概述綜合錄井技術是在鑽井過程中應用電子技術、計算機技術及分析技術，借助分析儀器進行各種石油地質、鑽井工程及其它隨鑽資訊的採集（收集）、分析處理，進而達到發現油氣層、評價油氣層和實時鑽井監控目的的一項隨鑽石油勘探技術。應用綜合錄井技術可以為石油天然氣勘探開發提供齊全、準確的第一性資料，是油氣勘探開發技術系列的重要組成部分。
綜合錄井技術主要作用為隨鑽錄井、實時鑽井監控、隨鑽地質評價及隨鑽錄井資訊的處理和應用。
綜合錄井技術的特點有：錄取引數多、採集精度高、資料連續性強、資料處理速度快、應用靈活、服務範圍廣等。
目前國際國內先進的綜合錄井儀引數的檢測精度上有了大幅度的提高，也擴充套件了計算機系統功能，形成了隨鑽計算機實時監控和資料綜合處理網路，部分綜合錄井儀還配套了隨鑽隨測(mwd)系統，增加了遠端傳輸等功能，實現了資料資源的共享。其原理框圖見圖1。
圖1：綜合錄井儀基本結構圖
1、感測器
亦稱一次儀表，是將一種物理量轉換為另一種物理量的裝置。其輸入訊號為待測物理量，如溫度、密度、壓力、電阻率、距離等，輸出訊號為可以被二次儀表或計算機接收的物理量，如電流、電壓、電阻等。感測器是綜合錄井儀的最基礎部分，其工作效能的好壞直接影響著錄井質量。
2、氣體檢測儀
氣體檢測儀主要包括烴類檢測儀、非烴組分檢測儀（或二氧化碳檢測儀）等氣體檢測裝置，以及脫氣器、氫氣發生器、空氣壓縮機等輔助裝置。烴類檢測儀主要是利用fid技術測量鑽井液中的烴類氣體含量；非烴組分檢測儀是利用熱導池鑑定器測量鑽井液中co2、h2等其它氣體的含量。
3、計算機系統
隨著計算機技術的發展及應用，目前綜合錄井儀的計算機系統不僅擔負著引數的採集、處理、儲存和輸出的任務。其儲存的資料還可以按照使用者的要求，應用其它專用軟體進行進一步處理，以完成地質勘探、鑽井監控及其它錄井目的。同時其聯機系統已形成多使用者的網路化計算機系統，實現多使用者、網路化資料管理，具有攜帶近程或遠端工作站的功能，以便於大型應用軟體的使用和資料資源的共享。
4、輸出裝置
綜合錄井儀輸出裝置主要有顯示器、記錄儀、印表機、繪圖儀等等。其用途是將計算機採集、處理的資訊通過直觀的方式呈現給使用者以進行進一步的應用。
本文將從氣體檢測儀、感測器與介面系統等方面介紹綜合錄井儀的調校方法。
感測器一、絞車感測器
該感測器被安裝在鑽機滾筒軸上，通過測量鑽機大繩收放時滾筒的角運動來監測大鉤垂向運動，計算大鉤的位置變化，計算鑽頭位置以及井深等引數的變化。
具體工作方式是當滾筒產生角位移時，感測器的轉子隨之產生位移，感測器輸出一種相位差為90°的脈衝。該脈衝在資料介面或計算機的處理下，轉變為大鉤的位移變化。因此現場一般情況下要收集輸入大繩、滾筒的相關引數：
絞車感測器是由乙個定子部件和乙個轉子部件組成。定子部件為乙個金屬圓盤外殼，其上併排安裝有兩個馬蹄形鄰近探測頭；轉子部件為乙個具有12個方齒的齒輪。在安裝感測器時，轉子與滾筒軸被固定在一起，定子部件固定不動，當大鉤上提下放時，滾筒轉動，轉子隨之轉動，（圖2）。
圖2 臨近絞車感測器內部結構圖
1、工作原理
絞車感測器的種類很多，常用的有光學編碼、臨近及光電耦合式感測器。
（１）光電耦合式絞車感測器
光電耦合式絞車感測器的電路原理圖如圖3：
圖3：絞車感測器電路原理圖
圖中d1、d2為發光二極體，發出紅外線。t1、t2為光敏三極體，二者整合在光電耦合器感應探頭中。圖中的其它電路都整合密封在感測器上。
當遮光片（光齒）隨絞車軸轉動時，分別阻斷、導通光電耦合器中的紅外線，使絞車感測器輸出脈衝訊號。
當遮光片（光齒）阻斷紅外線時，光敏三極體的基級沒有輸入訊號，三極體處於截止狀態，輸出腳a（b）輸出低電平。
當遮光片（光齒）導通紅外線時，紅外線照射到光敏三極體的基級，三極體處於導通狀態，輸出腳a（b）輸出高電平。
遮光片（光齒）採用圓盤狀十二齒交錯結構，根據光齒結構將光電耦合器感應探頭在安裝位置上進行設計和調節就可以使a、b兩腳輸出相應位差為90的脈衝訊號。如圖4所示：
圖4：絞車感測器輸出脈衝訊號圖
兩路脈衝訊號經過絞車板電路觸發、鑑相、倍頻處理後，就可以輸出48個脈衝訊號（絞車感測器每轉動一圈）。
（２）鄰近探頭式絞車感測器
鄰近探測頭實際上是乙個無觸點開關，它由乙個振盪器組成。在振盪線圈感應面的前方產生乙個交變電磁場。當有金屬片接近振盪線圈時，探測頭附近的高頻磁場在金屬片中感應出渦流，造成較大的能量損失，輸出乙個低電壓訊號；當有金屬片遠離振盪線圈時，探測頭附近的高頻磁場的能量損失較小，此時輸出的電壓近似於感測器振盪線路供電電壓，因此輸出乙個高電壓訊號。
當大鉤運動時，感測器轉子部件隨滾筒一起轉動，轉子齒輪的齒與齒間空交替地通過探測頭前方，使探測頭電路輸出一系列高電壓與低電壓相間的脈衝訊號，這些脈衝訊號被送到訊號處理放大器和單穩線路中加以處理，從而得出「不探測」（高電壓）和「探測」（低電壓）的脈衝訊號。
圖５ 鄰近探頭式絞車感測器
２、絞車感測器的主要技術指標
絞車感測器在正常工作情況下，主要有以下技術指標：
① 工作電壓：3～15v（dc），一般採用5v（dc）供電。
② 輸出脈衝訊號電平：高電平≥4.3v；低電平≤0.5v(5v供電時)。
③ 動作響應時間：150us。
④ 靈敏度：7.5/脈衝（每週48個脈衝）。
⑤ 精確度：±1脈衝（感測器轉動一周）。
３、安裝使用方法及注意事項
感測器的安裝是錄井儀器安裝最重要的環節，安裝效能的好壞決定了感測器效能的發揮，最終決定了錄井資料質量和錄井服務質量。下面介紹感測器的安裝及注意事項：
（１）安裝位置
絞車感測器安裝在滾筒軸上，並隨著滾筒軸轉動，監測滾筒軸所發生的角位移，測量、計算鑽頭所在的井深。
（２）安裝步驟
卸下滾筒軸端麵的護罩及氣管線接頭，先將感測器安裝牢固，再把氣管線接頭裝上，用絞車皮帶將感測器的外殼固定牢固後，裝上護罩。同時採取密封措施，防止泥漿或其它汙染物噴濺到感測器上，腐蝕感測器外殼，汙染感測器內部電路及探頭。
（３）電纜線的鋪設
一般採用鋪設在鑽台下面，或者鋪設在不易被砸碰、損壞的地方。主要以安全、可靠且不影響井場工作人員現場操作為原則。
（４）感測器與加長電纜的連線
光電耦合式絞車感測器的四芯線定義：
1#腳（紅）：工作電源+5v；2#腳（黃）：輸出脈衝訊號b；
3#腳（黑）：工作電源0v； 4#腳（蘭）：輸出脈衝訊號a。
光電耦合式絞車感測器的四芯線定義：
1#腳空腳：輸出脈衝訊號ａ；
２#腳：工作電源５v（８ｖ）； 4#腳：輸出脈衝訊號ｂ。
根據上述定義，與電纜線四芯線的定義相對應連線，連線處採取密封、絕緣措施。
從兩種感測器的電纜線的定義可以看出，當感測器型別不同時，感測器連線方式也有所改變，因此在使用或更換感測器時，一定要分清感測器的型號，線的定義，然後才能根據加長電纜線的定義一一對應連線。
（５）對感測器要採取防水、防汙染措施
由於現場工業用水一般水質較差，含雜質較多，導電能力較強。儘管內部電路和感測器已採取密封防水措施，但仍可能使內部電路產生短路故障。另外光電耦合探頭的工作主要以紅外線照射為基礎，若探頭中被汙染物汙染了，將會影響測量效果。
４、故障判斷及排除方法
絞車感測器在使用過程中，故障具體表現為：井深面板指示燈不閃爍；井深不跟蹤；井深誤差較大等故障現象。
主要故障點為
（１）感測器探頭部分故障：損壞、汙染、位置變動；
（２）感測器內部電路損壞（光電耦合式）；
（３）連線線故障。短路、斷路、接觸不良、連線線過長電壓衰減大等。
根據現場經驗，可以從以下幾個方面進行檢測：
（１）感測器初步檢查
電源電源 - 黑錶筆
訊號a 紅錶筆
訊號b圖６ 感測器與萬用表連線示意圖
當用萬用表的電阻檔測量輸出訊號線的電阻時，從圖３ 可以看出：只有感測器的訊號ａ（ｂ）與０ｖ（地）之間的電阻比較小，電源與０ｖ（地）之間的電阻由於受二極體的反向截止的影響，電阻值在錶筆連線方式不同時，是變化的，電源與訊號線之間的電阻比較大。
（２）供電檢查
絞車感測器在使用過程中，一般的工作電壓為5v，連線感測器後，用萬用表測量感測器的1#腳與3#腳應接近5v。如果變化較大，根據上面的工作原理圖可以判斷感測器內部可能有短接故障。現場可以根據實際情況判斷是否有進水的可能性，同時將感測器拆卸下來進行維修：
或清除積水；或更換探頭及電路板，再進一步判斷故障點。
（３）感測器輸出訊號檢查
在絞車感測器隨滾筒軸轉動過程中，井深面板兩個指示燈應該交替閃爍；感測器兩個脈衝訊號輸出端輸出高低電平：高電平約為4.3v，低電平小於0.
5v（新感測器的技術指標，舊感測器的輸出電平可能要低一些，但高電平最小不能低於3.６v）。如果上述訊號不正常，在感測器上可以從以下幾個方面檢查：
首先檢查與感測器相連的加長電纜線是否短路或斷路：可以先用萬用表在感測器輸出端測量供電電壓（1#腳與3#腳之間）以及感測器的訊號輸出電壓（2#腳與3#腳之間；4#腳與3#腳之間），然後在儀器房內部測量絞車感測器的供電電壓及訊號輸出電壓，二者的測量值相同或比較接近。否則可以判斷加長電纜線有故障，現場可根據實際情況判斷是短路、斷路或者接觸不良導致訊號衰減過大。
另外也可以將加長電纜線從測量電路中斷開，一端將四芯線的頭短接，另一端用萬用表電阻檔測量加長電纜線四根線之間的電阻，線與線之間的電阻應該相同或接近。否則可根據實際測量電阻的情況判斷加長電纜線是短路、斷路或者接觸不良。此時應更換加長電纜線，然後進一步判斷是否有其它故障點。
或者用其它型號感測器直接接在儀器房內部，確定故障是否在加長電纜線上。
其次檢查感測器的輸出電壓：在絞車感測器隨滾筒軸轉動過程中，斷開2#腳、4#腳與電纜線的連線，電纜線的1#腳、3#腳仍連線著，用萬用表測量感測器的訊號輸出電壓（2#腳與3#腳；4#腳與3#腳之間）應分別有4.3v和0.
5v電壓變化。否則可以判斷感測器輸出脈衝訊號出現了故障，並可依據實際測量的結果判斷感測器是兩路脈衝訊號出現了故障，還是一路脈衝訊號出現了故障，即感測器的感應探頭出現了故障。此時可以將感測器密封蓋拆卸開，觀察判斷感測器探頭內部是否被油汙、灰塵等汙染了，並對感測器進行保養，然後進一步測試感測器的故障點，在確定感測器故障後，將感測器更換。
另外，由於感測器隨滾動軸轉動的速度不一定適合測量（速度太快，萬用表反應速度慢，無法準確測量，速度太慢，浪費時間），此時可以將感測器拆卸下來，人工轉動感測器進行檢測，可以得到較好的測量效果。
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