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录井仪常用标定方法及最佳使用方式正确对录井仪的探头测量参数进行标定，是综合录井基础工作的重要组成部分，是为科学决策提供齐全、准确资料的强有力保证。
大多数录井仪，提供了当前值法、最大值法和两（多）点法共3种标定方法。
一．标定原理及优缺点录井仪使用的绝大多数探头为输出4—20mA电流信号，进A/D转换为0—5V的电压信号。
如果探头输出的最小电流信号小于4mA，将可能导致录井仪无法采集录取参数的最小值，这时应调节探头的零位，使之输出的最小电流信号大于4mA；如无调零电位器，应在探头串接电阻（大小用欧姆定律计算），保证输出的最小电流信号大于4mA。
1.1 当前值法该方法是以当前工作电压和当前参数值为一点，电压为0V和参数值为0时为另一点，在二维坐标上建立线性方程。
为叙述方便，假设探头的测量范围为0—10。
在图1中，曲线a为探头的理想化工作曲线；曲线b1或曲线b2为探头的实际工作曲线；曲线c为探头使用当前值法建立的工作曲线。
从图中可以看出，随着测量电压漂移标定电压距离的增大，测量参数的误差随着增大。
1.2 最大值法该方法是以满量程工作电压5V和满量程参数值为一点，电压为0V和参数值为0时为另一点，在二维坐标上建立线性方程，标定工作曲线实际上就是探头的理想化工作曲线。
在图2中可以看出，当探头的实际工作曲线b1或曲线b2跟探头的理想化工作曲线a（标定工作曲线c）相关性较差时，测量值跟实际值的误差基本上无规律可言。
1.3 两（多）点法该方法是以第一点的工作电压和第一点的参数值为一点，第二点的工作电压和第二点的参数值为一点，在二维坐标上建立线性方程。
在图3中可以看出，探头的实际工作曲线b跟探头的标定工作曲线c完全吻合，随着测量电压的变化，测量值跟实际值完全相符。
二. 最佳使用方式从3种标定方法的原理上分析，两（多）点法是最精确的标定方法。
但部分探头随着工作环境的变化、累计工作时间的延长或施工环境的复杂，造成工作性能下降或无法重新进行两（多）点法标定，需要使用其他标定方法进行补充。
石油录井绞车的工作原理
石油录井绞车是用于升降油管、钻杆和其他工具的设备。
它的工作原理如下：
1. 绞车系统：石油录井绞车由一台绞车主机和一个绞车头组成。
绞车主机由电动机、齿轮系统和制动器组成，用于提供驱动力。
绞车头则由滚筒组、钢丝绳和滑车组等部分组成。
2. 钢丝绳：钢丝绳通常采用非旋转结构，具有高强度和耐磨性。
它被安装在绞车主机和绞车头之间，起到传递动力和升降物料的作用。
3. 绞车动力传递：绞车主机通过电动机提供动力，经过齿轮系统的速比转换后，将动力传递给绞车头。
绞车头将动力传递给滚筒组，通过回转滚筒的方式将钢丝绳升降。
4. 绞车操作：绞车操作一般由操作人员通过控制台或遥控器进行控制。
操作人员可以控制绞车的上升、下降、停止等动作，根据需要调整升降速度和力量。
5. 安全控制：绞车通常配备有制动器和安全装置，以确保安全操作。
制动器可以在需要时快速刹车，防止绞车滚筒回转，保持物料的位置稳定。
安全装置可以监测绞车的工作状态，一旦发现异常情况，将立即停止绞车的运行。
总体来说，石油录井绞车通过电动机和齿轮系统提供动力，通过钢丝绳和滚筒组
完成物料的升降，通过制动器和安全装置确保安全操作。
它是石油录井过程中必不可少的设备，提供了有效的升降和运输解决方案。
测井仪器系统的基本构成原理测井仪器系统是用于地质勘探和石油工程中的一种重要设备，其主要由传感器系统、数据采集系统、电源和通讯系统、仪器外壳和机械结构以及软件处理系统等构成。
1. 传感器系统传感器系统是测井仪器系统的核心部分，主要作用是采集井下地质信息。
该系统包括多种传感器，如温度、压力、电阻率、声波速度、核磁共振等，根据实际需求选择合适的传感器。
在测井过程中，传感器将采集到的数据转化为电信号或数字信号，传输给数据采集系统。
2. 数据采集系统数据采集系统接收传感器传来的信号，通过多路复用器和放大器对信号进行预处理。
随后，系统将信号转换为数字信号，通过数据总线传送给主控计算机。
数据采集系统的精度和稳定性对测井结果具有重要影响，因此，系统一般采用高精度的数据采集卡和高效的算法进行数据处理。
3. 电源和通讯系统电源和通讯系统为测井仪器系统提供稳定、持续的电源，并确保数据传输的可靠性和稳定性。
一般来说，测井仪器系统采用电池组或车载电源，提供稳定、可靠的电源保障。
通讯系统则采用串口通讯、以太网通讯等多种通讯方式，实现数据的实时传输和处理。
4. 仪器外壳和机械结构仪器外壳和机械结构作为测井仪器系统的载体，对系统的稳定性和耐用性具有重要影响。
一般来说，外壳采用坚固、耐腐蚀、防水的材料，保证仪器在恶劣环境下能够正常工作。
机械结构则采用优化设计，确保仪器在高温、高压等恶劣条件下的稳定性和耐用性。
5. 软件处理系统软件处理系统是测井仪器系统的控制中心，负责数据处理、显示和存储。
该系统主要包括主控计算机、数据存储和处理软件等。
主控计算机通过接收数据采集系统的数据，对数据进行实时处理、分析和存储。
数据存储和处理软件则根据实际需求进行开发，实现数据的可视化、处理和导出等功能。
此外，软件处理系统还需具备强大的抗干扰能力和稳定性，以确保在恶劣的测井环境下能够可靠运行。
总之，测井仪器系统的基本构成原理是传感器系统采集数据，数据采集系统处理数据，电源和通讯系统提供稳定的电源和数据传输，仪器外壳和机械结构保证系统的稳定性和耐用性，而软件处理系统则实现数据的处理、显示和存储等功能。
一、填空题（13分）
1.光生电子：当有光照射在P型半导体上，由光电效应产生电子-空穴对（光生电荷）。
在外加的栅级电场作用下，空穴流入衬底，此时的电子被称为光生电子。
2.步进电机的驱动电路一般由变频信号源、环形分配器、功率放大器三大部分组成
3.X射线录井包括X射线荧光光谱（XRF）录井和X射线衍射光谱（XRD）录井
D图像器件在既无光注入又无电注入的情况下，光耦合器件的输出信号称为暗信号，由暗电流引起的。
二、简答题（20分，每小题5分）
1a. 什么是热电偶的热电效应？
当两种不同的导体A和B相互紧密连接在一起，组成一个闭合电路时，若两个接点的温度不同（设t>t0），回路中就会产生大小和方向与导体材料及两接点温度有关的电动势，从而形成电流，这种现象称为热电效应
1b. 热电偶是利用中间导体定律来测量温度的，请简要说明什么是热电偶的中间导体定律？
在热电偶的测温回路中引入第三方导体，只要其两端温度相同，则第三种导体对回路的总电动势没有影响，这就是热电偶的“中间导体定律”
2.超声泥浆体积计算（A、B数据不同）
h=ct/2 H=Ho--h=Ho--ct/2
3a. 什么是岩屑成像录井？岩屑成像录井有什么作用？
岩屑成像录井是利用光电技术、机电控制技术和图像处理技术，将岩屑转化为以图像为核心的数字信息储存在计算机中，能够对具有高保真度的岩屑图形进行永久保存和有效管理，便于研究人员观察和分析，现场识别录井岩屑岩性和含油性，实时自动生成岩屑成像分析报告和成像录井综合图，为建立岩屑数据库管理系统提供信息化数据
3b. 什么是岩心成像录井？岩心成像录井有什么作用？
岩心成像录井指在钻探现场或岩心库房，应用岩心成像录井仪采集岩心表面彩色数字图像，并通过专业软件的图像处理技术构成三维立体图像。
实现岩心的定量分析（包括裂缝、孔洞、粒度）及沉积构造分析，永久性保存宏观岩心图、文资料。
充分利用岩心图像资料并于其他资料结合，为地层解释评价、研究复杂的地下地质结构、构造等提供更加丰富、可靠的原始资料，为决策部门正确决策提供更科学的依据。
4a. 下图是硫化氢检测仪敏感元件的测量示意图，请简要描述其检测原理。
硫化氢气体扩散入传感器后在感应电板上发生氧化还原反应，两板间产生电流，该电流值对应于硫化氢浓度，外部电路中接入负载电阻即可检测到该电流。
感应电极发生的氧化反应:负极发生的还原反应
总反应：
三、电路分析（22分，第一图10分，第二图12分）
1. 放大调理（电路各部分的功能、两个电位器的作用），电压/电流转换（分析电压/电流转换的原理）
铂电阻采用三线制接法接入测量电桥中，以减少铂电阻的连接线引起的测量误差。
电桥输出的电压先运算放大器A1构成的差分放大电路进行放大，然后经A2构成的有源低通滤波器调理、滤波，除去无用的杂波后送后级电力处理。
在t=0时，调节RP1使电路输出Uo=0.4V ；在t=150℃时，调节RP2使电路输出Uo=2.0v 。
两线制V/I 变换电路的作用是将输入0.4~2v 的电压转变成4mA~20mA 的电流信号，其工作原理为：当输入端为V o 时根据运算放大器虚短的原理，A 点的点位为0，B 点的点位为-Vo ，则有S R RS S R V R V I I I //0202+=+=,因为R2>>RS ，则100//00V RS V I S =≈。
则当V o=0.4v ，Is=4mA ，当V o=2v ，Is=20mA
2. 分析脉冲宽度调制测差分电容的原理并画波形图（A 、B 的波形要求不同）
电路通电前，电容C1、C2未充电，M 、N 点的点位为0。
刚通电时，由于M 、N 点的点位为低电平，则两个比较器的输出都为高电平，双稳态触发器的两个输入都为1，输出保持原来的状态不变。
假定刚通电时，双稳态触发器的输出Q=0，Q 非=0，则A 点的为高电平、B 点的是低电平。
A u 经过R1对电容C1充电，使M u 升高。
随着充电过程的延续，M 点的点位逐渐升高。
当充电到使M 点的点位高于参考点位r u 时，比较器A1的输出变为低电平，是双稳态触发器翻转。
这时，A1为低电平，C1通过D1迅速放电，使M 点电位很快变为低电平，比较器A1的输出变为高电平，使双稳态触发器稳定在原来状态不变。
此时，由于B 点为高电平，则电路通过R2对C2进行充电，过程与R1对C1充电和放电过程一致。
（图手画）
四、气路分析（10分）
气测十通阀气路走向（预分离阶段、进样反吹分析阶段）
预分离阶段：样品气；样品其入口—组份样品气阻—十通转阀1孔—2孔—样气放空
氢气第一路：氢气入口—组分稳压阀—载气1气阻—十通转阀9孔—10孔—定量管—十通转阀3孔—4孔—预切柱—十通转阀8孔—7孔—主柱—组分FID
氢气第二路：氢气入口—组分稳压阀—载气2气阻—十通转阀6孔—5孔—氢气放空
进样反吹分析阶段：样品气：样品气入口—组份样品气阻—十通转阀1孔—10孔—定量管—十通转阀3孔—2孔—样气放空
氢气第一路：氢气入口—组分稳压阀—载气1气阻—十通转阀9孔—8孔—预切柱—十通转阀4孔—5孔—氢气放空
氢气第二路：氢气入口—组分稳压阀—载气2气阻—十通转阀6孔—7孔—主柱—组分FID
助燃空气：空气入口—组分助燃气—组分FID
五、仪器原理描述（20分，每小题10分）
1. 定量荧光（画出二、三维定量荧光总体结构图，说出与另两种的区别）
二维定量荧光只能用激发波长为254nm 的激发光，光栅接受200nm~600nm ，而三维定量荧光可选200nm~800nm 的激发光，可接受200~800nm 范围的发生荧光。
单点测定型仪器简单、无荧光光谱，提供的数据信息量有限。
2a. 请画出核磁共振录井仪的基本组成结构，并描述其工作流程。
当仪器工作时，由采集模块控制直接数组合成模块发射特定的脉冲信号，经过功率放大模块，对射频信号进行功率放大，并发给发射线圈，加载一个高电压，大电流的射频脉冲，产生电磁波照射在样品上，然后迅速转变为泄能状态，并由接收模块控制变为接受线圈控制。
接受样品返回的电磁波，通过放大后由模拟接收模块接收信号，由控制系统协调对射频信号进行A/D 转换和数据处理，并将数据送给PC 机进行后期分析处理
2b. 请画出气测录井仪的基本组成结构，并描述其工作流程。
当载气混合样品气同时进入气路系统，再将样品气送入色谱柱，样品气被柱内的担体吸附，在载气的冲刷下，逐渐分离，并一次进入检测器，在FID 中燃烧，产生微电流，经过电流放大器的放大，在通过A/D 转换之后送入计算机，经过计算机计算处理，输入到记录仪记录。
载气—气路系统—色谱柱—检测器—电路系统—计算机—记录仪
样品气↑（指向气路系统）
六、综合计算（15分）
大钩高度变化的计算
钻井平台悬吊系统的结构如图所示。
悬吊系统的坐标规定：大钩高度为纵坐标（单位m ），脉冲数为横坐标，其坐标原点定义为大钩高度为0（大钩位于转盘面）、计算机的计数值也为0的位置，大钩上升，计算机的计数值增加。
若滚筒长度为1.0m 、直径为0.5m ，大绳的直径为0.05m ，绞车每转一圈，传感器输出48个脉冲，大绳在滚筒上预留10圈。
假定计算机的计数值为3000，试求现在大绳在滚上属哪一层（10分）？若天车的变速比为8，计算机的计数值增加（或减少）20后，大钩的高度变化多少（5分）？
（1）滚筒上可以缠大绳 )(2005.01圈=÷
第一层缠满计数为 )(480
48*)1020(个=- 第二层缠满计数为 )(1440
480*20480个=+ 第三层缠满计数为 240048*2048*20480=++（个）
第四层缠满计数为 )3400(
48*2048*2448*20480个=+++ 2400<3000<3400 所以大绳缠在第四层。
（2）当计数增加20后，滚筒转过角度为12/524820ππ=⨯÷
则在第四层时，转一圈大绳移动 )05.0336.0(4⨯+⨯=πππD
则技术变化20后大绳移动4212/5D πππ⨯÷=。
