便攜式油田電纜、鋼絲打標(biāo)深度測(cè)量裝置及其測(cè)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(cè)量裝置及其測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]測(cè)井電纜打標(biāo)是油田測(cè)井過程中非常重要的一項(xiàng)技術(shù)，磁標(biāo)記法是測(cè)井電纜打標(biāo)的常用方法，在油田測(cè)井過程中，首先在測(cè)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(hào)，從而通過讀到磁標(biāo)記信號(hào)的個(gè)數(shù)可以計(jì)算測(cè)井電纜測(cè)井的深度，在油田測(cè)井過程中，常用的磁標(biāo)記方法有丈量法人工手動(dòng)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(cè)量誤差，導(dǎo)致測(cè)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(cè)井現(xiàn)場(chǎng)，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(cè)井電纜的長(zhǎng)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(dòng)，具有高分辨率，可以現(xiàn)場(chǎng)打標(biāo)，并現(xiàn)場(chǎng)讀出測(cè)量深度和電纜速度的便攜式油田電纜、鋼絲打標(biāo)深度測(cè)量裝置及其測(cè)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(cè)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(hào)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(hào)消磁器、I號(hào)注磁器、I號(hào)讀磁器、2號(hào)讀磁器、2號(hào)消磁器、2號(hào)注磁器、3號(hào)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(hào)注磁器位置安裝了精調(diào)機(jī)構(gòu)，I號(hào)注磁器和2號(hào)讀磁器之間相隔0.5m的距離，距離I號(hào)注磁器0.4m位置安裝I號(hào)讀磁器；
一種便攜式油田電纜、鋼絲打標(biāo)深度測(cè)量裝置的測(cè)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(lái)控制220V交流電源與兩個(gè)消磁器的連接，首先I號(hào)消磁器通過交流磁路對(duì)測(cè)井電纜上原有的干擾性磁場(chǎng)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(hào)注磁器線圈的電磁效應(yīng)產(chǎn)生瞬時(shí)磁路，在測(cè)井電纜上打下磁標(biāo)記，I號(hào)注磁器給電纜注上用于計(jì)量電纜長(zhǎng)度的0.5米間隔標(biāo)記；步驟三、測(cè)井電纜上的磁標(biāo)記通過2號(hào)讀磁器時(shí)，通過電磁感應(yīng)原理，磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并通過compactR1模塊的AD采集卡采集到compactR1模塊的FPGA中，2號(hào)讀磁器讀取I號(hào)注磁器在電纜上注入的磁記號(hào)；
步驟四、采集到compactR1模塊的FPGA中的電信號(hào)首先通過信號(hào)采集處理模塊中的濾波模塊將雜波信號(hào)濾掉，然后通過信號(hào)采集處理模塊檢測(cè)信號(hào)波峰，每檢測(cè)到一個(gè)波峰信號(hào)，信號(hào)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(hào)注磁器注磁一次，以此實(shí)現(xiàn)每當(dāng)2號(hào)讀磁器讀到磁記號(hào)時(shí)，上位機(jī)控制I號(hào)注磁器注磁，從而實(shí)現(xiàn)利用I號(hào)注磁器和2號(hào)讀磁器之間固定的0.5米距離來(lái)丈量電纜長(zhǎng)度的功能；
步驟五、在I號(hào)注磁器在測(cè)井電纜上的磁標(biāo)記在通過2號(hào)讀磁器計(jì)數(shù)后，由2號(hào)消磁器消磁，當(dāng)信號(hào)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(hào)注磁器注磁一次，即在測(cè)井電纜上每20米打下一個(gè)磁標(biāo)記，2號(hào)消磁器消除經(jīng)過2號(hào)讀磁器并系統(tǒng)計(jì)數(shù)后的磁記號(hào)，2號(hào)注磁器布置在2號(hào)消磁器后端，目的是注入測(cè)井工作中所真正需要的間隔20米磁記號(hào)；
步驟六、信號(hào)采集處理模塊對(duì)2號(hào)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(cè)井電纜的下放速度從而求得測(cè)井電纜下放深度，最后再利用3號(hào)讀磁器采集磁記號(hào)對(duì)裝置在電纜上所注磁記號(hào)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(dòng)，具有高分辨率，可以現(xiàn)場(chǎng)打標(biāo)，并現(xiàn)場(chǎng)讀出測(cè)量深度和電纜速度，本發(fā)明在油田測(cè)井過程中不僅可以使測(cè)量精度能達(dá)到要求，還能使冬天室外作業(yè)環(huán)境對(duì)測(cè)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(duì)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(cè)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(hào)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(hào)消磁器、I號(hào)注磁器、I號(hào)讀磁器、2號(hào)讀磁器、2號(hào)消磁器、2號(hào)注磁器、3號(hào)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(hào)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(hào)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(dòng)，修正I號(hào)注磁器與2號(hào)讀磁器之間的距離來(lái)修正裝置的系統(tǒng)誤差，保證I號(hào)注磁器和2號(hào)讀磁器之間相隔0.5m的距離，距離I號(hào)注磁器0.4m位置安裝I號(hào)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(dòng)，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(cè)量?jī)x器外的任何角度下都能夠水平的進(jìn)入測(cè)試裝置中，從而保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。
[0011 ] 一種便攜式油田電纜、鋼絲打標(biāo)深度測(cè)量裝置的測(cè)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(lái)控制220V交流電源與兩個(gè)消磁器的連接，I號(hào)消磁器的主要功能為通過交流磁路對(duì)測(cè)井電纜上原有的干擾性磁場(chǎng)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(hào)注磁器線圈的電磁效應(yīng)產(chǎn)生瞬時(shí)磁路，在測(cè)井電纜上打下磁標(biāo)記，I號(hào)注磁器的主要功能為給電纜注上用于計(jì)量電纜長(zhǎng)度的0.5米間隔標(biāo)記；
步驟三、測(cè)井電纜上的磁標(biāo)記通過2號(hào)讀磁器時(shí)，通過電磁感應(yīng)原理，磁信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并通過compactR1模塊的AD采集卡采集到compactR1模塊的FPGA中，2號(hào)讀磁器的主要功能為讀取I號(hào)注磁器在電纜上注入的磁記號(hào)；
步驟四、采集到compactR1模塊的FPGA中的電信號(hào)首先通過信號(hào)采集處理模塊中的濾波模塊將雜波信號(hào)濾掉，然后通過信號(hào)采集處理模塊檢測(cè)信號(hào)波峰，每檢測(cè)到一個(gè)波峰信號(hào)信號(hào)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(hào)注磁器注磁一次，以此實(shí)現(xiàn)，每當(dāng)2號(hào)讀磁器讀到磁記號(hào)控制I號(hào)注磁器注磁，從而實(shí)現(xiàn)利用I號(hào)注磁器和2號(hào)讀磁器之間固定的0.5米距離來(lái)丈量電纜長(zhǎng)度的功能；
步驟五、在I號(hào)注磁器在測(cè)井電纜上的磁標(biāo)記在通過2號(hào)讀磁器計(jì)數(shù)后，由2號(hào)消磁器消除，當(dāng)信號(hào)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(hào)注磁器注磁一次，即在測(cè)井電纜上每20米打下一個(gè)磁標(biāo)記，2號(hào)消磁器的主要功能是消除經(jīng)過2號(hào)讀磁器采集，系統(tǒng)計(jì)數(shù)后的磁記號(hào)，2號(hào)注磁器布置在2號(hào)消磁器后端，目的是注入測(cè)井工作中所真正需要的間隔20米磁記號(hào)；
步驟六、信號(hào)采集處理模塊對(duì)2號(hào)注磁器打下的磁標(biāo)記