CN104612667A - 一种生产测井井温仪器的调校方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生产测井井温仪器的调校方法，包括选取电阻R1和电阻R2；测量井温探头在0℃时的阻值，得到0℃时40ms输入信号的脉冲数f1；测量井温探头在100℃时的阻值，得到100℃时40ms输入信号的脉冲数f2；将测得的f1，f2代入公式中；分别得到0℃和100℃单片机输出信号脉冲数，进而得到k，b的值写入单片机程序中的公式中，即完成生产测井井温仪器的调校。该方法利用单片机进行电路调校，替代了目前使用的人工调节可调电阻的调校方法。其调校简便，精度高，温度漂移影响小。

Description

一种生产测井井温仪器的调校方法

技术领域

本发明涉及油气生产井中测井井温仪器，特别是一种对生产测井井温仪器新的调校方法。

背景技术

在油气生产井中进行井温测井，是生产测井方法中最重要的方法之一。可解决井生产过程中的诸多问题，如产出层位的准确划分，套管窜槽、滤失情况的确定，加砂压裂后压开井段判断及效果评价等。这对于油气田开发和生产井评价具有重要意义。井温测井的基本原理：地温与深度的关系基本为一条直线，其斜率地温梯度，就是深度相差100m之间的两点间的温度差。但当外部流体进入地层时，地温场的恒定均要受到破坏。沿井深各深度点的温度均会偏离正常地温，从而形成井温异常。井温测井对产油气层位置的反应主要是基于流体从产层流出时，从高压到低压，流体产生膨胀而吸热，在流体产出位置形成低温异常，其低温异常的幅度与产出位置的压力、温度、流量等参数有关。这样就可以通过井温异常的宽度、幅度、形状来判断流体产出的位置。目前，生产测井中的井温电路在出厂使用前需要进行调校。通过对两个可调电阻的调节，使得输出井温信号在0℃时频率为1600Hz的方波，在100℃时的频率为10600Hz的方波。每升高1℃，频率增加90Hz。温度t与输出井温信号频率f的关系满足公式：f＝90t+1600；这种通过人工调节可调电阻用于仪器调校的方法存在调校精度低，重复调校次数多，温度漂移影响大，可调电阻阻值范围小等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的生产测井井温电路调校方法，该方法利用单片机进行电路调校，替代了目前使用的人工调节可调电阻的调校方法。该方法调校简便，精度高，温度漂移影响小。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。

一种生产测井井温仪器的调校方法，该方法包括下述步骤：

1)首先选取电阻R1和电阻R2；

2)测量井温探头在0℃时的阻值，温度采集电路模块输出给单片机的信号频率为x1；根据f1＝x1/25；得到0℃时40ms输入信号的脉冲数f1；

3)测量井温探头在100℃时的阻值，温度采集电路模块输出给单片机的信号频率为x2；根据f2＝x2/25；得到100℃时40ms输入信号的脉冲数f2；

4)将测得的f1，f2代入公式中；得到g1为0℃单片机输出信号脉冲数，g2为100℃单片机输出信号40ms脉冲数；

得到方程组 $\left\{\begin{array}{c}g1=\mathrm{kf}1+\frac{b}{25}\\ g2=\mathrm{kf}2+\frac{b}{25}\end{array}\right.;$              ①

即k＝9000/(f2-f1)；       ②

b＝25(g1f2-g2f1)/(f2-f1)；         ③

5)将测得的f1，f2的值，已知g1，g2值代入公式②和③中，得到k，b的值；

6)将k，b的值写入单片机程序中的公式中，即完成生产测井井温仪器的调校。

进一步地，所述单片机采集的是40ms输入信号脉冲数，输出的是40ms输出信号脉冲数，通过地面累加25次再转化为1s的脉冲数即频率；因此，利用输入信号频率与输出信号频率成线性方程关系公式y＝kx+b对于单片机内部程序转化为25g＝25kf+b；即

其中，y为地面输出频率，x为单片机输入频率。

进一步地，所述0℃单片机输出信号脉冲数g1＝1600/25＝64；所述100℃单片机输出信号40ms脉冲数g2＝10600/25＝424。

进一步地，所述单片机首先进行信号采集，判断是0℃时信号还是100℃时信号输入，如果是0℃时信号输入，计算其脉冲数f1；如果是100℃信号输入，则计算其脉冲数f2，通过f1，f2计算出k，b值并写入公式中。

本发明上述方法采用的调校电路，包括：温度采集电路模块、井温探头、两个电阻、单片机和驱动电路模块，其中：

——温度采集电路模块，用于井温探头的电压信号进行采集、放大、整形处理，传递给单片机；

——井温探头，通过检测温度的变化而达到测量外界温度的变化；

——驱动电路模块，用于将单片机输出信号传输给地面操作系统；

——单片机，通过其输入信号脉冲数与输出信号脉冲数的关系式g＝kf+b/25，实现井温信号与地面输出频率的对应关系，控制井温测量；

其中，g为输出信号的脉冲数，f为输入信号的脉冲数；

所述温度采集电路模块分别连接有井温探头、两个电阻和单片机，所述电阻与温度采集电路模块连接后接地，所述单片机连接至驱动电路模块。

本发明井温调校方法的优点在于：

(1)将人工调节可调电阻方法中采用的温度与输出频率一次方式f＝90t+1600用单片机输入频率与输出频率的关系式替代，采用单片机及固定电阻的组合替代了可调电阻方法，提高了调校精度；

(2)通过单片机调校方法节省了大量的调校时间；

(3)减少了可调电阻温度漂移引起的井温测量误差。

本发明提供通过单片机进行井温调校的方法，有效地解决了通过调节可调电阻进行井温调校方法造成的调校精度低、调校过程复杂、时间长，可调电阻由于温漂造成的测量误差大等缺点。

附图说明

图1是本发明调校方法的仪器电路框图。

图2单片机信号输入及输出示意图。

图3是本发明调校方法的流程图。

图4是本发明单片机软件流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

参阅图1仪器电路框图，其中包括井温探头PT1000，固定电阻R1，R2温度采集电路模块，单片机STC89C52，驱动电路模块。其中：

温度采集电路模块，用于井温探头的电压信号进行采集、放大、整形处理，传递给单片机；

井温探头，通过检测温度的变化而达到测量外界温度的变化；

驱动电路模块，用于将单片机输出信号传输给地面操作系统；

单片机，通过其输入信号脉冲数与输出信号脉冲数的关系式g＝kf+b/25，实现井温信号与地面输出频率的对应关系，控制井温测量；

其中，g为输出信号的脉冲数，f为输入信号的脉冲数。

图1中，温度采集电路模块分别连接有井温探头、两个电阻和单片机，所述电阻与温度采集电路模块连接后接地，所述单片机连接至驱动电路模块。

参照图2单片机信号输入及输出示意图、图3调校流程图及本发明的实施例来详细说明本发明的调校过程。

1)选取电阻R1＝1KΩ，电阻R2＝10KΩ，给仪器通电；

2)由于井温探头PT1000在0℃时的阻值是1kΩ，在井温探头PT1000处用1KΩ电阻代替0℃的温度环境。用示波器测量此时温度采集电路模块输出给单片机的信号频率x1，(如3285Hz)；单片机40ms采集的脉冲数为f1＝x1/25(如3285/25＝131.4)，得到0℃时40ms输入信号的脉冲数f1；

3)由于井温探头PT1000在100℃时的阻值是1.385kΩ，在井温探头PT1000处用1.385KΩ电阻代替100℃的温度环境。用示波器测量此时温度采集电路模块输出给单片机的信号频率x2，(如13090Hz)；单片机40ms采集的脉冲数为f2＝x2/25(如13090/25＝523.6)得到100℃时40ms输入信号的脉冲数f2；

4)将f1、f2值代入公式中；得到g1为0℃单片机输出信号脉冲数，g1＝1600/25＝64；g2为100℃单片机输出信号40ms脉冲数，g2＝10600/25＝424；

得到方程组 $\left\{\begin{array}{c}g1=\mathrm{kf}1+\frac{b}{25}\\ g2=\mathrm{kf}2+\frac{b}{25}\end{array}\right.;$         ①

即k＝9000/(f2-f1)；          ②

b＝25(g1f2-g2f1)/(f2-f1)；          ③

5)将f1，f2，g1，g2值代入公式②和③中，得到k，b的值(如k＝0.9179，b＝-1415.3)；

6)将k，b的值写入单片机程序中的公式中，得到单片机输出信号40ms脉冲数g与单片机输入信号40ms脉冲数f的关系(如g＝0.9179*f-56.61)。即完成生产测井井温仪器的调校。

上述方法中，单片机采集的是40ms输入信号脉冲数，输出的是40ms输出信号脉冲数，通过地面累加25次再转化为1s的脉冲数即频率，因此，利用输入信号频率与输出信号频率成线性方程关系公式y＝kx+b对于单片机内部程序转化为25g＝25kf+b；即

其中，y为地面输出频率，x为单片机输入频率；根据地面系统需求，已知y在0℃的值为1600Hz，y在100℃的值为10600Hz。

当仪器完成调校后可以出厂即可进行测井施工。

如图4所示，为本发明单片机的工作流程图。

首先进行信号采集，判断是0℃时信号还是100℃时信号输入，如果是0℃时信号输入，计算其脉冲数f1，如果是100℃信号输入，计算其脉冲数f2，通过f1，f2计算出k，b值并写入公式中。

两个电阻选择没有范围限制，可以是任意阻值。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种生产测井井温仪器的调校方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

1)首先选取电阻R1和电阻R2；

2)测量井温探头在0℃时的阻值，温度采集电路模块输出给单片机的信号频率为x1；根据f1＝x1/25；得到0℃时40ms输入信号的脉冲数f1；

3)测量井温探头在100℃时的阻值，温度采集电路模块输出给单片机的信号频率为x2；根据f2＝x2/25；得到100℃时40ms输入信号的脉冲数f2；

4)将测得的f1，f2代入公式中；得到g1为0℃单片机输出信号脉冲数，g2为100℃单片机输出信号40ms脉冲数；

得到方程组 $\left\{\begin{array}{c}g1=\mathrm{kf}1+\frac{b}{25}\\ g2=\mathrm{kf}2+\frac{b}{25}\end{array}\right.;$    ①

即k＝9000/(f2-f1)；   ②

b＝25(g1f2-g2f1)/(f2-f1)；   ③

5)将测得的f1，f2的值，已知g1，g2值代入公式②和③中，得到k，b的值；

6)将k，b的值写入单片机程序中的公式中，即完成生产测井井温仪器的调校。

2.根据权利要求1所述的生产测井井温仪器的调校方法，其特征在于，所述单片机采集的是40ms输入信号脉冲数，输出的是40ms输出信号脉冲数，通过地面累加25次再转化为1s的脉冲数即频率；因此，利用输入信号频率与输出信号频率成线性方程关系公式y＝kx+b对于单片机内部程序转化为25g＝25kf+b；即 $g=\mathrm{kf}+\frac{b}{25};$

其中，y为地面输出频率，x为单片机输入频率。

3.根据权利要求1所述的生产测井井温仪器的调校方法，其特征在于，所述0℃单片机输出信号脉冲数g1＝1600/25＝64；所述100℃单片机输出信号40ms脉冲数g2＝10600/25＝424。

4.根据权利要求1所述的生产测井井温仪器的调校方法，其特征在于，所述单片机首先进行信号采集，判断是0℃时信号还是100℃时信号输入，如果是0℃时信号输入，计算其脉冲数f1；如果是100℃信号输入，则计算其脉冲数f2，通过f1，f2计算出k，b值并写入公式中。

5.一种基于权利要求1所述的生产测井井温仪器的调校方法采用的调校电路，其特征在于，包括：温度采集电路模块、井温探头、两个电阻、单片机和驱动电路模块，其中：

——温度采集电路模块，用于井温探头的电压信号进行采集、放大、整形处理，传递给单片机；

——井温探头，通过检测温度的变化而达到测量外界温度的变化；

——驱动电路模块，用于将单片机输出信号传输给地面操作系统；

——单片机，通过其输入信号脉冲数与输出信号脉冲数的关系式g＝kf+b/25，实现井温信号与地面输出频率的对应关系，控制井温测量；

其中，g为输出信号的脉冲数，f为输入信号的脉冲数；

所述温度采集电路模块分别连接有井温探头、两个电阻和单片机，所述电阻与温度采集电路模块连接后接地，所述单片机连接至驱动电路模块。