综合录井仪讲座综合录井仪讲座1 1 综合录井仪概述综合录井仪概述2 2 综合录井仪系统构成和工作流程综合录井仪系统构成和工作流程3 3 供电系统和综合录井传感器供电系统和综合录井传感器4 4 色谱气测系统色谱气测系统5 5 综合录井仪软件介绍综合录井仪软件介绍6 6 工程录井方法及应用工程录井方法及应用7 7 地层压力监测地层压力监测8 8 其它录井设备介绍其它录井设备介绍 目目 录录 1 综合录井仪概述 综合录井仪是集现代电子、计算机、传感器、分析等技术为一体的现代录井设备它测量的参数有气测参数、钻井参数、钻井液参数、地层压力参数,主要用于在石油勘探开发工程中钻井现场发现油气层、评价油气层、预报钻井工程事故、优化钻井参数、地层压力检测以及硫化氢有害气体监测等工作由于录井工作在发现油气层和预防钻井事故中方面所起的重要的作用,被誉为石油勘探开发的“眼睛”,钻井工程的参谋它具有以下几个方面的显著特点:实时性 、及时性 、准确性 、指导性 ALS-2综合录井仪SK2000FC综合录井仪 SW-5综合录井仪 国际国际国际国际 7070年代以前年代以前年代以前年代以前: :第第第第1 1代代代代 面板式综合录井仪面板式综合录井仪面板式综合录井仪面板式综合录井仪 80 80年代中期年代中期年代中期年代中期: :第第第第2 2代代代代 联机式综合录井仪联机式综合录井仪联机式综合录井仪联机式综合录井仪TDCTDC型型型型 9090年代年代年代年代: : 第第第第3 3代代代代 ALS-2 200 2000 0年年年年: : 第第第第4 4代代代代 ALS-2.2,ADVANGTAGE国内国内国内国内 7070年代以前年代以前年代以前年代以前: :第第第第1 1代代代代 半自动气测仪半自动气测仪半自动气测仪半自动气测仪SQC-701SQC-701 8888年年年年 XZL-864XZL-864型(仿型(仿型(仿型(仿GERHARTGERHART) 9292年年年年 上海上海上海上海 SK1Z01SK1Z01型型型型( (仿仿仿仿Geo5000)Geo5000) 99 99年年年年 上海上海上海上海 SK2000SK2000型型型型 20042004年年年年 上海上海上海上海 SK-CMSSK-CMS国内外综合录井仪的发展国内外综合录井仪的发展3KVA UPS 3KVA UPS 2 2集线器集线器数据数据服务器服务器 资资 料料 处处 理理视视 频频分配器分配器显示器显示器样品气管线连接样品气管线连接数据数据采集采集FIDFID色谱色谱工作站工作站卫星卫星远传远传数数据据采采集集箱箱钻台钻台钻台钻台显示器显示器显示器显示器数数据据交交换换箱箱隔离变压器隔离变压器供供电电实时数据打印实时图形打印处理资料输出硬件组成流程图硬件组成流程图2 2 综合录井仪系统构成和工艺流程综合录井仪系统构成和工艺流程综合录井仪内部结构综合录井测量的主要参数:井深、钻时、大钩负荷、转盘转速、转盘扭矩、套管压力、泵压、泵冲、泥浆出口流量、泥浆入口密度、泥浆出口密度、泥浆入口温度、泥浆出口温度、泥浆入口电导、泥浆出口电导、泥浆池液位、总烃、甲烷、乙烷、丙烷、异丁烷、正丁烷、异戊烷、正戊烷、二氧化碳、硫化氢等参数及计算参数共计192个。
主要测量参数主要测量参数 采用三相四线式输入,其中有三相火线,一根零线相线间电压为采用三相四线式输入,其中有三相火线,一根零线相线间电压为380V,相线相线与零线间电压为与零线间电压为220V,频率为,频率为50赫兹 两台不间断两台不间断UPS电源,保障当外电切断时录井工作和数据安全电源,保障当外电切断时录井工作和数据安全防雷隔离变压器防雷隔离变压器 3 3 综合录井仪供电系统和传感器综合录井仪供电系统和传感器 综合录井仪供电系统综合录井仪供电系统录井仪器房供配电原理录井仪器房供配电原理配电箱配电箱 按传感器测量原理分类按传感器测量原理分类 (1 1)压力传感器)压力传感器:大钩负荷、液压扭矩、立管压力、套管压力、钻井液:大钩负荷、液压扭矩、立管压力、套管压力、钻井液密度等 (2 2)临近探测器)临近探测器:绞车、泵冲、转盘转速等绞车、泵冲、转盘转速等 (3 3)电磁感应传感器)电磁感应传感器:霍尔效应(扭矩)、电磁流量、钻井液电导率等:霍尔效应(扭矩)、电磁流量、钻井液电导率等 (4 4)超声波探测器)超声波探测器:超声波液位超声波液位 (5 5)热敏传感器)热敏传感器:钻井液温度。
钻井液温度 (6 6)阻变式传感器)阻变式传感器:靶式流量;:靶式流量; (7 7)气敏式传感器)气敏式传感器:硫化氢、可燃气体探测器、二氧化碳等:硫化氢、可燃气体探测器、二氧化碳等 综合录井仪综合录井仪传感器分类传感器分类综合录井仪综合录井仪传感器的分类传感器的分类 按信号分类按信号分类模拟信号模拟信号脉冲信号脉冲信号钻井液密度传感器钻井液密度传感器(MWI/MWO)(MWI/MWO)工作原理工作原理 钻井液密度传感器都是利用钻井液密度传感器都是利用差压式原理差压式原理来测量钻来测量钻井液密度,当两只带有波纹膜片的法兰浸没于钻井液井液密度,当两只带有波纹膜片的法兰浸没于钻井液中时,由于两只法兰在钻井液中所处的深度不同,其中时,由于两只法兰在钻井液中所处的深度不同,其表面所受的压力也不同,从而使两膜片间产生一压力表面所受的压力也不同,从而使两膜片间产生一压力差;该压力差经两根毛细管传递给可变电容元件,使差;该压力差经两根毛细管传递给可变电容元件,使可变电容中间膜片变形,引起电容量变化可变电容中间膜片变形,引起电容量变化压差与液体密度的关系如下:压差与液体密度的关系如下: d=kdp/Hd=kdp/H 式中式中 d d钻井液密度钻井液密度 g/cmg/cm3 3 dp dp压差压差 H H两膜片间距离两膜片间距离 mmmm K K常数常数 1 1综合录井仪综合录井仪传感器的结构及工作原理传感器的结构及工作原理 密度传感器密度传感器组成结构组成结构 (1)(1)两金属压力膜片两金属压力膜片 (2)(2)金属毛细管金属毛细管 (3)(3)膜片金属护罩膜片金属护罩 (4)(4)加长固定杆或本体加长固定杆或本体 (5)(5)防爆接线盒及前置电路防爆接线盒及前置电路 (6)(6)信号电缆及快速插头信号电缆及快速插头 密度传感器密度传感器综合录井仪综合录井仪传感器的结构及工作原理传感器的结构及工作原理 钻井液电导率传感器钻井液电导率传感器(MCI/MCO)(MCI/MCO)工作原理:工作原理: 电导率传感器采用两个磁环线圈组成原付级线圈,原付级线圈在同一轴线上,传感器探头浸在钻井液中,在原级线圈中通过20KHZ的交流信号,在呈现闭合状态钻井液中产生感生电流。
通过钻井液中的感应电流,再感应到传感器的付级线圈,付级线圈接收信号的大小与钻井液的导电能力(即电导率)大小成正比传感器内部有一体化的温度传感器(热敏电阻),用于监视钻井液的温度,对被测温度下钻井液的电导率进行温度校正,补偿到该钻井液25时的电导率值电导率变送器对传感器信号进行整形、放大处理、输出与电导率对应的420mA的标准直流电流信号组成结构:组成结构:(1 1)探头)探头(2 2)金属护罩)金属护罩(3 3)加长固定杆)加长固定杆(4 4)防爆接线盒及前置电路)防爆接线盒及前置电路(5 5)信号电缆及快速插头)信号电缆及快速插头电导率传感器电导率传感器综合录井仪综合录井仪传感器的结构及工作原理传感器的结构及工作原理 技术性能及工作条件工作电压:+24VDC输出电流:4-20mA测量范围:0-300mS/cm精 度:2%电导率传感器电导率传感器综合录井仪综合录井仪传感器的结构及工作原理传感器的结构及工作原理 钻井液温度传感器钻井液温度传感器(MTI/MTO)工作原理工作原理 钻井液温度传感器的探头内部是一个具有热敏钻井液温度传感器的探头内部是一个具有热敏特性的铂丝,当钻井液温度变化时,由于热敏元件特性的铂丝,当钻井液温度变化时,由于热敏元件的电阻值随着温度的变化而变化,从而使输出的电的电阻值随着温度的变化而变化,从而使输出的电流信号发生变化,这一信号通过前置电路处理成标流信号发生变化,这一信号通过前置电路处理成标准电流信号(准电流信号(4-20mA)输入给计算机。
输入给计算机 组成结构组成结构(1)热敏探头)热敏探头(2)金属护罩)金属护罩(3)加长固定杆)加长固定杆(4)防暴接线盒及前置电路)防暴接线盒及前置电路(5)信号电缆及快速插头)信号电缆及快速插头温度传感器温度传感器综合录井仪综合录井仪传感器的结构及工作原理传感器的结构及工作原理 技术指标工作电压:+24VDC测量范围:0-100传感器类型 铂电阻PT100精 度:2%输出信号:4-20mA电流输出(二线制)工作环境: -4080钻井液温度传感器的校验以电阻箱100欧姆=0度,138.5欧姆=100度,校验传感器温度传感器温度传感器综合录井仪综合录井仪传感器的结构及工作原理传感器的结构及工作原理 工作原理工作原理 压力传感器的测量部分是四个压电电压力传感器的测量部分是四个压电电阻扩散在一不锈钢薄片上,组成一个惠斯阻扩散在一不锈钢薄片上,组成一个惠斯通电桥,当液压压力作用于电桥上时,桥通电桥,当液压压力作用于电桥上时,桥路的电平衡被破坏,同时产生一个随压力路的电平衡被破坏,同时产生一个随压力大小成正比变化的电压信号,(压力传感大小成正比变化的电压信号,(压力传感器包括大钩负荷、液压扭矩传感器、泵压器包括大钩负荷、液压扭矩传感器、泵压传感器、套压传感器)传感器、套压传感器) 压力传感器压力传感器综合录井仪综合录井仪传感器的结构及工作原理传感器的结构及工作原理 压力传感器压力传感器大钩负荷传感器大钩负荷传感器(HL)(HL)工作电压:工作电压:+24VDC+24VDC承压范围:承压范围:0-6.895MPa0-6.895MPa 0-10MPa 0-10MPa精精 度:度: 2%2%输出信号:输出信号:4-20mA4-20mA 技术性能及工作条件技术性能及工作条件综合录井仪综合录井仪传感器的结构及工作原理传感器的结构及工作原理 扭矩传感器扭矩传感器(TORQ)(TORQ) 过桥张紧轮式扭矩过桥张紧轮式扭矩压力传感器压力传感器技术性能及工作条件技术性能及工作条件工作电压:工作电压:+24VDC+24VDC承压范围:承压范围:0-10MPa0-10MPa精精 度:度:2%2%输出信号:输出信号:4-20mA4-20mA 综合录井仪综合录井仪传感器的结构及工作原理传感器的结构及工作原理 电扭矩传感器电扭矩传感器电动扭矩传感器电动扭矩传感器E.TORQE.TORQ 工工作作原原理理:电电动动扭扭矩矩是是电电流流传传感感器器装装置置,主主要要是是把把探探头头卡卡在在驱驱动动转转盘盘电电源源输输入入线线上上,传传感感器器输输出出与与转转盘盘扭扭矩矩成成正比。
该传感器的线型输出为正比该传感器的线型输出为0-20mA0-20mA 对对应应转转盘盘的的驱驱动动电电流流是是0-1000A0-1000A,因因此此给给传传感感器器加加24VDC24VDC电电压压,传传感感器器信信号号为为250mv250mv时时,则则说说明明转转盘盘驱驱动动马马达达的电流为的电流为1000A.1000A.技术性能及工作条件技术性能及工作条件工作电压:工作电压:+24VDC+24VDC测量范围测量范围:0-1000A:0-1000A精精 度:度:5%5% 综合录井仪综合录井仪传感器的结构及工作原理传感器的结构及工作原理 安装电扭矩注意事项:安装电扭矩注意事项:1、一定要安装在给转盘供电的电源线上、一定要安装在给转盘供电的电源线上2、和电流方向必须一致、和电流方向必须一致3、注意防水、注意防水电扭矩传感器电扭矩传感器综合录井仪综合录井仪传感器的结构及工作原理传感器的结构及工作原理 压力传感器压力传感器立管压力、套管压力传感器。