利用HH2530測(cè)井平臺(tái)信號(hào)的遙測(cè)傳輸模式，把電極系、微電極測(cè)井儀通過(guò)遙測(cè)編碼的方式組合起來(lái)，把模擬測(cè)井信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并通過(guò)遙測(cè)接口以雙相移位鍵控碼的形式上傳數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了電極系、微電極、井徑測(cè)井儀組合測(cè)井的功能，極大地提高了測(cè)井時(shí)效。同時(shí)，在電路中使用了先進(jìn)的電子技術(shù)，利用CPLD可編程數(shù)字電路模塊對(duì)下井信號(hào)進(jìn)行解碼，控制下井儀器工作，并把上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)組合，在很大程度上簡(jiǎn)化了接口電路，降低了電路的故障率。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，取得滿(mǎn)意效果。

4米電極系在以往的HH2530測(cè)井平臺(tái)中，是以軟電極的形式，單獨(dú)掛接。

微電極測(cè)井也是一種電阻率法測(cè)井，其特點(diǎn)是電極距只有幾厘米，在以往的HH2530測(cè)井平臺(tái)中，也是通過(guò)單獨(dú)掛接小數(shù)控微電極測(cè)井儀來(lái)進(jìn)行微電極電位和梯度的電阻率測(cè)量的。

兩種測(cè)井儀器所測(cè)得的地層信息均是以模擬信號(hào)的方式上傳，送入地面的電極系面板來(lái)進(jìn)行處理。這種方法的缺點(diǎn)是，兩種測(cè)井儀器都是單獨(dú)掛接，不能進(jìn)行組合;信號(hào)上傳均是以模擬信號(hào)的方式上傳，信號(hào)失真比較大。所以，當(dāng)甲方同時(shí)需要4米和微電極測(cè)井資料時(shí)，野外小隊(duì)要對(duì)電極系和微電極兩種測(cè)井儀器分別下井，既耗時(shí)又耗力，工作量非常大。

因此，我們開(kāi)發(fā)了新型電極系、微電極組合測(cè)井儀器，利用HH2530測(cè)井平臺(tái)自身的TCC傳輸系統(tǒng)，可以將4米電極、微電極及井徑儀器組合起來(lái)，極大地提高了測(cè)井效率。

1工作原理及實(shí)現(xiàn)方法

電極系、微電極組合測(cè)井儀器，通過(guò)多路轉(zhuǎn)換和模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字化之后，以數(shù)據(jù)的形式通過(guò)遙測(cè)接口組合上傳。同時(shí)，通過(guò)HH2530測(cè)井平臺(tái)電極系測(cè)井軟件，以下井命令來(lái)控制組合測(cè)井儀器，對(duì)4米電極、電位、梯度和井徑進(jìn)行刻度。這樣就免去了用原電極系面板刻度時(shí)，不但要接電極系測(cè)試盒，還要來(lái)回插跨接線(xiàn)、倒線(xiàn)，非常繁瑣。

電極系、微電極和TCC傳輸系統(tǒng)的組合方式如圖1所示。

圖1電極系、微電極和TCC的組合

4米電極系的測(cè)量探頭位于TCC的上方。由玻璃鋼做成的絕緣層外殼，分成三根帶上下31芯接頭的硬電極，即B電極+萬(wàn)能電極1+萬(wàn)能電極2，組合而成。三根電極組合的長(zhǎng)度，和軟電極一樣長(zhǎng)，同時(shí)4米電極系電極的位置，和軟電極的位置距離一樣。這樣就可以在4米電極系測(cè)井儀下端，掛接別的測(cè)井儀器，并且還不影響自身的測(cè)量功能。

微電極測(cè)井儀位于TCC的下方，由RCC中的部分電路和MCS推靠器組成。其中推靠器采用分動(dòng)式四臂推靠器，電極極板安裝在推靠器的活動(dòng)臂上，為避免泥漿影響，用彈簧片將鑲在絕緣板上的電極緊貼井壁。微電極測(cè)井儀能夠探測(cè)微梯度、微電位和X-Y方向的井徑。

2公共電子線(xiàn)路(RCC)

電極系、微電極測(cè)井儀的公共電子線(xiàn)路(RCC)是將電極系測(cè)井、微電極測(cè)井、井徑和自然電位測(cè)井等多種測(cè)井功能組合在一起的，一種以遙測(cè)方式傳輸測(cè)井信號(hào)的綜合電子線(xiàn)路短節(jié)。

2.1主要功能

公共電子線(xiàn)路采用井下供電的方式，一次下井即可獲得4米、微電極、井徑和自然電位多種測(cè)井曲線(xiàn)。由RCC產(chǎn)生電極系和微電極的供電電流，由測(cè)量電極采集通過(guò)地層傳導(dǎo)后的電壓信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換，由數(shù)字接口經(jīng)三總線(xiàn)傳到TCC進(jìn)行遙測(cè)傳輸。其井徑推靠、刻度、測(cè)井控制都由地面發(fā)送命令進(jìn)行控制。

公共電子線(xiàn)路所完成的功能如圖2所示。

圖2公共電子線(xiàn)路功能框圖

由井下儀RCC產(chǎn)生的4米電極系的供電電流(25Hz±1%，方波)，送入到電極系的供電電極。由電極系測(cè)量環(huán)測(cè)得的測(cè)量信號(hào)，下傳到RCC，并送入RCC的4米測(cè)量檢波板進(jìn)行放大檢波。

由井下儀RCC產(chǎn)生微電極的供電電流(200Hz±1%，方波)，送到微電極的供電電極。微電極的微電位和微梯度測(cè)量信號(hào)，上傳到RCC，送入到微電極測(cè)量檢波板進(jìn)行放大檢波。

電極系和微電極測(cè)井儀的刻度電路，全放在了RCC電子電路短節(jié)中，這樣既可以檢查整個(gè)組合串的好壞，又可以做4m電極系和微電極測(cè)量值的標(biāo)定。

公共電子線(xiàn)路(RCC)接口板，利用HH2530三總線(xiàn)的傳輸模式，接收地面系統(tǒng)下發(fā)給各儀器的命令，同時(shí)把來(lái)自測(cè)量探頭的4米信號(hào)、微電極信號(hào)和井徑信號(hào)，經(jīng)多路轉(zhuǎn)換器選擇后，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，在控制信號(hào)的控制下，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成12位的數(shù)據(jù)信號(hào)。當(dāng)GO脈沖到來(lái)時(shí)送入CPLD的數(shù)據(jù)寄存器中進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換，在上傳時(shí)鐘的觸發(fā)下順序?qū)?shù)據(jù)傳送到三總線(xiàn)供TCC編碼上傳。

2.2接口板

該儀器的核心部分是公共電子線(xiàn)路(RCC)接口板，接口板在整個(gè)公共電子線(xiàn)路中，起到承上起下的作用，完成測(cè)井儀器和TCC之間的通訊，及儀器控制、A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)采集等功能，其原理框圖如圖3所示。

圖3接口板原理框圖

圖3中UDATA/GO、UCK、DSIG是RCC與TCC之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換的三總線(xiàn)(DTB總線(xiàn))，儀器與總線(xiàn)的連接采用一種菊花鏈?zhǔn)竭B接，RCT與TCC的通訊采用半雙工的工作方式，其時(shí)序圖如圖4所示。

圖4半雙工的工作方式

圖4中，RCC與TCC的通訊聯(lián)絡(luò)信號(hào)有三個(gè):

上傳數(shù)據(jù)及GOP脈沖信號(hào):UDATA/GO

上傳時(shí)鐘:UCK

下傳指令:DSIG

其中，UDATA為上傳數(shù)據(jù)，GOP脈沖為時(shí)序聯(lián)絡(luò)信號(hào)，兩者共用同一根信號(hào)線(xiàn)。GOP脈沖頻率為60Hz或15Hz，由TCC下傳，當(dāng)GOP脈沖到達(dá)線(xiàn)路RCT時(shí)，RCC將采集的測(cè)井待傳數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好，直到TCC發(fā)出的UCK到達(dá)時(shí)，由UCK將數(shù)據(jù)逐位移出，形成UDATA數(shù)據(jù)上傳給TCC，UDATA傳完后TCC才發(fā)出DSIG信號(hào)，對(duì)RCC進(jìn)行控制，RCC接收到DSIG信號(hào)后立即解碼，完成指令操作(開(kāi)/收井徑，刻度、測(cè)井)，至此，完成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)通訊周期，直到下一個(gè)GOP脈沖的到來(lái)，開(kāi)始下一個(gè)數(shù)據(jù)采集上傳周期。

整個(gè)電路的通訊命令解碼、控制及數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換、采集在CPLD可編程邏輯模塊內(nèi)完成，從而達(dá)到井徑開(kāi)關(guān)、刻度控制及上傳數(shù)據(jù)并串轉(zhuǎn)換。多路轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換器的功能是將多種模擬信號(hào)(電極系、微電極、井徑信號(hào))分時(shí)轉(zhuǎn)換成12位數(shù)字信號(hào)傳送給CPLD中的數(shù)據(jù)寄存器中，以便數(shù)字信號(hào)在UCK時(shí)鐘到來(lái)時(shí)順序上傳。DTB三總線(xiàn)信號(hào)接口接收器與驅(qū)動(dòng)器的功能是接收三總線(xiàn)上的下行命令(DSIG，雙極性雙相位，±1.2V)、上傳時(shí)鐘(UCK)并進(jìn)行電平幅度變換，將上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行電平幅度變換(+1.2V)上傳到三總線(xiàn)(UDATA/GO)上，再由TCC進(jìn)行編碼后上傳地面進(jìn)行計(jì)算處理、記錄、繪圖。

3應(yīng)用效果

通過(guò)多口井試驗(yàn)，掛接應(yīng)用后所測(cè)的曲線(xiàn)，與原掛接小數(shù)控微電極曲線(xiàn)質(zhì)量對(duì)比，有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。圖5所示為長(zhǎng)慶采油五廠(chǎng)地229-35井的部分原圖。

圖5長(zhǎng)慶采油五廠(chǎng)地229-35

從圖中可以看出，微電位曲線(xiàn)(RMN)在泥巖段和微梯度(RML)曲線(xiàn)重合或略高，在砂巖段微電位曲線(xiàn)比微梯度曲線(xiàn)值高，在泥沙巖的剖面出現(xiàn)峰值，曲線(xiàn)正常。圖中截取的測(cè)井資料就是油層段的微電極曲線(xiàn)，4米電極曲線(xiàn)(R4.0)在油層出現(xiàn)高值，符合油層段曲線(xiàn)的規(guī)律。

4結(jié)束語(yǔ)

使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在微電極測(cè)井儀工作正常的情況下，當(dāng)井眼不規(guī)則時(shí)，所測(cè)微梯度與微電位曲線(xiàn)經(jīng)常在滲透層處重合在一起，對(duì)滲透層中的夾層基本無(wú)反映。經(jīng)多口井試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)系微電極電極極板貼井壁情況不好造成的?，F(xiàn)對(duì)電極極板尺寸、極板旋轉(zhuǎn)方式的機(jī)械改造，已經(jīng)基本解決了這個(gè)問(wèn)題。

總的來(lái)說(shuō)，電極系、微電極組合測(cè)井儀與HH2530測(cè)井平臺(tái)的成功掛接應(yīng)用，解決了電極系、微電極兩種測(cè)井儀不能同時(shí)組合測(cè)井的歷史，使得野外測(cè)井小隊(duì)工作量大幅度減少，測(cè)井效率得到顯著提高。同時(shí)，還為類(lèi)似測(cè)井儀器掛接HH2530測(cè)井平臺(tái)，提供了一種思路和方法。