SJC-10C水泥胶结综合测井仪的设计

童然（中船重工第七一五研究所 浙江 杭州 310012）

外径ф51mm的水泥胶结综合测井仪是主要是用来测量小井眼的固井质量的仪器，由于其特殊的外径尺寸和适用功能，属于非常规仪器。原先该尺寸的仪器为SJC-5C，主要用来测5”以下套管，以4”和4-1/2”的套管为主。而现在部分套管是上小下大，即井口尺寸小，测量段尺寸大，尤其是在5”以上套管，原仪器的VDL无法检测的到地层波，不能满足工作需要。客户普遍反映需要能量更大的仪器，用来测量5”或者5-1/2”套管的水泥胶结质量。为了满足市场需求，需要设计一款能测5-1/2”及以下套管的水泥胶结测井仪（5-1/2”为油田套管常见尺寸）。SJC-10C就是为此设计生产的。

一、SJC-10C水泥胶结综合测井仪的设计原理

SJC-10C水泥胶结综合测井仪是一型的单芯仪器，其组成部分自上而下分别是CCL、GR、CBL/VDL。如下图1所示。

套管接箍定位器CCL由绕在软铁铁芯上的绕组线圈和两组永久磁钢组成,当其通过套管接箍时，在线圈两端产生的信号,传送至地面系统，通过一定处理并记录下来，配合CBL测井，提供相关的准确深度。

GR探测器的作用是将伽马射线转换为电脉冲，单位时间输出的脉冲数应与入射伽马射线的强度成正比。主要作用是提供相关的准确深度。

声波水泥胶结测井CBL/VDL的声系是单发双收声系，源距分别为3英尺和5英尺。地面系统同时独立记录传输时间TT（3′源距）、套管信号幅度和全波列波形即变密度记录VDL（5′源距），用于检查固井质量和找漏找窜。

图1 SJC-10C水泥胶结综合测井仪示意图

电源给CCL供电，同时将电压供给声波电路，经过声波电路的电压再经过三芯接插件给GR电路提供工作电压，GR信号再通过三芯接插件送回到声波电路中，再由声波电路反复合后，经电缆驱动电路，和声波信号仪器送到地面系统中。

二、改进设计措施

1.结构上的改进设计

（1）SJC-10C为了将仪器缩短，将CCL和GR的骨架连成了一体，并将GR中使用的一个电源模块放置在两支仪器连接的部分，节省了放置模块的空间，使现仪器比原仪器缩短100mm。

（2）电路骨架改变以前焊接的方式，采用整体切割加工的方式，使骨架各部分成为一个整体，既保证了仪器骨架的强度，又增强了骨架的观赏性，使其更加美观。

（3）声系与电路的之间采用螺纹环结构，并设计有定位槽。螺纹环结构，使用勾头扳手拆装仪器，取代了原先用手拧的普通螺纹结构，使拆装仪器更加方便和安全。

2.电路上的改进设计

（1）由于原先SJC-5C水泥胶结综合测井仪的工作能量比较小，SJC-10C采用全电极发射换能器及相应电路，增加仪器的发射能量。

为了匹配全电极发射换能器，必需设计一款全新的发射升压脉冲变压器，使换能器发挥出其应有的效果。由于高温性能和仪器外径的限制，我们采用了两个硅钢环一起打包的办法，增加线圈的导磁率，相应的可以减少线圈扎数，同时，又能保证线圈的高温稳定性。

由于升压脉冲变压器次级线圈必需要跟发射换能器匹配，适应其谐振频率，而由于线圈扎数的限制，升压脉冲变压器的初级扎数就极其有限，容易造成发射放电时的大电流，影响仪器工作。

由线圈振荡的谐振频率公式f=1/(2π*(L*C) )可得，当电容值降低时，电感量上升。我们将两个发射换能器进行串连，降低换能器的静态电容，从而提高发射脉冲变压器次级线圈的电感量，进而提高初级线圈扎数，减少放电电流对仪器的影响。

放射电路具体如图2。HV高压将能量存于C3、C4中，当PULSE触发信号来时，V1导通，将C3、C4中的能量经T对地放电，同时T的次级感应出放电电压，激励B1、B2工作。

图2

（2）电源部分改为电源模块供电方式，放弃SJC-5C上使用的逆变电路的供电方式。电源模块的工作方式，大大提高了仪器的调试生产效率和使用维修效率，并使仪器具有更高的一致性，不需要经常调整电路参数，来调整电压。

（3）接收和驱动部分，基本采用FJCY-1八扇区水泥胶结测井仪的电路，做到电路的一致性和继承性，方便电路调试和生产。

三、仪器使用效果

经过大港油田、克拉玛依油田、大庆油田的使用和实井检测，SJC-10C水泥胶结综合测井仪能很好的测量5-1/2”套管的水泥胶结质量，能明显测出地层波信息，达到了预期的设计效果，并得到油田工作人员的肯定。

总结

SJC-10C水泥胶结综合测井仪很好地解决了SJC-5C水泥胶结综合测井仪无法很好测量5-1/2”套管的问题，实现了非常规的小井眼仪器测量常规套管的目的。在水平井流行的各大油田，SJC-10C发挥了其重要的作用，不但能解决小井眼的测井问题，还能兼顾常规5”和5-1/2”井眼的测井，使仪器利用率增高，同时，小队上井作业的效率也可大大提高。

[1]章成广等.声波测井原理及应用(第1版).石油工业出版社.2009.