持气传感器相连接的持气探测信号调理与控制单元，其中，所述多个持气传感器分别布置于测井仪的第一机械臂和仪器骨架上，并且位于所述第一机械臂上的各传感器的安装方向与所述仪器骨架平行；所述持气探测信号调理与控制单元，其用于收集各持气传感器所探测到的持气探测信号并对所述持气探测信号进行调理，以及对各持气传感器的信号探测进行控制；持水模块，其包括多个持水传感器和与所述多个持水传感器相连接的持水探测信号调理与控制单元，其中，所述多个持水传感器分别布置于所述第一机械臂和所述仪器骨架上，并且位于所述第一机械臂上的各传感器的安装方向与所述仪器骨架平行，同时每个持水传感器分别对应一个持气传感器并列分布；所述持水探测信号调理与控制单元，其用于收集各持水传感器所探测到的持水探测信号并对所述持水探测信号进行调理，以及对各持水传感器的信号探测进行控制；流量模块，其包括多个流量传感器和与所述多个流量传感器相连接的流量探测信号调理与控制单元，其中，所述多个流量传感器分别布置于测井仪的第二机械臂和仪器骨架上，并且位于所述第二机械臂上的各传感器的安装方向与所述仪器骨架平行；所述流量探测信号调理与控制单元，其用于收集各流量传感器所探测到
的流量探测信号并对所述流量探测信号进行调理，以及对各流量传感器的信号探测进行控制；井径模块，其包括位于所述第一机械臂与所述仪器骨架的铰接点处的井径传感器。
[0006]优选地，所述多个持气传感器，其还用于分别以I2C方式与所述持气探测信号调理与控制单元通讯。
[0007]优选地，所述持气探测信号调理与控制单元、所述持水探测信号调理与控制单元和所述流量探测信号调理与控制单元分别以串口方式与所述数据采集装置通讯。
[0008]优选地，所述系统还包括机械臂控制装置，其中，所述机械臂控制装置包括：第一控制单元，其用于接收并解析含有目标测井位置及该位置对应的井径特征信息在内的所述机械臂控制指令，并根据解析结果和所采集到的测井仪机械臂组部件的实时运行数据，生成用于控制各机械臂向目标位置及目标井径状态移动的移动控制信号；第一驱动单元，其用于将所述移动控制信号转换为相应的驱动控制信号；机械臂组电机，其与所述第一驱动单元连接，用于利用所述驱动控制信号控制测井仪机械臂的收放，使得在测井过程中井径特征探测器件能够始终保持与套管内壁接触的状态。
[0009]优选地，所述第一控制单元，其还用于接收表征电机实时运行数据的工作电流、上限位信号和下限位信号，基于此，判断当前运行状态是否处于超限运行，并在电机超限运行时，封锁所述移动控制信号的输出，以关闭所述机械臂组电机。
[0010]优选地，所述遥测装置，其还以CAN通讯方式，分别与所述数据采集装置和所述机械臂控制装置进行通讯。
[0011]优选地，所述持气传感器，其用于采用光纤探针技术，探测含有目标测井位置对应的表征持气特征信息的光信号，并将所述光信号转换为持气探测电信号；所述持水传感器，其用于采用电阻式持水探针技术，探测含有目标测井位置对应的表征持水特征信息的电流和电压模拟信号，以得到所述持水探测信号；所述流量传感器，其用于采用霍尔电磁流量计，探测含有目标测井位置对应的表征流量特征信息的脉冲量数字信号，以得到所述流量探测信号。
[0012]优选地，所述持水探测信号调理与控制单元包括：电压采集处理单元，其用于对所探测到的被测流体的电压模拟信号进行放大、采样和模数转换处理，得到相应的电压数字信号；电流采集处理单元，其用于对所探测到的被测流体的电流模拟信号进行放大、采样和模数转换处理，得到相应的电流数字信号；信号源输送单元，其用于向所述持水传感器的测量提供所需的脉冲激励信号；持水探测信号处理器，其与所述数据采集装置通讯，用于向所述数据采集装置传输所述持水探测信号，以及通过向所述信号源输送单元发送持水采集控制信号，以对所述持水传感器的测量进行控制。
[0013]优选地，所述持气传感器包括：光纤探针，其用于在持气采集控制信号的控制下进行信号探测；光电转换单元，其用于将所述光纤探针探测的光信号转换为相应的电信号，以及接收持气单元处理器发出的所述持气采集控制信号并将其转换为相应的光信号；所述持气单元处理器，其与所述持气探测信号调理与控制单元通讯，用于向所述持气探测信号调理与控制单元传输持气探测电信号，以及通过所输出的所述持气采集控制信号来对所述光纤探针的探测进行控制。
[0014]与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
[0015]本专利技术提出了一种用于持气率测井仪的电路系统。该电路系统采用阵列化传感器技术分别测量天然气水平井中表征持气特征、持水特征和流量特征的探测信号，并基于该探测信号测量测井过程中表征套管横截面上各测井位置的三相流动特征。另外，本专利技术还测量用于表示实时测井位置井径特征的井径数据，并根据该井径数据触发针对测井仪机械臂的控制指令，使得各机械臂的展开程度与当前测井位置处的井径特征相匹配。本专利技术实现了在天然气水平井中，利用单一测井仪对多种测井参数的实时同步测量，以及对流体的三相流动特征的有效监测。另外，本专利技术还能够在测井作业套管尺寸发生变化的条件下，实时对测井仪机械臂进行适应性调整，确保了测井参数测量结果的准确性和测井过程的连续性。
[0016]本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于持气率测井仪的电路系统，其特征在于，包括：数据探测装置，其用于采用阵列化传感器技术分别测量天然气水平井中表征持气特征、持水特征和流量特征的探测信号，以及测量用于表示实时测井位置井径特征的井径数据；数据采集装置，其用于接收所述数据探测装置所探测的信号，并根据各探测信号，测量测井过程中表征套管横截面上各测井位置的三相流动特征，以及将所述井径数据转发至遥测装置；所述遥测装置，其用于根据所述井径数据，生成表示用于控制测井仪机械臂组收放移动状态的机械臂控制指令，以利用所述机械臂控制指令使得各机械臂的展开程度与当前测井位置处的井径特征相匹配。2.根据权利要求1所述的电路系统，其特征在于，所述数据探测装置，包括：持气模块，其包括多个持气传感器和与所述多个持气传感器相连接的持气探测信号调理与控制单元，其中，所述多个持气传感器分别布置于测井仪的第一机械臂和仪器骨架上，并且位于所述第一机械臂上的各传感器的安装方向与所述仪器骨架平行；所述持气探测信号调理与控制单元，其用于收集各持气传感器所探测到的持气探测信号并对所述持气探测信号进行调理，以及对各持气传感器的信号探测进行控制；持水模块，其包括多个持水传感器和与所述多个持水传感器相连接的持水探测信号调理与控制单元，其中，所述多个持水传感器分别布置于所述第一机械臂和所述仪器骨架上，并且位于所述第一机械臂上的各传感器的安装方向与所述仪器骨架平行，同时每个持水传感器分别对应一个持气传感器并列分布；所述持水探测信号调理与控制单元，其用于收集各持水传感器所探测到的持水探测信号并对所述持水探测信号进行调理，以及对各持水传感器的信号探测进行控制；流量模块，其包括多个流量传感器和与所述多个流量传感器相连接的流量探测信号调理与控制单元，其中，所述多个流量传感器分别布置于测井仪的第二机械臂和仪器骨架上，并且位于所述第二机械臂上的各传感器的安装方向与所述仪器骨架平行；所述流量探测信号调理与控制单元，其用于收集各流量传感器所探测到的流量探测信号并对所述流量探测信号进行调理，以及对各流量传感器的信号探测进行控制；井径模块，其包括位于所述第一机械臂与所述仪器骨架的铰接点处的井径传感器。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多个持气传感器，其还用于分别以I2C方式与所述持气探测信号调理与控制单元通讯。4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述持气探测信号调理与控制单元、所述持水探测信号调理与控制单元和所述流量探测信号调理与控制单元分别以串口方式与所述数据采集装置通讯。5.根据权利要求1～4中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括机械臂控制装置，其中，所述机械臂控制装置包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：张守伟，臧德福，管林华，张付明，黄玉科，侯伟东，闫永平，
申请(专利权)人：中石化经纬有限公司中石化经纬有限公司胜利测井公司，
类型：发明
国别省市：