CN2575670Y - 石油钻井气测录井装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种石油钻井气测录井装置，由气体检测装置、放大电路、A/D转换器和计算机处理与显示装置组成，气体检测装置是由气体检测元件、补偿元件和电阻组成一个电桥，气体传感器安装在石油钻井现场上返泥浆出口处，实时监测地下的油气，当遇到油气显示时，气体检测元件会很灵敏地检测到烃类气体，桥路根据烃类气体浓度的大小输出相应大小的电压变量信号，经信号放大电路将气体传感器输出的信号放大后传输到A/D转换器，把模拟信号转换为数字信号，再送到计算机进行处理，计算机对采集的信号进行实时处理，以曲线或数据的方式显示出来。
Description
技术领域：本实用新型涉及一种石油钻井气测录井装置，属于石油钻探现场施工参数采集技术领域，尤其是在钻井生产过程中对地下油气监测的钻井气测录井装置。
背景技术：目前石油钻井中连续检测地下油气层的方法为气测录井，它是综合录井仪器的一部分，国内外有较多的仪器厂家生产，均采用色谱分析方法。这种气测录井的流程是通过脱气器抽取泥浆中的烃类气体，使用抽气泵沿管线送入色谱分析柱中进行分离检测，然后通过氢焰离子鉴定器转换为电子信号，通过计算机处理，得到全烃、C1、C2、C3、nC4、iC4等气体含量参数，通过这些参数来发现地下的油气层并给出解释结论。综合录井仪是目前发现和评价地下油气层的一种有效的方法仪器，但这种设备较为昂贵，动辄上百万元，由于购买成本及使用成本的限制，气测录井仅适用于探井、重要评价井类别中，开发井、气井等一般不上综合录井。随着近年来钻井工艺不断提高，特别是开发井等常规类别井钻速快、岩屑细小，以岩屑录井为主要手段的地层评价符合率在不断降低，给地质人员发现和解释油气层造成很大困难，现场迫切需要一种简易、快速的气体录井仪器来帮助地质人员正确地评价油气层。
发明目的：本实用新型的目的在于克服现有技术中测量仪器结构复杂、价格昂贵、存在管路延迟和不宜现场快速检测的缺陷，设计一种适用于一般开发井、气井等投资较低的钻井泥浆中的油气含量成分进行实时监测的石油钻井气测录井装置。
发明内容：本实用新型目的通过以下方案实现：
本实用新型由气体检测装置、放大电路、A/D转换器和计算机处理与显示装置组成，气体检测装置是由气体检测元件、补偿元件和电阻组成一个电桥，气体传感器安装在石油钻井现场上返泥浆出口处，实时监测地下的油气，当遇到油气显示时，气体检测元件会很灵敏地检测到烃类气体，桥路根据烃类气体浓度的大小输出相应大小的电压变量信号，经信号放大电路将气体传感器输出的信号放大后传输到A/D转换器，把模拟信号转换为数字信号，再送到计算机进行处理，计算机对采集的信号进行实时处理，以曲线或数据的方式显示出来。
本实用新型制造成本低，可直接分析气体，无滞后时间，在开发井、气井等投资较少的钻井中使用，对油气层监测非常灵敏，较早的发现油气显示，与其他钻井参数进行综合分析，优质高效地指导钻井施工。
附图及简要说明：
图1 本实用新型结构框图；
图2 本实用新型气体检测装置接线图；
具体实施方式：结合附图对本实用新型做进一步描述：
本实用新型由气体检测装置1、放大电路2、A/D转换器3和计算机处理与显示装置4组成，气体检测装置是由检测元件R4、补偿元件R3和电阻R1、R2组成一个电桥，气体检测装置1安装在石油钻井现场上返泥浆出口处，实时监测地下的油气，当遇到油气显示时，气体传感器R4会很灵敏地检测到烃类气体，桥路根据烃类气体浓度的大小输出相应大小的电压变量信号，再由信号放大电路2将气体检测装置1输出的信号放大后传输到A/D转换器3，把模拟信号转换为数字信号，再送到计算机4进行处理，计算机对采集的信号进行实时处理，以曲线或数据的方式显示出来。
气体检测装置4使用的气敏元件是根据催化燃烧效应的原理工作，由检测元件R4和补偿元件R3配对组成电桥的两个臂，遇烃类气体时检测元件R4电阻升高，桥路输出电压变量，该电压变量随气体浓度增大而成比例增大，补偿元件R3起参比及温度补偿作用，对烃类含量测量范围为0％-100％。
利用气敏原理检测气体，是把气体检测装置放入一定容积的玻璃瓶内，用注射器抽取不同百分含量的标准气体样品，注入玻璃瓶内，根据计算机读取的测量值绘制成标定曲线。本实用新型气体标定可以在任意时间进行，标定时间较短，可以随时修正标定曲线，保持气体监测的准确性。而色谱气测的标定一般在开钻之前或起下钻期间进行的。
本装置标定的目的是能够实时计算得出当前地下油气烃类含量，经过多次实验与数据对比分析，依据标定趋势线生成一套计算转换公式。
Q＝K1×V2+K2×V+K3
式中：
Q——烃类百分含量；
V——A/D转换之前的信号电压值；
K1、K2、K3——标定系数值，在每次标定后产生标定曲线后得出。
本实用新型经标定后，处于一个稳定的工作状态下。在没有任何油气显示的情况下，计算机检测到的只是一个信号基值，这个基值来自于仪器调试稳定平衡后的信号噪音。当井下的油气层被打开时，油气通过泥浆被携带上来，到达井口时，压力降低，其中的一部分气体物质逆散出来，气体检测装置可以灵敏地检测到这部分气体，造成检测元件R4的电阻随气体含量的增高而变大，使电桥失去平衡，输出电压信号，经信号放大电路2与A/D转换3送到计算机4，计算机根据事先的标定数据进行实时计算得出当前泥浆槽出口处的烃类气体含量浓度，从而动态地发现和评价油气层。
Claims (1)
1、一种石油钻井气测录井装置由气体检测装置(1)、放大电路(2)、A/D转换器(3)和计算机处理与显示装置(4)组成，其特征在于气体检测装置(1)是由检测元件R4、补偿元件R3和电阻R1、R2组成一个电桥，气体检测装置安装在钻井现场上返泥浆出口处，将检测元件R4检测到烃类气体，按照烃类气体浓度的大小输出相应大小的电压变量信号输入到信号放大电路(2)，由信号放大电路(2)将气体检测装置(1)输出的信号放大后传输到A/D转换器(3)，A/D转换器(3)把模拟信号转换为数字信号，再送到计算机(4)进行处理，计算机(4)对采集的信号进行实时处理，以曲线或数据的方式显示出来。
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