南婷婷(中石化中原石油工程有限公司地球物理測井公司數(shù)控測井中心，河南 濮陽 457001)

測井儀器推靠機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計

南婷婷(中石化中原石油工程有限公司地球物理測井公司數(shù)控測井中心，河南 濮陽 457001)

套管井涉及到的測井設(shè)備中最為重要的一項就是過套管電阻率測井儀，其中的推靠機將會對設(shè)備性能產(chǎn)生巨大影響，因為本文將重點分析測井儀推靠機構(gòu)優(yōu)化問題。為了能夠進一步提升測量直徑，同時能夠控制好驅(qū)動力條件，就需要結(jié)合推靠機構(gòu)實際情況，并進行優(yōu)化與升級。基于力學模型角度出發(fā)，探究測井直徑以及相關(guān)驅(qū)動優(yōu)化目標，并通過對設(shè)計變量的分析，最終形成復合求解法完成計算，形成優(yōu)化設(shè)計。

電阻率測井儀;推靠機構(gòu);設(shè)計

通過分析套管外部位置上的電阻率情況能夠得到油藏檢測相關(guān)數(shù)據(jù)與剩余油量的綜合評估。過套管電阻率測量基本原理主要是借助金屬套管之中發(fā)射電流的方式完成的。在已經(jīng)完成下套的油井之中，金屬套管產(chǎn)生的電阻率情況相對底層電阻要明顯降低，因此，電流將會通過套管內(nèi)進行流動，并有小部分電流經(jīng)由金屬套管輸入到底層之中，如果可以針對此部分的電流進行檢測，則能夠獲得電阻率數(shù)據(jù)。結(jié)合相關(guān)問題，分析推靠機構(gòu)優(yōu)化方案，并確保其能夠具有相當程度的接觸力，提升最大測量測井直徑，同時也可以有效控制最大驅(qū)動。

1 工作原理

測井儀推靠機構(gòu)擁有不同類型，但是單就機構(gòu)而言，具體包括了三角形以及平行四邊形等幾種形式。本研究中針對平行四邊形類型的推靠機構(gòu)進行分析。有區(qū)別的是推靠機構(gòu)外賬以及收攏環(huán)節(jié)上外加動力能夠通過推靠臂完成，但是在外張力方面將會被進一步壓縮的橢圓彈簧完成提供。因此，在實際應用階段過套管電阻率測井儀主要還停留在相同截面之中。本研究中將其中的一套單列進行研究，并確定其外張以及收攏情況，具體表示如下圖1中所示：

圖1 推靠機構(gòu)

為了能夠使得設(shè)備信號具有顯著可靠性，需要在極板位置上確定最小值，這時將會知道最大測井直徑數(shù)據(jù)情況。推靠機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)完全收攏的情況下，則就需要進一步有效克服彈簧變形情況，因此，這個過程中就能夠在主動推靠臂的位置上確定最大驅(qū)動。

形成測井儀推靠機構(gòu)模型的過程中應當形成如下方式的簡化與假設(shè)：

(1）現(xiàn)在建設(shè)推靠機構(gòu)中全部零件均為剛體結(jié)構(gòu)，同時內(nèi)部間隙忽略不計，則摩擦可以不計。

(2）板彈簧在自由條件下完成壓縮，并獲得最大收攏之后，則所有簧片在寬、厚以及最大展開度方面均保持不變，此時板彈簧在其他情況下均為圓弧形。

(3）一位測井儀推靠及構(gòu)能夠轉(zhuǎn)變?yōu)槿諗n情況，板彈簧端位置上則也就大致處在了極板中點位置上，因此，可以確定板彈簧端實際位置應當是中點位置。

2 力學模型

結(jié)合《機械色劑手冊》能夠知道，1/4橢圓板彈簧實際剛測應當為

(1）在板彈簧處于自由情況下，則能夠確定主片半徑應當是R，此時弧高也就能夠確定。

(2）在推靠機構(gòu)發(fā)生最大外張情況下，則處在推靠裝置當中的驅(qū)動力將能夠形變至回復力F，此時則需要能夠滿足Fs0=W= f0k。

最終能夠獲得Δf0=H+d/2-m-D/2+c

上式中的Δf0表示的是最大外張情況下的板彈簧撓度。

3 優(yōu)化方案

基于優(yōu)化模型進行分析，優(yōu)化屬于4維非線性單目標多約束方面的問題，因此，能夠借助約束優(yōu)化思維方式，直接解決問題。本研究中借助了復合形法方式解決實際問題。其主要流程是能夠在可行域范圍之內(nèi)確定k值，并形成設(shè)計點形成初始復合性頂點，通過n+1≤k≤2n，最終能夠形成復合形法程序方面的系統(tǒng)框圖結(jié)構(gòu)。

4 算例分析

結(jié)合前述之中的優(yōu)化方法，針對某一外殼直徑是89mm的推靠結(jié)構(gòu)實施優(yōu)化，能夠確定該測井儀實際材料情況，并包括彈性模量數(shù)據(jù)為1.97x10nPa。優(yōu)化完成之后形成的最大測井直徑能夠達到278,56mm，此時取對應規(guī)格則能知道壁厚，由此可知，同比優(yōu)化前直徑增加比率為30%。采用上述中方式能夠有效完成對推靠機構(gòu)方面的設(shè)計與優(yōu)化，并能夠取得顯著效果。

5 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合實際情況分析過套管電阻率測井儀推靠機構(gòu)實際工作原理，并通過構(gòu)建模型的方式借助分目標乘除法方式有效解決多目標函數(shù)等相關(guān)問題，促使多目標函數(shù)可以被轉(zhuǎn)化為一種單一性的目標函數(shù)。在完成優(yōu)化之后，效果能夠提升30%，與此同時，最大驅(qū)動也能夠提升15%左右。

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