CN107401987A - 测井深度误差校正方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测井深度误差校正方法、装置及系统，涉及测井领域。该测井深度误差校正方法包括：控制步进电机启动以带动测深系统沿电缆移动；获取测深系统的旋转编码器输出预设脉冲数内光栅尺测量的初始读数以及末尾读数；根据初始读数、末尾读数以及测深系统的深度轮的预设周长，计算误差校正系数。该方法简单实用，能较好地实现测井深度误差校正系数的确定。

Description

测井深度误差校正方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及测井领域，具体而言，涉及一种测井深度误差校正方法、装置及系统。

背景技术

现有的测井深度误差校正法主要通过套管节箍信号法进行，依据标准井的井下套管序列为参考深度，对测井电缆打印等距离的磁标记。套管节箍又叫套管接箍，套管是用来支撑油、气井井壁的钢管。测井通常有数千米深，井壁周围覆盖着一根根互相连接起来的套管。套管的连接处需要用节箍包裹固定，由于套管的结构与制造差异，两根套管之间不可能完全紧密相连，会有一个约1cm的环缝，此处的磁阻比周围大一些。仪器经过这个位置时，由于电磁感应原理，仪器线圈中的磁通量会发生变化，产生电动势，记录此时对应的深度就可得到节箍深度。

套管节箍法利用标准井下的每一节套管作为测量标准参考点，仪器每通过一个套管节箍就记录一次仪器测得的深度，最终形成整个测井理论深度与节箍实际深度的对比图，计算出理论深度与实际深度的差值，并根据所修正的深度差确定磁标记的打印位置并进行标记，利用磁标记校正测井仪器的深度。该方法利用套管节箍实时校正深度，能够有效地减小误差。套管节箍法误差小、不累积误差、打印磁标记的效率高，普遍应用于目前的测井生产中。

但是套管节箍法必须依靠标准井，标准井数量有限而且通常位置偏远，无法现场即时校正，每卷电缆都长达数千米，使用到的电缆都要标定一遍，整个标定过程仍然比较费时费力。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种测井深度误差校正方法、装置及系统，以改善上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种测井深度误差校正方法，所述方法包括：控制步进电机启动以带动测深系统沿电缆移动；获取测深系统的旋转编码器输出预设脉冲数内光栅尺测量的初始读数以及末尾读数；根据初始读数、末尾读数以及测深系统的深度轮的预设周长，计算误差校正系数。

一种测井深度误差校正装置，所述装置包括步进电机控制模块、光栅尺数据获取模块以及校正系数获取模块。其中，所述步进电机控制模块用于控制步进电机启动以带动测深系统沿电缆移动；所述光栅尺数据获取模块用于获取测深系统的旋转编码器输出预设脉冲数内光栅尺测量的初始读数以及末尾读数；所述校正系数获取模块用于根据初始读数、末尾读数以及测深系统的深度轮的预设周长，计算误差校正系数。

一种测井深度误差校正系统，所述系统包括步进电机、伺服电机、滑动平台、测深系统、绞盘、电缆、光栅尺以及控制装置，所述步进电机与所述滑动平台连接，所述伺服电机通过绞盘与所述电缆连接，所述测深系统设置于滑动平台，所述电缆穿过所述测深系统并与所述测深系统的深度轮相切，所述光栅尺与所述电缆平行设置，所述步进电机、伺服电机、测深系统以及光栅尺与所述控制装置电性连接，所述步进电机用于在所述控制装置控制下带动所述滑动平台移动，以使所述测深系统沿所述电缆移动，所述伺服电机用于在所述控制装置控制下通过绞盘拉伸所述电缆，所述光栅尺用于检测所述滑动平台的位置，所述控制装置控制所述步进电机启动以带动所述测深系统沿电缆移动，再获取所述测深系统的旋转编码器输出预设脉冲数内光栅尺测量的初始读数以及末尾读数，然后根据所述初始读数、末尾读数以及深度轮的预设周长，计算误差校正系数。

本发明实施例提供的测井深度误差校正方法、装置及系统，通过控制步进电机启动，而带动测深系统沿电缆移动，再获取测深系统的旋转编码器输出预设脉冲数内光栅尺的初始读数以及末尾读数，最后根据初始读数、末尾读数以及测深系统的深度轮的预设周长，计算误差校正系数。该方法通过模拟测深系统在井中沿电缆移动，并利用光栅尺测定测深系统移动距离，从而可以计算出深度轮的实际周长，再根据深度轮的预设周长获取到误差校正系数，能较为简单且准确的实现测井深度误差的校正。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例提供的控制装置的结构示意图；

图2示出了本发明实施例提供的测井深度误差校正系统的结构示意图；

图3示出了本发明实施例提供的测井深度误差校正系统的功能模块图；

图4示出了本发明实施例提供的测井深度误差校正方法的流程图；

图5示出了本发明实施例提供的测井深度误差校正方法的步骤S130的流程图；

图6示出了本发明实施例提供的测井深度误差校正装置的功能模块图。

图标：

100-控制装置；110-计算机；111-存储控制器；112-处理器；113-存储器；114-外设接口；115-射频模块；116-音频模块；117-显示单元；118-信号线；120-采集卡；130-控制卡；200-测井深度误差校正系统；210-步进电机；211-第一电机驱动器；220-伺服电机；221-第二电机驱动器；230-滑动平台；240-测深系统；241-旋转编码器；242-深度轮；250-绞盘；260-电缆；270-光栅尺；280-拉力计；290-减速器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1示出了一种可应用于本发明实施例中的控制装置的结构框图。如图1所示，控制装置100包括计算机110、采集卡120以及运动控制卡130。其中，计算机110包括存储器113、存储控制器111，一个或多个(图中仅示出一个)处理器112、外设接口114、射频模块115、音频模块116、显示单元117等。这些组件通过一条或多条通讯总线/信号线118相互通讯。采集卡120以及运动控制卡与外设接口114耦合。

存储器102可用于存储软件程序以及模块，如本发明实施例中的测井深度误差校正方法及装置对应的程序指令/模块，处理器106通过运行存储在存储器102内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，如本发明实施例提供的测井深度误差校正方法。

存储器102可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。处理器106以及其他可能的组件对存储器102的访问可在存储控制器104的控制下进行。

外设接口108将各种输入/输出装置耦合至处理器106以及存储器102。在一些实施例中，外设接口108，处理器106以及存储控制器104可以在单个芯片中实现。在其他一些实例中，他们可以分别由独立的芯片实现。

射频模块110用于接收以及发送电磁波，实现电磁波与电信号的相互转换，从而与通讯网络或者其他设备进行通讯。

音频模块112向用户提供音频接口，其可包括一个或多个麦克风、一个或者多个扬声器以及音频电路。

显示单元114在控制装置100与用户之间提供一个显示界面。具体地，显示单元114向用户显示视频输出，这些视频输出的内容可包括文字、图形、视频及其任意组合。

可以理解，图1所示的结构仅为示意，控制装置100还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

第一实施例

本发明第一实施例提供了一种测井深度误差校正系统200，请参见图2，该测井深度误差校正系统200包括步进电机210、伺服电机220、滑动平台230、测深系统240、绞盘250、电缆260、光栅尺270以及控制装置100。其中，步进电机210与滑动平台230连接，伺服电机220通过绞盘250与电缆260连接，测深系统240设置于滑动平台230，电缆260穿过测深系统240并与测深系统240的深度轮242相切，光栅尺270与电缆260平行设置。如图3所示，步进电机210、伺服电机220、测深系统240以及光栅尺270与控制装置100电性连接。步进电机210用于在控制装置100控制下带动滑动平台230移动，以使测深系统240沿电缆260移动。伺服电机220用于在控制装置100控制下通过绞盘250拉伸电缆260。光栅尺270用于检测滑动平台230的位置，并将数据传输至控制装置100。

在本发明实施例中，如图2所示，该测井深度误差校正系统200还可以包括减速器290以及拉力计280。减速器290可以设置于伺服电机220与绞盘250之间，拉力计280可以设置于电缆260的一端。如图3所示，拉力计280与控制装置100电性连接。拉力计280用于检测电缆260的拉力，减速器290用于增大伺服电机220输出的扭矩。

在本发明实施例中，该测井深度误差校正系统200还可以包括机架，步进电机210、伺服电机220、滑动平台230、绞盘250、电缆260、光栅尺270以及控制装置100均可以设置于机架上。

驱动步进电机210以及伺服电机220需要强电流信号与较高的电压，而计算机110控制系统输出的电流与电压都比较小，无法直接驱动步进电机210，二者之间需要使用电机驱动器来放大信号。因此，该测井深度误差校正系统200还包括有第一电机驱动器211以及第二电机驱动器221。如图3所示，第一电机驱动器211与步进电机210连接，第二电机驱动器221与伺服电机220连接，以驱动步进电机210以及伺服电机220。

在本发明实施例中，该测井深度误差校正系统200还可以包括限位开关。限位开关设置于滑动平台230滑动的轨道，并且限位开关与控制装置100电性连接。限位开关用于确定滑动平台230的位置。

在本发明实施例中，如图1所示，控制装置100可以包括计算机110、采集卡120以及运动控制卡130，其中，采集卡120与光栅尺270以及测深系统240的旋转编码器241电性连接，计算机110的A/D转换器与拉力计280连接，运动控制卡130与第一电机驱动器211、第二电机驱动器221以及限位开关连接。具体的，控制装置100可以是包括计算机110以及PCI控制板，PCI控制板插接于计算机110的PCI插槽。绝大部分工业或者个人计算机110都具有PCI插槽，通用性很强。PCI控制板可以包括有PCI运动控制板卡以及PCI数据采集板卡。其中，PCI运动控制板卡用于控制步进电机210与伺服电机220的运行。控制参数可以包括电信号模式选择、启动与停止的时间与位置、转动速度与方向等，并且可以读取一些数字信号，比如限位开关信号、紧急停止开关信号等。PCI数据采集板卡用于对测深系统240自带的旋转编码器241与光栅尺270输出的正交编码脉冲信号进行技术与计算。控制装置100的A/D转换器则与拉力计280连接，从而检测电缆260所受拉力，以确保电缆260拉力符号测试的要求。

步进电机210的扭矩参数是选择步进电机210型号的一个重要便准，步进电机210驱动丝杆所需的扭矩可以由扭矩公式计算推出。

具体的，计算摩擦扭矩F_a包括光栅尺270的移动阻力F₁与导向面上的摩擦阻力，前者不超过5N，因此认为F_a＝μ·mg+F₁，μ为导向面上的摩擦系数，对于本系统使用的滚动导轨，μ＝0.003，g为重力加速度，取9.8m/s²，m为运送物的质量，这里为60kg。Ph为进给丝杠的导程，η为进给丝杠的正效率，本系统所用的丝杠导程12mm，正效率0.96。T₁计算结果为13.4N·mm。

计算滚珠螺杆预压扭矩其中β为导程角，d_p为钢球中心直径26mm，F_a0为预压负荷，这里取2000N。T₂计算结果为498.3N·mm。

计算加速扭矩T₃＝J·ω'，进行计算。β为转动惯量，J₁为丝杠的转动惯量，这里取值为3.51×10-4kg×m²，J₂为电机转子的转动惯量，它相对很小，这里可以忽略不计，m为运送质量，这里取值为60kg。ω'为电机的角加速度，先试取100π/s²。T₃计算结果为179.0N·mm。

等速运动时需要的扭矩T_t＝T₁+T₂＝511.7N·mm；加速运动时需要的扭矩T_k＝T₁+T₂+T₃＝690.7N·mm；减速运动时需要的扭矩T_g＝|T₁+T₂-T₃|＝332.7N·mm。三者之间最大的为T_k，值为690.7N·mm。

扭矩的有效值t₁，t₂，t₃，t_s分别为电机一个循环中加速、匀速、减速、停止的时间，本系统分别中取0.1s,0.8s,0.1s,0s；T_s为停止时的扭矩，取0N·mm。代入计算可得，T_rms的计算结果为517.9N·mm。

因此，根据以上计算，电机的最大扭矩必须等于或大于690.7N·mm，额定扭矩必须等于或大于517.9N·mm。而实际使用中，为保证安全，电机扭矩选择为这个值的2～3倍，因此本系统选用的步进电机210保持转矩应当大于1500N·mm。

伺服电机220的选取与电缆260的拉力有关。具体的，电缆260的拉力与伺服电机220的扭矩之间的关系可通过：F_c·R_w＝r_s·T＝T_o计算，其中，F_c为电缆260拉力，R_w为绞盘250半径，r_s为减速器290减速比，T为伺服电机220扭矩，T₀为减速器290输出扭矩。以电缆260拉力为10kN计算，绞盘250半径40mm，减速器290减速比为50时，T₀为400N·m，T为8N·m。所以需要选择扭矩大于8N·m的伺服电机220。

运动控制模块的核心为PCI控制卡130，需要能够发出脉冲控制信号，同时控制步进电机210与伺服电机220。可以选择美国NI公司的PCI-7332步进电机210控制卡130，与工控机通过PCI总线通信。当然，运动控制卡130的具体型号在本发明实施例中并不作为限定。

具体的测深系统240在本发明实施例中可以是2530型马丁代克测深系统240，其深度轮242的预设周长为762mm。光栅尺270可以使用FAGOR公司的GW-940-3型封闭式增量光栅尺270，适用于精度要求高的场合，该型号产品设计的安装方式，使得抗振性更强，从而保证更高的重复定位精度和定位精度。压力计可以是Forsentek公司的FL51型拉压力传感器，它是电阻式拉压力传感器。

在本发明实施例中，该测井深度误差校正系统200还包括有电源模块，电源模块用于给该测井深度误差校正系统200提供电源。各部件所需电压各不相同，需要分别提供。220V交流供电由220V市电提供，直流由AC转DC开关电源提供。开关电源可以将高频交流电转化为稳定的直流电输出。交流开关电源的传输晶体管在低功耗态、全开、全关三个状态切换，自身能量损耗极小。它还具有供电稳定、体积小、重量轻、技术成熟、成本较低等优点，适合本系统供电使用。该测井深度误差校正系统200还可以设置空气开关，以防止工作电流超过额定电流、短路、失压等情况发生时对系统产生破坏，保护电源。该测井深度误差校正系统200还可以设置EMI滤波器以抑制EMI噪声的传导干扰。

在实际利用测深系统240进行测井时，测深系统240需要沿设置于井中的电缆260移动，并且测深系统240沿电缆260移动的同时，深度轮242不断转动，而随电缆260移动的长度则是深度轮242的周长与转动圈数的乘积。因此以检测深度轮242转动的圈数并与深度轮242周长相乘，以得到测井深度。而深度轮242本身的磨损是导致其直径变小，测得结果产生误差最主要的原因之一。对深度轮242进行误差校正需要得知其精确的磨损量。

简单地测量其磨损后的直径再算出对应周长是不可行的，原因有以下几点：深度轮242的磨损在其一周360度上不一定是均匀的，不能简单地只测一个方向上的直径；大多测深系统240本身的结构导致没有空间放置精确测量深度轮242周长的仪器，拆卸深度轮242需要专业的人员与设备，甚至需要返回制造厂商，与快捷有效的误差校正要求相悖；深度轮242和电缆260是作为一个有机整体工作的，电缆260表面由钢丝铠甲保护，形状比较复杂，实际测量中不能简单地单独考虑深度轮242周长作为误差校正依据。实际工作中，经常会出现随着电缆260拉力改变，测深读数也跟着变化的情况。

因此，设置步进电机210带动滑动平台230移动，并且滑动平台230设置有测深系统240。从而步进电机210带动滑动平台230移动的同时，带动测深系统240移动。在此基础上，还设置有拉直的电缆260，使电缆260穿过测深系统240以及滑动平台230，并且电缆260与测深系统240的深度轮242相切，以使测深系统240能沿电缆260移动。从而，可以模拟出测深系统240在井中工作时，沿电缆260移动的工作环境。

在模拟测深系统240实际工作时电缆260受力拉伸情况，还需要设置伺服电机220通过减速器290带动绞盘250，来拉紧电缆260，施加移动的拉力。并且设置拉力传感器检测电缆260所受拉力。实际测井工作时挂吊重量可以为800磅至1200磅，当然实际测井工作时的挂吊重量并不作为限定，可随使用仪器的种类和数量变化。

在本发明实施例中，该电缆260两端可以使用可打开的轴套固定于机架上，以使电缆260在需要调整时可以通过打开轴套对电缆260进行调整。

进一步的，测深系统240固定于滑动平台230，步进电机210可以通过联轴器与丝杆相连，丝杆的转动驱动滑动平台230沿到会运动。并且，电缆260与导轨平行，测深系统240沿电缆260运动的同时，测深系统240的深度轮242不断转动。

并且测深系统240的旋转编码器241在同时输出脉冲，采集旋转编码器241输出的脉冲数，可以获取到深度轮242转动的圈数。具体的，测深系统240的深度轮242转动一圈的脉冲数为预设脉冲数。不同的测深系统240的深度轮242转动一圈，所对应的旋转编码器241输出的预设脉冲数不同。

光栅尺270与电缆260平行设置，并且光栅尺270的光栅尺270头与滑动平台230固定设置。从而，光栅尺270的光栅尺270头可以随滑动平台230移动，以检测滑动平台230以及测深系统240所移动的距离。

控制装置100控制所述步进电机210启动以带动所述测深系统240沿电缆260移动，再获取所述测深系统240的旋转编码器241输出预设脉冲数内光栅尺270测量的初始读数以及末尾读数，然后根据所述初始读数、末尾读数以及深度轮242的预设周长，计算误差校正系数。在获取到测深系统240移动的距离，深度轮242预设脉冲数对应的转动圈数以后，可以由移动的距离除以转动圈数，从而测出深度轮242的周长。再与深度轮242的预设周长相比，获取到测井深度误差校正系数。

第二实施例

本发明第二实施例提供了一种测井深度误差校正方法，请参见图4，该方法包括：

步骤S110：控制步进电机启动以带动测深系统沿电缆移动。

为模拟测深系统在井中工作，首先应当使测深系统沿电缆移动。因此，可以控制步进电机启动，从而带动测深系统沿电缆移动。

而在控制步进电机启动前，需要对步进电机的一些参数进行设置。因此，该测井深度误差校正方法还包括：获取用户输入的步进电机的运行参数。

具体的，获取用户输入的电机序号、目标位置、运转速度、控制模式、电机步数、开/闭环控制、默认加速度以及默认速度等。其中，由于控制卡可以控制一个或者多个电机，需要获取电机序号为选择需要控制的电机序号；目标位置为控制发出脉冲的个数，即电机一次运动时总共转动的步数；运转速度为电机控制卡每秒发出的脉冲数，也就是电机每秒转动的步数；控制卡通常具有绝对位置模式、相对位置模式、速度模式三种，绝对位置模式下的电机以一个起点为坐标零点，转动到设定的位置，相对位置模式下的电机根据输入的位置量转动一定的脉冲数，速度模式下的电机不用设置位置，根据设定的速度持续运行直到停止，该方法可以以限位开关作为运动起点，采用绝对位置模式；电机步数为步进电机每圈所需的脉冲数，与驱动器细分后的步距角0.018度对应，脉冲数设置为20000；该方法可以选用开环控制；在实际使用时为避免速度变化太快引起抖动带来误差，采用比较低的加速度4π/s²，参数设置为40000，单位为步/平方秒；默认速度可以设置为40000步/秒。

在实际测深系统实际工作时电缆会受到拉伸，测深系统的测量也会收到影响。因此，需要模拟电缆受力拉伸情况，对电缆施加一定拉力，使电缆达到模拟的拉伸效果。从而，在控制步进电机启动带动测深系统沿电缆移动之前，还可以包括：

获取用户输入的伺服电机的运行参数；根据伺服电机的运行参数对伺服电机进行控制，以使伺服电机使电缆达到预设拉伸效果。

在控制步进电机启动之前，需要将电缆拉紧，标准拉力为1000磅。首先，可以对伺服电机进行初始化，获取用户输入的参数，例如输入的电机序号、目标位置、运转速度、控制模式、电机步数、开/闭环控制、默认加速度以及默认速度等。其中，控制模式可以设置为相对位置模式，即根据输入的脉冲数转动一定角度。与步进电机初始化相比需要额外设置A/DC范围为0～+10V，与硬件对应。在获取到伺服电机的运行参数后，在根据伺服电机的运行参数对伺服电机进行控制，伺服电机转动并且通过减速器带动绞盘，从而拉紧电缆，对电缆施加与伺服电机运行参数对应的拉力，使电缆达到预设拉伸效果，满足模拟环境要求。

步骤S120：获取测深系统的旋转编码器输出预设脉冲数内光栅尺测量的初始读数以及末尾读数。

在控制步进电机启动后，可以带动滑动平台上的测深系统沿电缆移动。从而可以开始测量，由于测深系统的旋转编码器输出的脉冲数与测深系统的深度轮转动圈数有关，因此，可以获取旋转编码器输出一定脉冲数的光栅尺采集的数据。

在开始每次的测量记录之前，滑动平台须从一个固定的起点开始运动，因此需要在开始测量之前寻找起点。并且由于有些深度轮或旋转编码器存在回程差，电机在找到运动起点后不能马上向前运动开始计数，需先向后运动一段距离再回到起点，以消除回程差。

所以在取测深系统的旋转编码器输出预设脉冲数内光栅尺测量的初始读数以及末尾读数之前，还包括：

确定所述步进电机带动所述测深系统移动的起点以及消除回程差。

具体的，所述确定所述步进电机带动所述测深系统移动的起点，包括：获取用户输入的起点搜索方向以及起点搜索速度；控制所述步进电机根据所述起点搜索方向以及起点搜索速度带动所述测深系统沿电缆移动；当所述测深系统接触到所述限位开关使限位开关开启，控制所述步进电机带动所述测深系统反向移动；当所述测深系统远离所述限位开关使限位开关断开时，将所述测深系统对应的位置作为移动的起点。

每次进行测量时，电机驱动滑动平台往某一方向移动，因此，可以确定与该方向相反的方向为搜索方向。例如，滑动平台每次从左往右移动，则搜索方向应该为从右往左移动。电机起点搜索速度与设置值的比例，在本发明实施例中略微降低电机速度防止意外发生，设置为70％。

根据起点搜索方向以及起点搜索速度控制滑动平台移动。滑动平台沿搜索方向运动，触板接触到限位开关将其接通，然后滑动平台向与搜索方向相反的方向运动，限位开关断开瞬间对应的位置确定为运步进电机带动测深系统移动的起点。

在每次起点搜索成功后，需要进行位置清零。开环控制系统以电机运转的步数表示电机的位置，运动的起点对应的位置为零。

在获取到步进电机带动测深系统移动的起点后，再进行消除回程差。由于判断运动起点的物理条件为限位开关，向后运动会触发限位开关使电机停止，因此在电机转动前需要先禁用限位开关，消除动作结束再次回到起点后再将它重新启用。

在对步进电机带动测深系统移动的起点确定以及消除回程差后，再使步进电机启动，使带动测深系统从起点开始沿电缆移动，对旋转编码器输出的脉冲数计数，当旋转编码器输出的脉冲数达到预设脉冲数，使电机停止运行，从而测深系统停止。并且，从起点开始，对光栅尺的在起点时的读数以及测深系统移动停止时的读数进行记录。并将光栅尺的在起点时的读数作为初始读数，将光栅尺的在测深系统移动停止时的读数作为末尾读数。需要说明的是，预设脉冲数在本发明实施例中并不作为限定。旋转编码器输出的脉冲数与深度轮转动的圈数有关，例如深度轮转动一圈对应旋转编码器可以输出900脉冲数。优选的，预设脉冲数可以为深度轮转动一圈对应旋转编码器输出脉冲数的整数。

步骤S130：根据初始读数、末尾读数以及测深系统的深度轮的预设周长，计算误差校正系数。

在获取到初始读数、末尾读数后，可以根据初始读数、末尾读数以及旋转编码器输出的预设脉冲数计算深度轮的实际周长。而是测深系统的深度轮的实际周长与预设周长的对比则可以确定误差大小。

具体的，如图5所示，步骤S130包括：

步骤S131：计算所述初始读数以及末尾读数的差值的绝对值。

在获取到初始读数l₁以及末尾读数l₂后，可以将末尾读数l₂减去初始读数l₁，获取到光栅尺的末尾读数l₂与初始读数l₁的差值。由于光栅尺头随滑动平台移动，末尾读数l₂应当比初始读数l₁大，因此末尾读数l₂减去初始读数l₁后得到的值l₂-l₁为正值。当然，也可以用初始读数l₁减去尾读数，此时得到的值l₁-l₂为负值，应当取其绝对值|l₁-l₂|。

步骤S132：根据所述绝对值以及所述预设脉冲数计算所述深度轮的实际周长。

在本发明实施例中，测深系统的旋转编码器输出的预设脉冲数与测深系统的深度轮转动的圈数有关，具体的，旋转编码器输出的预设脉冲数与深度轮转动的圈数成正比。深度轮转动一圈对应旋转编码器输出的脉冲数与测深系统的具体型号有关。例如，深度轮转动一圈对应旋转编码器输出的脉冲数为900。

根据初始读数l₁以及末尾读数l₂的差值的绝对值l₂-l₁或|l₁-l₂|，与深度轮转动的圈数n相除，即或可以获取到深度轮的实际周长L'。而深度轮转动的圈数n可以根据预设脉冲数除以深度轮转动一圈对应旋转编码器输出的脉冲数得到。

步骤S133：将深度轮的实际周长与所述深度轮的预设周长的差值，与深度轮的预设周长相除，获取到误差校正系数。

在获取到测深系统的深度轮的实际周长L'后，可以根据深度的轮实际周长L'与深度轮的预设周长L₀计算误差校正系数C。具体的，将度的轮实际周长L'减去深度轮的预设周长L₀，获取到深度的轮实际周长L'与深度轮的预设周长的差值L'-L₀；再将该差值L'-L₀与深度轮的预设周长L₀相除，即获取到误差校正系数

在本发明实施例中，为了使获取的误差校正系数准确，还可以对误差校正系数进行多次的测量和计算。为能更好地模拟电缆在井中的的环境，可以在每次误差校正系数的测量和计算时，对电缆旋转一定角度。例如，进行四次的误差校正系数的测量和计算，每次将电缆顺时针旋转90度，从而获取到四个误差校正系数值。

另外，每次测量计算的误差校正系数值应当在预设误差校正系数范围内，如果超出预设误差校正系数范围，则可以将此次的测量计算的误差校正系数值剔除。并且，应当满足剔除后的误差校正系数值不少于3个，否则，认为此次误差校正数据无效。

根据剔除后的多次测量计算误差校正系数，计算平均误差校正系数值以及极差，并将平均误差校正系数值作为最周的误差校正系数。

在本发明实施例中，该测井深度误差校正方法还包括：

将测井深度h根据h'＝h×(1+C)进行校正，获取到校正后的测井深度h'，其中，C表示所述误差校正系数。

在获取到误差校正系数后，即获取到测深系统的深度轮的周长的校正系数。而测井深度是由深度轮的周长以及深度轮转动的圈数相乘决定，因此，可以将测井深度h乘以(1+C)进行校正，获取到校正后的测井深度h'＝h×(1+C)。

第三实施例

本发明第三实施例还提供了一种测井深度校正装置300，如图6所示，该测井深度校正装置300包括步进电机控制模块310、光栅尺数据获取模块320以及校正系数获取模块330。其中，所述步进电机控制模块310用于控制步进电机启动以带动测深系统沿电缆移动；所述光栅尺数据获取模块320用于获取测深系统的旋转编码器输出预设脉冲数内光栅尺测量的初始读数以及末尾读数；所述校正系数获取模块330用于根据初始读数、末尾读数以及测深系统的深度轮的预设周长，计算误差校正系数。

在本发明实施例中，校正系数获取模块330包括差值计算单元、周长计算单元以及误差系数计算单元。其中，差值计算单元用于计算所述初始读数以及末尾读数的差值的绝对值；周长计算单元用于根据所述绝对值以及所述预设脉冲数计算所述深度轮的实际周长；周长计算单元用于将深度轮的实际周长与所述深度轮的预设周长的差值，与深度轮的预设周长相除，获取到误差校正系数。

在本发明实施例中，该测井深度误差校正装置还可以包括校正模块，校正模块用于将测井深度h根据h'＝h×(1+C)进行校正，获取到校正后的测井深度h'，其中，C表示所述误差校正系数。

在本发明实施例中，该测井深度误差校正装置还可以包括第一电机参数获取模块以及第一电机控制模块。其中，第一电机参数获取模块用于获取用户输入的伺服电机的运行参数；第一电机控制模块用于根据伺服电机的运行参数对伺服电机进行控制，以使伺服电机使电缆达到预设拉伸效果。

在本发明实施例中，该测井深度误差校正装置还可以包括第二电机参数获取模块。第二电机参数获取模块用于获取用户输入的步进电机的运行参数。

在本发明实施例中，该测井深度误差校正装置还可以包括预处理模块。预处理模块用于确定所述步进电机带动所述测深系统移动的起点以及消除回程差。

进一步的，预处理模块包括搜索参数获取单元、第一电机控制单元、第二电机控制单元以及起点确定单元。其中，搜索参数获取单元用于获取用户输入的起点搜索方向以及起点搜索速度；第一电机控制单元用于控制所述步进电机根据所述起点搜索方向以及起点搜索速度带动所述测深系统沿电缆移动；第二电机控制单元用于当所述测深系统接触到所述限位开关使限位开关开启，控制所述步进电机带动所述测深系统反向移动；起点确定单元用于当所述测深系统远离所述限位开关使限位开关断开时，将所述测深系统对应的位置作为移动的起点。

综上所述，本发明实施例提供的测井深度误差校正方法、装置及系统，通过控制步进电机启动，而带动测深系统沿电缆移动，再获取测深系统的旋转编码器输出预设脉冲数内光栅尺的初始读数以及末尾读数，最后根据初始读数、末尾读数以及测深系统的深度轮的预设周长，计算误差校正系数。在本发明实施例中，该方法通过模拟测深系统在井中沿电缆移动，并利用光栅尺测定测深系统移动距离，从而可以计算出深度轮的实际周长，再根据深度轮的预设周长获取到误差校正系数，能较为简单且准确的实现测井深度误差的校正。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二、另一等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种测井深度误差校正方法，其特征在于，所述方法包括：

控制步进电机启动以带动测深系统沿电缆移动；

获取测深系统的旋转编码器输出预设脉冲数内光栅尺测量的初始读数以及末尾读数；

根据初始读数、末尾读数以及测深系统的深度轮的预设周长，计算误差校正系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算误差校正系数包括：

计算所述初始读数以及末尾读数的差值的绝对值；

根据所述绝对值以及所述预设脉冲数计算所述深度轮的实际周长；

将深度轮的实际周长与所述深度轮的预设周长的差值，与深度轮的预设周长相除，获取到误差校正系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将测井深度h根据h'＝h×(1+C)进行校正，获取到校正后的测井深度h'，其中，C表示所述误差校正系数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制步进电机启动以带动测深系统沿电缆移动之前，还包括：

获取用户输入的伺服电机的运行参数；

根据伺服电机的运行参数对伺服电机进行控制，以使伺服电机使电缆达到预设拉伸效果。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制步进电机启动以带动测深系统沿电缆移动之前，还包括：

获取用户输入的步进电机的运行参数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取测深系统的旋转编码器输出预设脉冲数内光栅尺测量的初始读数以及末尾读数之前，还包括：

确定所述步进电机带动所述测深系统移动的起点以及消除回程差。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述步进电机带动所述测深系统移动的起点，包括：

获取用户输入的起点搜索方向以及起点搜索速度；

控制所述步进电机根据所述起点搜索方向以及起点搜索速度带动所述测深系统沿电缆移动；

当所述测深系统接触到所述限位开关使限位开关开启，控制所述步进电机带动所述测深系统反向移动；

当所述测深系统远离所述限位开关使限位开关断开时，将所述测深系统对应的位置作为移动的起点。

8.一种测井深度误差校正装置，其特征在于，所述装置包括步进电机控制模块、光栅尺数据获取模块以及校正系数获取模块，其中，

所述步进电机控制模块用于控制步进电机启动以带动测深系统沿电缆移动；

所述光栅尺数据获取模块用于获取测深系统的旋转编码器输出预设脉冲数内光栅尺测量的初始读数以及末尾读数；

所述校正系数获取模块用于根据初始读数、末尾读数以及测深系统的深度轮的预设周长，计算误差校正系数。

9.一种测井深度误差校正系统，其特征在于，所述系统包括步进电机、伺服电机、滑动平台、测深系统、绞盘、电缆、光栅尺以及控制装置，所述步进电机与所述滑动平台连接，所述伺服电机通过绞盘与所述电缆连接，所述测深系统设置于滑动平台，所述电缆穿过所述测深系统并与所述测深系统的深度轮相切，所述光栅尺与所述电缆平行设置，所述步进电机、伺服电机、测深系统以及光栅尺与所述控制装置电性连接，所述步进电机用于在所述控制装置控制下带动所述滑动平台移动，以使所述测深系统沿所述电缆移动，所述伺服电机用于在所述控制装置控制下通过绞盘拉伸所述电缆，所述光栅尺用于检测所述滑动平台的位置，所述控制装置控制所述步进电机启动以带动所述测深系统沿电缆移动，再获取所述测深系统的旋转编码器输出预设脉冲数内光栅尺测量的初始读数以及末尾读数，然后根据所述初始读数、末尾读数以及深度轮的预设周长，计算误差校正系数。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述伺服电机与所述绞盘之间还设置有减速器，所述电缆一端设置有拉力计，所述控制装置与所述拉力计电性连接，所述拉力计用于检测所述电缆的拉力，所述减速器用于增大伺服电机输出的扭矩。