CN116950642A - 一种用于控制测井设备的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于控制测井设备的方法及系统，属于测井设备自动控制领域，该方法包括：将测井设备向目标区段进行输送，并在输送过程中，实时采集测井设备周围的环境数据并记录测井设备的运动时长，以确定测井设备与目标区段之间的实时位置关系，从而实时判定测井设备的目标工作状态，其中，在测井设备位于目标区段内/外时，判定目标工作状态为测井状态/待机状态；按照目标工作状态对测井设备进行实时控制，其中，按照测井状态控制测井设备为测量状态且推靠臂为张开状态，或按照待机状态控制测井设备为非测量状态且推靠臂为闭合状态。本发明实现了对测井设备的自适应控制，增强了测井仪器在恶劣环境下的应用能力。

Description

一种用于控制测井设备的方法及系统

技术领域

本发明属于测井设备自动控制领域，尤其是涉及一种用于控制测井设备的方法及系统。

背景技术

目前的测井手段包括电缆测井和无电缆测井。其中，电缆测井通过地面工程师现场操作控制推靠臂状态来对井壁的数据进行采集，并且，所采集到的数据可以实时的传输到地面，进而使得地面工程师可以根据反馈回来的数据对测井设备的推靠臂进行控制调节，最终实现对测井设备的闭环控制。

在某些特殊情况下，电缆测井方式并不适用，此时便需要采用无电缆测井的方式进行测井。在无电缆测井过程中，由于地面操作工程师无法实时监视和控制井下仪器状态，不能形成闭环控制。对于需要探头贴井壁测量的仪器来说，如何控制仪器状态，保证测井时仪器或极板能与井壁贴合，以及测井完毕后，如何控制收起井径臂，保证仪器安全，成为了无电缆测井的一个难题。

现今，在无电缆测井工艺中，普遍采用的方式是通过爬行器、偏心器等，在水平井或大斜度井中借助重力的作用使探头旋转到较低的一边来实现探头贴井壁的效果。在施工过程中，这种方式无法控制推靠臂的张合动作，是一种被动测井的方式。尽管，这种方式对于单探头或单极板的仪器，在水平井段或者大斜度井段有一定的作用，但在直井段就无法保证探头或极板能贴到井壁上了，况且即便在水平井和大斜度井中也不能完全保证测井设备一定保持正确的姿态进行测井，而对于多极板、多探头的仪器，更无法通过前述手段实现测井。因此，现有技术中的无电缆测井方法可确定性差，影响了测井资料质量，且与多探头、多极板的仪器适配度差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种用于控制测井设备的方法，所述测井设备由推靠臂和与所述推靠臂连接的测井组件构成，其中，所述方法包括：将测井设备向目标区段进行输送，并在输送过程中，实时采集所述测井设备周围的环境数据并记录所述测井设备的运动时长，以确定所述测井设备与所述目标区段之间的实时位置关系，从而实时判定所述测井设备的目标工作状态，其中，在所述测井设备位于所述目标区段内/外时，判定所述目标工作状态为测井状态/待机状态；按照所述目标工作状态对所述测井设备进行实时控制，其中，按照所述测井状态控制所述测井设备为测量状态且所述推靠臂为张开状态，或按照所述待机状态控制所述测井设备为非测量状态且所述推靠臂为闭合状态。

优选地，在按照所述测井状态控制所述测井设备为测量状态且所述推靠臂为张开状态的步骤中，包括：实时采集所述测井组件与井壁之间的正面压力，并根据表征所述测井设备处于最佳工作状态的预设正面压力范围，通过调节所述推靠臂的张开程度将当前正面压力调整至满足所述预设正面压力范围，从而使得所述测井设备具有最佳工作状态。

优选地，所述环境数据包括但不限于：温度和压力，其中，在确定所述测井设备与所述目标区段之间的实时位置关系的步骤中，包括：将所采集的实时温度与所述目标区段所对应的温度范围进行比较，并将所采集的实时压力与所述目标区段所对应的压力范围进行比较，以及将所记录的实时运动时长与表示所述测井设备位于所述目标区段内的运动时长范围进行比较，从而在所述实时温度处于所述温度范围内、所述实时压力处于所述压力范围内、并且所述实时运动时长处于运动时长范围内时，确定所述测井设备位于所述目标区段内。

优选地，所述方法还包括：实时采集所述测井设备所受到的拉力，并将所采集的实时拉力与表征所述测井设备处于异常受阻状态的拉力阈值进行比较，从而根据拉力比较结果确定所述测井设备是否处于异常受阻状态，其中，在所述测井设备处于异常受阻状态、且当前目标工作状态为测井状态时，控制所述测井设备为测量状态且所述推靠臂为闭合状态。

优选地，在按照所述测井状态控制所述测井设备为测量状态且所述推靠臂为张开状态之前，所述方法还包括：实时监测所述测井设备的电能损耗数据，并将所述电能损耗数据与所述测井设备的初始电量进行比较，从而对剩余电量的测井任务完成能力进行评估，进而在剩余电量无法完成测井任务时，按照所述待机状态对所述测井设备进行控制。

优选地，在确定所述测井设备与所述目标区段之间的实时位置关系之前，所述方法还包括：先对实时采集的环境数据和记录的运动时长进行质量分析，以筛选并去除其中的异常数据，再采用滤波算法滤除剩余数据中的干扰信号，以避免所述异常数据和所述干扰信号对位置关系判定结果的影响。

另一方面，本发明还提供了一种用于控制测井设备的系统，所述系统用于执行用于控制测井设备的方法，其中，所述系统包括：测井设备，其由推靠臂和与所述推靠臂连接的测井组件构成；目标状态判定装置，其用于将所述测井设备向目标区段进行输送，并在输送过程中，实时采集所述测井设备周围的环境数据并记录所述测井设备的运动时长，以确定所述测井设备与所述目标区段之间的实时位置关系，从而实时判定所述测井设备的目标工作状态，其中，在所述测井设备位于所述目标区段内/外时，判定所述目标工作状态为测井状态/待机状态；主控装置，其用于按照所述目标工作状态对所述测井设备进行实时控制，其中，按照所述测井状态控制所述测井设备为测量状态且所述推靠臂为张开状态，或按照所述待机状态控制所述测井设备为非测量状态且所述推靠臂为闭合状态。

优选地，所述测井设备具备：动力系统，其用于根据所述主控装置的指示通过传动杆控制所述推靠臂执行相应的动作，其中，所述动力系统具备：扭力限位器，其用于限制所述传动杆与所述测井设备之间的扭力值，使得所述扭力值小于所述传动杆所能承受的最大扭力值，以避免所述传动杆发生机械损坏。

优选地，所述主控装置，其还用于实时采集所述测井组件与井壁之间的正面压力，并根据表征所述测井设备处于最佳工作状态的预设正面压力范围，通过调节所述推靠臂的张开程度将当前正面压力调整至满足所述预设正面压力范围，从而使得所述测井设备具有最佳工作状态。

优选地，所述主控装置，其还用于实时采集所述测井设备所受到的拉力，并将所采集的实时拉力与表征所述测井设备处于异常受阻状态的拉力阈值进行比较，从而根据拉力比较结果确定所述测井设备是否处于异常受阻状态，其中，在所述测井设备处于异常受阻状态、且当前目标工作状态为测井状态时，控制所述测井设备为测量状态且所述推靠臂为闭合状态。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果。

本发明提出了一种用于控制测井设备的方法及系统，该方法基于由推靠臂和与推靠臂连接的测井组件构成的测井设备，根据与测井设备在井下的运动路径有关的实时数据，得到测井设备与目标区段之间的位置关系，从而实时判定测井设备的目标工作状态。而后，通过控制测井设备测量进程的启动和终止，以及控制推靠臂的开合状态，使得测井设备达到当前目标工作状态，从而在测井组件贴合于井壁的条件下完成测井任务，或者在未进行测井任务时保持测井设备的非测量状态和推靠器的闭合状态。本发明实现了在常温、常压或高温高压环境下，根据外界井筒环境的改变对测井设备的自适应调节与控制，提高了测井安全性和高效性，增强了测井仪器在恶劣环境下的应用能力。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1是本申请实施例的用于控制测井设备的方法的步骤图；

图2是本申请实施例的用于控制测井设备的系统的整体结构示意图；

图3是本申请实施例的用于控制测井设备的系统的传动装置的具体结构示意图；

图4是本申请实施例的用于控制测井设备的系统的推靠臂和测井组件的具体结构示意图；

图5是本申请实施例的用于控制测井设备的系统的压力传感器机械连接示意图；

图6是本申请实施例的用于控制测井设备的系统的压力传感器的具体结构示意图；

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。

其中，附图标记列表如下：

1：动力系统；

2：扭力限位器；

3：锁止机构；

4：丝杠；

5：第一传动杆；

6：第二传动杆；

7：仪器外壳；

8：上推靠臂；

9：下推靠臂；

10：测井组件；

11：丝杠压盘；

12：压力传感器；

13：滑动杆；

14：传感器主体；

15：信号线。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

目前的测井手段包括电缆测井和无电缆测井。其中，电缆测井通过地面工程师现场操作控制推靠臂状态来对井壁的数据进行采集，并且，所采集到的数据可以实时的传输到地面，进而使得地面工程师可以根据反馈回来的数据对测井设备的推靠臂进行控制调节，最终实现对测井设备的闭环控制。

在某些特殊情况下，电缆测井方式并不适用，此时便需要采用无电缆测井的方式进行测井。在无电缆测井过程中，由于地面操作工程师无法实时监视和控制井下仪器状态，不能形成闭环控制。对于需要探头贴井壁测量的仪器来说，如何控制仪器状态，保证测井时仪器或极板能与井壁贴合，以及测井完毕后，如何控制收起井径臂，保证仪器安全，成为了无电缆测井的一个难题。

现今，在无电缆测井工艺中，普遍采用的方式是通过爬行器、偏心器等，在水平井或大斜度井中借助重力的作用使探头旋转到较低的一边来实现探头贴井壁的效果。在施工过程中，这种方式无法控制推靠臂的张合动作，是一种被动测井的方式。尽管，这种方式对于单探头或单极板的仪器，在水平井段或者大斜度井段有一定的作用，但在直井段就无法保证探头或极板能贴到井壁上了，况且即便在水平井和大斜度井中也不能完全保证测井设备一定保持正确的姿态进行测井，而对于多极板、多探头的仪器，更无法通过前述手段实现测井。因此，现有技术中的无电缆测井方法可确定性差，影响了测井资料质量，且与多探头、多极板的仪器适配度差。

因此，为了解决上述问题，本发明提出了一种用于控制测井设备的方法及系统，该方法基于由推靠臂和与推靠臂连接的测井组件构成的测井设备，根据与测井设备在井下的运动路径有关的实时数据，得到测井设备与目标区段之间的位置关系，从而实时判定测井设备的目标工作状态。而后，通过控制测井设备测量进程的启动和终止，以及控制推靠臂的开合状态，使得测井设备达到当前目标工作状态，从而在测井组件贴合于井壁的条件下完成测井任务，或者在未进行测井任务时保持测井设备的非测量状态和推靠器的闭合状态。本发明实现了在常温、常压或高温高压环境下，根据外界井筒环境的改变对测井设备的自适应调节与控制，提高了测井安全性和高效性，增强了测井仪器在恶劣环境下的应用能力。

在实际应用中，无电缆测井的测井设备采用电池供电，而一般的待测井又很深。因此，为了保证测井设备可以很好的完成井段内目标区段的测井任务，在测井设备没有到达目标区段之前，需要先控制测井设备保持待机状态，直到到达目标区段之后再控制其进入测井状态。

图1是本申请实施例的用于控制测井设备的方法的步骤图。下面参考图1来说明本方法的各个步骤。

本发明所述的测井设备由推靠臂和与推靠臂连接的测井组件构成。如图1所示，在步骤S110中，将测井设备向目标区段进行输送，并在输送过程中，实时采集测井设备周围的环境数据并记录测井设备的运动时长，以确定测井设备与目标区段之间的实时位置关系，从而实时判定测井设备的目标工作状态，其中，在测井设备位于目标区段内/外时，判定目标工作状态为测井状态/待机状态。在本申请实施例中，首先，将测井设备从井口送入目标区段所在的井段内。而后，将测井设备向目标区段进行输送。在输送过程中，实时采集测井设备周围的环境数据、以及记录测井设备从进入井口开始在井段内的运动时长，从而根据井段内不同位置的环境数据，以及测井设备到达井段内不同位置所需的运动时长，对测井设备在井段内的实时位置进行分析，获得测井设备与目标区段之间的位置关系。最后，根据测井设备与目标区段之间的实时位置关系，在测井设备位于目标区段内时，判定目标工作状态为测井状态，或者，在测井设备位于目标区段外时，判定目标工作状态为待机状态。

进一步，得到测井设备的目标工作状态判定结果时，在步骤S120中，按照目标工作状态对测井设备进行实时控制，其中，按照测井状态控制测井设备为测量状态且推靠臂为张开状态，或按照待机状态控制测井设备为非测量状态且推靠臂为闭合状态。具体地，一方面，为解决现有技术中所存在的问题，测井设备主要通过安装在测井组件上的推靠臂带动测井组件靠近井壁来实现测井，所以推靠臂的开合状态十分重要，必然需要基于对推靠臂的主动控制来达到将测井组件贴合于井壁的目的；另一方面，无电缆测井在测井过程中无法和地面通信，只能选择在井下对推靠臂的直接自动控制方式，从而使得测井组件贴合于井壁。因此，本实施例需要确定对测井设备和推靠臂的控制时机，也就是按照所判定的目标工作状态对测井设备进行实时控制，使得测井设备自动进入测井状态或待机状态。其中，在按照测井状态对测井设备进行实时控制时，测井设备为测量状态且推靠臂为张开状态，从而在测井设备位于目标井段内的前提下，在测井组件贴合于井壁的条件下完成目标区段的测井任务。在按照待机状态对测井设备进行实时控制时，测井设备为非测量状态且推靠臂为闭合状态，从而在测井设备位于目标井段外的前提下，不再完成测井任务。由此可见，本发明在没有人为干预的条件下，实现了对测井设备工作状态的自适应控制，在无需测井时达到了节能效果，并为获得更加优质的测井资料提供了技术支撑，同时有效保障了测井设备的运行安全且实现了对测井组件和推靠臂的磨损保护。

在按照测井状态控制测井设备为测量状态且推靠臂为张开状态的步骤中，本实施例实时采集测井组件与井壁之间的正面压力，并根据表征测井设备处于最佳工作状态的预设正面压力范围，通过调节推靠臂的张开程度将当前正面压力调整至满足预设正面压力范围，从而使得测井设备具有最佳工作状态。

具体地，测井过程中，测井设备所测量的测井数据主要为井壁的电阻率。在测量电阻率时，测井组件需要贴在井壁上，并且，测井组件与井壁贴合的正面压力需要处于一个合适的范围内。如果正面压力过小，会导致测量得到的电阻率不准确，而如果正面压力过大，又会加重测井组件和推靠臂的磨损。在本申请实施例中，由于测井组件是安装在推靠臂上的，所以在推靠臂的开合过程中，测井组件与井壁之间便存在变化的正面压力。本实施例根据测井设备的历史运行数据，分析出表征测井设备处于最佳工作状态的预设正面压力范围。而后，判定所采集的实时正面压力是否满足预设正面压力范围，从而在不满足时通过调节推靠臂的张开程度，使得测井组件的当前正面压力满足预设正面压力范围，由此确保测井组件在井壁上的最佳的贴合效果，且有效对测井组件进行磨损保护，最终使达到使测井设备处于最佳工作状态的目的。其中，预设正面压力范围的两个端点即为最大正面压力阈值和最小正面压力阈值，在实时正面压力大于最大正面压力阈值时，需要减小推靠臂的张开程度；在实时正面压力小于最小正面压力阈值时，则需要增大推靠臂的张开程度。

综上所述，本实施例通过对测井设备与井壁之间的正面压力进行控制，在得到优质测井数据条件下，同时也将测井组件和推靠臂的磨损程度控制在了较小的范围。一方面，在测井状态下，延长了测井组件和推靠臂的使用寿命；另一方面，在待机状态下，推靠臂保持闭合状态。也就是说，测井组件和推靠臂只在目标工作状态为测井状态时才受到磨损，故本发明在得到优质测井数据条件下，同时实现了对测井组件和推靠臂使用寿命的有效延长。

进一步，环境数据包括但不限于：温度和压力，其中，在确定测井设备与目标区段之间的实时位置关系的步骤中，本实施例将所采集的实时温度与目标区段所对应的温度范围进行比较，并将所采集的实时压力与目标区段所对应的压力范围进行比较，以及将所记录的实时运动时长与表示测井设备位于目标区段内的运动时长范围进行比较，从而在实时温度处于温度范围内、实时压力处于压力范围内、并且实时运动时长处于运动时长范围内时，确定测井设备位于目标区段内。

在本申请实施例中，测井设备处于目标区段内时，处于测量状态且推靠臂处于张开状态；处于非目标区段内时，则处于非测量状态且推靠臂处于闭合状态。因此，对测井设备是否到达目标区段进行判定十分关键。而判定测井设备是否到达目标区段可以从多方面来实现，例如：通过测井设备在井段内的运动时长来确定测井设备是否处于目标区段，通过随着井深变化的一些井段内的（测井设备周围的）环境参数（温度、压力等）来确定测井设备是否处于目标区段等等。

首先，随着测井设备下行的深度越深，井段中的温度也随之发生变化。其次，由于井段内分布有泥浆等流体，随着测井设备下行的深度越深，井段中的压力就越大。最后，由于测井设备是随着转杆进入到井中的，且测井设备的下降速度是可控的，先确定目标区段距离地面的深度，便可以通过控制转杆的下降速度来使得测井设备在预设时长内到达井段内的对应位置。也就是说，测井设备在井段内的输送是一个持续前进的过程，运动时长越长，测井设备在井段内的输送路程就越长。因此，本实施例通过将环境数据中的温度数据与目标区段所对应的实际温度范围进行比较，将环境数据中的压力数据与目标区段所对应的实际压力范围进行比较，以及将所记录的实时运动时长与表示测井设备位于目标区段内的运动时长范围进行比较，从而对测井设备是否位于目标区段内进行判定。最终，在同时满足以下条件时（实时温度处于温度范围内；实时压力处于压力范围内；实时运动时长处于运动时长范围内），确定测井设备位于目标区段内。

在本申请的一个具体实施例中，测井设备拥有计时功能，基于该计时功能即可实现对测井设备运动时长的实时测量。本实施例将所采集的实时运动时长与（处于运动时长范围内对应目标井段内不同位置的）运动时长阈值进行比较，从而根据运动时长比较结果确定测井设备在目标区段内的位置。

进一步，本实施例实时采集测井设备所受到的拉力，并将所采集的实时拉力与表征测井设备处于异常受阻状态的拉力阈值进行比较，从而根据拉力比较结果确定测井设备是否处于异常受阻状态，其中，在测井设备处于异常受阻状态、且当前目标工作状态为测井状态时，控制测井设备为测量状态且推靠臂为闭合状态。在实际应用中，测井设备在发生遇卡等异常状况时，会受到转杆所给予的拉力。因此，本实施例通过监测测井设备的当前所受到的拉力来避免测井设备由于发生遇卡等异常状况而导致测井组件和推靠臂的磨损增加、损坏、落井风险。根据测井设备的历史运行数据，分析得到表征测井设备处于异常受阻状态的拉力阈值。而后，将所采集的实时拉力与拉力阈值进行比较，从而根据拉力比较结果确定测井设备是否处于异常受阻状态。其中，在所受到的实时拉力大于拉力阈值时，判定测井设备处于异常受阻状态。最后，在测井设备处于异常受阻状态，且当前目标工作状态为测井状态时，控制测井设备为测量状态推靠臂为闭合状态，由此避免了测井组件和推靠臂的磨损增加、损坏、落井风险。

进一步，在按照测井状态控制测井设备为测量状态且推靠臂为张开状态之前，本实施例实时监测测井设备的电能损耗数据，并将电能损耗数据与测井设备的初始电量进行比较，从而对剩余电量的测井任务完成能力进行评估，进而在剩余电量无法完成测井任务时，按照待机状态对测井设备进行控制。

具体地，由于测井设备采用电池供电，所以在测井过程中可能出现电量不足的问题，电量不足的情况下，不但无法完成后续测井工作，还会导致推靠臂无法闭合，使得测井组件和推靠臂一直在井中处于磨损状态，最终导致测井设备的损坏。为避免测井过程中电量不足所导致的测井设备损坏，本实施例对测井设备的实时电能损耗数据进行监测，并通过将测井设备的实时电能损耗数据与初始电量进行比较，得到测井设备的剩余电量。而后，利用剩余电量，结合测井设备的耗电能力，来评估剩余电量是否能够完成测井任务。最终，在剩余电量无法完成测井任务时，按照待机状态对测井设备进行控制，而只有在剩余电量能够完成测井任务时，才按照测井状态控制测井设备，从而有效保障了测井设备的运行安全。

进一步，在确定测井设备与目标区段之间的实时位置关系之前，本实施例还先对实时采集的环境数据和记录的运动时长进行质量分析，以筛选并去除其中的异常数据，再采用滤波算法滤除剩余数据中的干扰信号，以避免异常数据和干扰信号对位置关系判定结果的影响。具体地，本实施例根据实时采集的环境数据和运动时长的变化幅度、最大值和最小值等信息，判断所采集的每个实时数据的真伪和数据质量，从而对异常数据进行筛选。之后，结合嵌入式算法，一旦筛选出异常数据，则对其进行去除，从而避免数据错误所导致的误操作。在去除异常数据之后，针对剩余数据再采用滤波算法滤除剩余数据中的干扰信号（例如：仪器串的机械振动带来的张力传感器数据的异常变化），从而避免干扰信号带来的数据误差所导致的误操作。由此可见，本发明有效避免了异常数据和干扰信号对位置关系判定结果的影响。

基于上述实施例所述的用于控制测井设备的方法，本发明实施例还提供了一种用于控制测井设备的系统。图2是本申请实施例的用于控制测井设备的系统的整体结构示意图。下面结合本发明实施例对用于控制测井设备的系统的结构及功能进行详细说明。

如图2所示，用于控制测井设备的系统至少包括：测井设备21、目标状态判定装置22和主控装置23。测井设备21由推靠臂和与推靠臂连接的测井组件构成。目标状态判定装置22用于将测井设备21向目标区段进行输送，并在输送过程中，实时采集测井设备21周围的环境数据并记录测井设备21的运动时长，以确定测井设备21与目标区段之间的实时位置关系，从而实时判定测井设备21的目标工作状态，其中，在测井设备21位于目标区段内/外时，判定目标工作状态为测井状态/待机状态；主控装置23用于按照目标工作状态对测井设备21进行实时控制，其中，按照测井状态控制测井设备21为测量状态且推靠臂为张开状态，或按照待机状态控制测井设备21为非测量状态且推靠臂为闭合状态。

在本申请的一个具体实施例中，测井组件包括但不限于：探头和极板。

在本申请的一个具体实施例中，测井设备21还具备：传动装置、电源模块、温度传感器、压力传感器和张力传感器。传动装置与压力传感器之间机械连接。电源模块与测井设备21上的各个用电装置（例如：动力系统、推靠臂、测井组件、主控装置23、各种传感器等）电连接，用于提供电源。温度传感器与主控装置23电连接，用于感知测井设备所在位置的温度。压力传感器的数量为多个，每个压力传感器均与主控装置23电连接，用于感知传动装置作用到测井组件和推靠臂上力量的大小、以及测井设备21所在位置的压力，并输出相应的电信号给主控装置23进行模数转换，从而转换出测井组件与井壁之间的压力数值。张力传感器与主控装置23电连接，用于感知测井设备21所受到的拉力。

在本申请的一个具体实施例中，传感器的数据传输均采用RS485差分串行总线，结构简单，可靠。

图3是本申请实施例的用于控制测井设备的系统的传动装置的具体结构示意图。如图3所示，在本申请实施例中，扭力限位器2、锁止机构3、丝杠4、第一传动杆5、第二传动杆6共同组成传动装置。其中，锁止机构3用于在动力系统1断电后继续保持丝杠4的状态，以免动力系统1断电后丝杠4倒转。而丝杠4接收第二传动杆6传递来的动力，并将动力分配到不同的井径臂（井径臂及机械组件构成本实施例的推靠臂），用于打开和关闭井径臂。

进一步，测井设备21具备动力系统。动力系统用于根据主控装置23的指示通过传动杆控制推靠臂执行相应的动作，其中，动力系统具备：扭力限位器，其用于限制传动杆与测井设备之间的扭力值，使得扭力值小于传动杆所能承受的最大扭力值，以避免传动杆发生机械损坏。具体地，继续参照图3，动力系统1接收来自电源模块的驱动电源将电能转化为机械能，并控制输出机械转动的方向，从而达到根据主控装置23的指示通过传动杆控制推靠臂执行相应的动作的目的。本实施例的动力系统1所具备的扭力限位器2用于限制转杆与测井设备21之间的扭力值，保持传动杆与测井设备21之间的扭力值处于传动杆所能承受的最大扭力值以下，避免了扭力过大导致不必要的传动装置（例如：传动杆）机械损坏。

在本申请的一个具体实施例中，主控装置23与电源模块电连接，用于控制电源模块给动力系统提供驱动电源和动力系统输出机械转动的方向。电源模块与动力系统电连接，用于为动力系统提供驱动电源。动力系统用于将电能转换成为机械能，其通过与传动装置之间的机械连接，将来自动力系统的机械能分配给不同的井径臂及机械组件，从而改变推靠臂的工作状态。

图4是本申请实施例的用于控制测井设备的系统的推靠臂和测井组件的具体结构示意图。如图4所示，在本申请的一个具体实施例中，推靠臂包括上推靠臂8和下推靠臂9，推靠臂的一端与传动装置机械连接，另一端则与测井组件10机械连接，推靠臂接收来自传动装置的动力，作用到上推靠臂8、下推靠臂9和测井组件10上，从而实现推靠臂带动测井组件运动并在张开状态和闭合状态之间的转换。

图5是本申请实施例的用于控制测井设备的系统的压力传感器机械连接示意图。如图5所示，在本申请的一个具体实施例中，丝杠压盘12随着丝杠4转动而沿仪器轴向运动，传递来自丝杠4的动力，第二压力传感器12和丝杠压盘11机械连接。

图6是本申请实施例的用于控制测井设备的系统的压力传感器的具体结构示意图。如图6所示，在本申请的一个具体实施例中，力传感器包括滑动杆13、传感器主体14、信号线15，其中滑动杆13是可以滑动的，可以随着丝杠的运动而滑动；信号线15用于输出电压信号，滑动杆13处于不同位置时，信号线15上输出的电压信号的幅度不同。

在本申请实施例中，主控装置23还实时采集测井组件与井壁之间的正面压力，并根据表征测井设备21处于最佳工作状态的预设正面压力范围，通过调节推靠臂的张开程度将当前正面压力调整至满足预设正面压力范围，从而使得测井设备21具有最佳工作状态。

在本申请实施例中，主控装置23还实时采集测井设备21所受到的拉力，并将所采集的实时拉力与表征测井设备21处于异常受阻状态的拉力阈值进行比较，从而根据拉力比较结果确定测井设备21是否处于异常受阻状态，其中，在测井设备21处于异常受阻状态、且当前目标工作状态为测井状态时，控制测井设备21为测量状态且推靠臂为闭合状态。

本发明实施例提出了一种用于控制测井设备的方法及系统，该方法基于由推靠臂和与推靠臂连接的测井组件构成的测井设备，根据与测井设备在井下的运动路径有关的实时数据，得到测井设备与目标区段之间的位置关系，从而实时判定测井设备的目标工作状态。而后，通过控制测井设备测量进程的启动和终止，以及控制推靠臂的开合状态，使得测井设备达到当前目标工作状态，从而在测井组件贴合于井壁的条件下完成测井任务，或者在未进行测井任务时保持测井设备的非测量状态和推靠器的闭合状态。本发明实现了在常温、常压或高温高压环境下，根据外界井筒环境的改变对测井设备的自适应调节与控制，提高了测井安全性和高效性，增强了测井仪器在恶劣环境下的应用能力。同时，本发明测井设备中的测井组件和推靠臂只在测井状态下才会产生磨损，有效延长了测井组件和推靠臂的使用寿命。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于控制测井设备的方法，其特征在于，所述测井设备由推靠臂和与所述推靠臂连接的测井组件构成，其中，所述方法包括：

将测井设备向目标区段进行输送，并在输送过程中，实时采集所述测井设备周围的环境数据并记录所述测井设备的运动时长，以确定所述测井设备与所述目标区段之间的实时位置关系，从而实时判定所述测井设备的目标工作状态，其中，在所述测井设备位于所述目标区段内/外时，判定所述目标工作状态为测井状态/待机状态；

按照所述目标工作状态对所述测井设备进行实时控制，其中，按照所述测井状态控制所述测井设备为测量状态且所述推靠臂为张开状态，或按照所述待机状态控制所述测井设备为非测量状态且所述推靠臂为闭合状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在按照所述测井状态控制所述测井设备为测量状态且所述推靠臂为张开状态的步骤中，包括：

实时采集所述测井组件与井壁之间的正面压力，并根据表征所述测井设备处于最佳工作状态的预设正面压力范围，通过调节所述推靠臂的张开程度将当前正面压力调整至满足所述预设正面压力范围，从而使得所述测井设备具有最佳工作状态。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述环境数据包括但不限于：温度和压力，其中，在确定所述测井设备与所述目标区段之间的实时位置关系的步骤中，包括：

将所采集的实时温度与所述目标区段所对应的温度范围进行比较，并将所采集的实时压力与所述目标区段所对应的压力范围进行比较，以及将所记录的实时运动时长与表示所述测井设备位于所述目标区段内的运动时长范围进行比较，从而在所述实时温度处于所述温度范围内、所述实时压力处于所述压力范围内、并且所述实时运动时长处于运动时长范围内时，确定所述测井设备位于所述目标区段内。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

实时采集所述测井设备所受到的拉力，并将所采集的实时拉力与表征所述测井设备处于异常受阻状态的拉力阈值进行比较，从而根据拉力比较结果确定所述测井设备是否处于异常受阻状态，其中，在所述测井设备处于异常受阻状态、且当前目标工作状态为测井状态时，控制所述测井设备为测量状态且所述推靠臂为闭合状态。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的方法，其特征在于，在按照所述测井状态控制所述测井设备为测量状态且所述推靠臂为张开状态之前，所述方法还包括：

实时监测所述测井设备的电能损耗数据，并将所述电能损耗数据与所述测井设备的初始电量进行比较，从而对剩余电量的测井任务完成能力进行评估，进而在剩余电量无法完成测井任务时，按照所述待机状态对所述测井设备进行控制。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在确定所述测井设备与所述目标区段之间的实时位置关系之前，所述方法还包括：

先对实时采集的环境数据和记录的运动时长进行质量分析，以筛选并去除其中的异常数据，再采用滤波算法滤除剩余数据中的干扰信号，以避免所述异常数据和所述干扰信号对位置关系判定结果的影响。

7.一种用于控制测井设备的系统，其特征在于，所述系统用于执行如权利要求1~6中任一项所述的方法，其中，所述系统包括：

测井设备，其由推靠臂和与所述推靠臂连接的测井组件构成；

目标状态判定装置，其用于将所述测井设备向目标区段进行输送，并在输送过程中，实时采集所述测井设备周围的环境数据并记录所述测井设备的运动时长，以确定所述测井设备与所述目标区段之间的实时位置关系，从而实时判定所述测井设备的目标工作状态，其中，在所述测井设备位于所述目标区段内/外时，判定所述目标工作状态为测井状态/待机状态；

主控装置，其用于按照所述目标工作状态对所述测井设备进行实时控制，其中，按照所述测井状态控制所述测井设备为测量状态且所述推靠臂为张开状态，或按照所述待机状态控制所述测井设备为非测量状态且所述推靠臂为闭合状态。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述测井设备具备：

动力系统，其用于根据所述主控装置的指示通过传动杆控制所述推靠臂执行相应的动作，其中，所述动力系统具备：

扭力限位器，其用于限制所述传动杆与所述测井设备之间的扭力值，使得所述扭力值小于所述传动杆所能承受的最大扭力值，以避免所述传动杆发生机械损坏。

9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，

所述主控装置，其还用于实时采集所述测井组件与井壁之间的正面压力，并根据表征所述测井设备处于最佳工作状态的预设正面压力范围，通过调节所述推靠臂的张开程度将当前正面压力调整至满足所述预设正面压力范围，从而使得所述测井设备具有最佳工作状态。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述主控装置，其还用于实时采集所述测井设备所受到的拉力，并将所采集的实时拉力与表征所述测井设备处于异常受阻状态的拉力阈值进行比较，从而根据拉力比较结果确定所述测井设备是否处于异常受阻状态，其中，在所述测井设备处于异常受阻状态、且当前目标工作状态为测井状态时，控制所述测井设备为测量状态且所述推靠臂为闭合状态。