综合录井技术及应用

综合录井技术及应用

综合录井仪是20世纪80年代中期引入我国的（TDC），从此，开始了国产综合录井仪研制与开发。综合录井技术逐步得到广泛的应用，并取得了明显的效果。到如今，综合录井仪得到了快速发展。新一代的综合录井仪层出不穷。国外的有DLS、DATALOG、ADV ANTAGE等，国产的有上海神开的SK2000、新乡22所的SLZ-2A等。是我们的录井技术充分满足了目前钻井技术的需要。

各种综合录井仪大同小异，区别主要在仪器的稳定性和应用方面的提高。下面我们就SLZ-2A综合录井仪对综合录井的全过程进行讲解：

综合录井仪从工作流程可分为一次仪表（传感器）、二次仪表及接口、联机采集、监控计算机三部分。传感器组、组份分析器、全烃分析器和地质实验室的各类信号通过接口电路处理为0-5V的电压（模拟）或TTL电平规范的脉冲（数字量），经系统总线送至录井工作站进行A/D变换。录井工作站通过I/O板和系统总线实现对气相色谱仪的联机控制。监控工作站驱动三台打印机，实时打印曲线和报表。应用工作站驱动1台打印机，打印应用程序的结果。3台工作站通过网卡和同轴电缆（或双绞线）连接，实现网络通信和资源共享。

传感器组

综合录井系统基本配置共包含13种传感器，所有的传感器分为三个区（井台、入口、出口），在各自的接线箱汇总，经传感器信号总线电缆引入仪器的主机柜。其中模拟量传感器10种，采用4-20mA的电流二线制方式传送，数字量传感器3种，采用大电压（0-8V）脉冲方式传送。

系统配接的传感器列表如下（以SLZ-2A为例）：

井台区：大钩负荷、立管压力、套管压力、转盘扭矩、绞车、转盘转速、硫化氢；

入口区：1号泵冲、2号泵冲、3号泵冲、入口密度、入口温度、入口电导率、3号体积、4号体积、5号体积；

出口区：出口密度、出口温度、出口电导率、1号体积、2号体积、粘度、出口流量、硫化氢；

绞车传感器

绞车传感器由定子和转子组成，超小型双脉冲霍尔探头以90度相位差平卧在定子槽中，当转子转动时，转盘上的12个磁感应器不断从霍尔元件表面扫过，产生使霍尔元件工作的变化磁场，霍尔元件随着磁通密度增减而产生或有或无的数字信号，从传感器输出端就得到具有90度相位差的两组脉冲信号。

输出信号：2*12脉冲/圈

精度：0.1/10m

安装位置：滚筒两端两端

大钩负荷/立管压力/套管压力传感器

压力传感器弹性膜片上贴有应变片敏感元件，并组成惠斯顿电桥。在压力作用下，应变片敏感元件产生形变而导致其电阻变化。对应变片组成的电桥加恒定激励电压，就可测得于被测压力成线形关系的电压变化。

测量范围：5/50/100Mpa

精度：5%FS。

安装位置：大绳死绳端/立管/节流管汇

转盘转速传感器/泵冲传感器

本传感器为电感型接近开关，内部电路由振荡、检波和输出级组成，振荡线圈在四周产生交变磁场，当有金属物体接近线圈时，磁场在金属物体内产生涡流，能量上的损失使振荡器不再满足振荡条件而停振，经检波和输出级后变为高电平，在没有金属物体接近时输出低电平。

动作距离：<15cm

输出信号：高低电平

安装位置：转盘/泥浆泵

扭矩传感器

扭矩传感器分为机械式和电扭矩两种。

机械式扭矩传感器可分为两种：

（1）压力式：工作原理同压力传感器，使用过桥轮，安装于链条盒内；

（2）顶丝式：使用应变电阻，安装于转盘顶丝位置。电扭矩传感器的基本原理是霍尔效应，当流过导线的电流变化时，电流在其周围的磁场发生变化，使得霍尔器件中有一定的电压输出。安装在输入或输出动力线上。

H2S传感器

H2S传感器应用控制电位电解法原理，在电解池内安装三个电极：工作电极、对地电极和参比电极，并施加一定的极化电压，用薄膜同外部分开，当被测气体通过薄膜时，发生氧化还原反应，此时传感器将有一输出电流，此电流大小与被测气体浓度成正比关系。

测量范围：0-100ppm

精度：1ppm

安装位置：钻台上/下、出口管线、放空管线

池体积传感器

该传感器实际上是一种高度传感器，传感器内部装有2米长的测量杆，测量杆上每隔1cm装有一只15Ω电阻和一只干簧管，外部套有一只带磁环的浮球，浮球在测量杆上移动时，吸合该位置上的干簧管，从而引起总的电阻值变化，把此电阻经接口电路转换成电信号，就可测得液面高度，根据底面积，便可求得体积值。

测量范围：0-2m

精度：1cm

安装位置：泥浆罐

钻井液密度传感器

采用差压式原理。当传感器垂直放于钻井液中，由于两只法兰所处深度不同，其表面所受压力也不同，而两只法兰间的距离恒定，故压差仅与液体密度有关。

D=10*P/H

式中： D ：钻井液密度

P ：压差

H ：两只法兰间垂直距离

测量范围：0.90-2.76 g/cm3

精度：0.01 g/cm3

安装位置：泥浆罐及出口管线

钻井液温度传感器

使用铂电阻作为感温元件，铂电阻与温度有以下关系：

测量范围：0-120℃

精度：1% FS

安装位置：泥浆罐及出口管线

钻井液电导率传感器

基于电磁感应原理。在两只平行叠入的磁环上绕有初、次级两个线圈，初级馈以等幅稳频的正弦波激励信号，次级的感应信号将随通过两线圈的闭环环路的电导率高低而变化。

测量范围：0-300Ms/cm

精度：5% FS

安装位置：泥浆罐及出口管线

钻井液流量传感器

此传感器为靶式流量计，内部装有一只滑动电位器，以电阻的变化反映挡板角度的位移。

测量范围：相对变化，角度50度

精度：5% FS

安装位置：出口管线