​小专班解决大问题 ——发明测井电缆张力测量报警仪侧记

　　近日，测井电缆张力测量报警仪成功获得国家知识产权局授权，并颁发发明专利证书，这一创新发明，首次获得国家专业领域的认可。该仪器专门用于在地球物理测井过程中对测井电缆的张力进行测量并报警，创造性地解决了测井电缆张力测量难题。

　　近年来，地矿五院着力加强科技攻关，始终坚持加强顶层设计，制定了年度科技创新计划和主导产业三年发展规划，统筹全院科研力量，围绕重大地质问题、重点项目实施科技创新攻关，补齐以往的一些技术短板。目前，地矿五院的研发实力、创新设计等方面的成果正在被更多专业领域认可。

　　一个大胆的决定

　　工欲善其事,必先利其器。在地质勘探中，地球物理测井是一种非常重要的工作手段，可以探测钻孔井壁介质的声波、电性参数、放射性物理特性参数，帮助勘探人员分析地层结构、圈定矿体赋存位置等。测井过程中的事故主要有两大部分，其一是上提探管时遇阻，这是由于钻孔掉块、缩径等因素造成；其二是下放探管时遇阻，如果没有及时停止放电缆，会导致电缆在井内堆积、缠绕、打结，甚至导致电缆报废。目前观察探管是否受阻主要通过人工的观察和简易的手动测量方式来实现，只有在受阻明显时，才能发现问题，有时会造成不可挽回的损失。随着地矿五院测井需求的日益增多，技术人员在长年的工作中迫切地想要寻求一种更加先进和可靠的测量方法，以解决探管遇阻的问题。

　　研发一台“测井电缆张力测量报警仪”的想法最初来自于地矿五院的一位从事地球物理测井工作的工程师郭文建，在总结多次测井过程中发现的问题，人工观察和建议手动测量电缆的张力往往不能及时地发现受阻状态，进而对测井安全带来极大的风险。因此，他开始考虑是否有可能研发一款自动报警仪，可以准确地测量电缆的张力，在发生问题时能及时地报警，从而提高测井参数的精度和设备的安全性。这个想法一经提出就获得了领导、同事的一致支持，不同部门、不同专业的职工自愿加入到研发过程中，组成了研发小专班，在工作之余潜心钻研，部门领导、院领导更是在时间、场地上为他们开通了“绿色通道”，并且给予了资源上的大力支持，全院上下团结一心，立志攻克这个难题。

　　一场刻苦的战斗

　　研发过程并不顺利。解决这个问题，需要有对电学、力学、数学等多学科深入研究和综合应用的能力，但专班的成员大部分是地质学出身，在这些弱势领域进行发明创造总会感觉到力不从心，因此加强理论学习成为了研发“第一步”。同时，成员们对市场上现有的测井电缆手动张力测量仪器进行研究和分析，了解其优缺点，找出可改进之处，在技术质量科、地质勘查处等部门和院领导的帮助和支持下，专班成员们多次向中国地质大学（武汉）、山东科技大学等的老师们虚心请教，同时咨询了一些行业专家，听取了他们的宝贵建议和意见。

　　前期的调研和学习，让大家有了一点底。确定了方向，专班成员以背水一战的决心，开始集中火力攻坚测井电缆张力测量报警仪。

　　设计过程中，研发专班陷入“两难”：零件是否采用国产。国内对相关研究还比较少，一些专用的零件很难买到，国外的研究相比于国内成熟很多，生产的零件更易使用，但是制作成本非常高。经过讨论，最终大家决定使用国产零件，并加以改装。

　　对如何使仪器在实际生产中的使用更加便捷高效，研发团队也进行了多次讨论，采用了一些新的设计思路。受到实验室非稳态渗透实验的启发，根据电子流与水流“压差-阻力”的相似性原理，结合微分方程的运用，专班成员创新性地总结出基于实际测井复杂条件下的模拟RC电路的瞬态相应解析式，为仪器元件参数的选择设计提供了理论依据。

　　基于在长期生产实践，大胆摸索，地矿五院专班成员开发了基于测井电缆张力检测的探管遇阻监视报警技术，该技术能准确高效地监测测井电缆运行状态，在出现探管受阻时及时报警，有效避免了电缆绞缠、探管落井等事故的发生，同时降低了测井参数假异常出现的频率，提高了测井资料的精度，在含水层、磁铁矿和煤层精细划分等方面取得了良好的应用效果。

　　一次成功的实践

　　心心在一艺，其艺必工；心心在一职，其职必举。

　　为了使仪器尽快投入使用，专班的郭文建全程跟进，“那段时间他下班回去吃晚饭，再回到实验室研究到凌晨，连续一百多天，每天如此。”专班的成员被郭工一丝不苟的做事态度和精益求精的科研精神所感染，在他的带领下，专班历经两年潜心钻研，终于实现了测井电缆张力测量报警仪的“从无到有”。

　　2022年初，测井电缆张力测量报警仪首次上机实验，在1000米的测井实践中，仪器性能优异，完全符合设计预期，顺利完成了报警仪“首秀”。

　　2022年下半年，山东省地矿局第六地质大队技术人员慕名而来，详细了解了仪器情况，并在测井过程中，依靠测井电缆张力测量报警仪及时在探管受阻时报警，避免了事故的发生，顺利完成了单孔近2000米的测井工作，为仪器的进一步投入生产使用打下了坚实的基础。

　　发明专利的成功取得给地矿五院的研发打了一针“强心剂”，对专班的研发人员来说具有重要意义。目前，测井电缆张力测量报警仪已经全面运用到了地矿五院测井工作中，并得到了山东省地矿局四院和山东省地矿局第六地质大队技术人员的认可，基于其体积重量较小、功耗低、使用安全、抗干扰能力强、测量精度较高、操作便利等优势，在保障测井工作的顺利开展中发挥着重要作用。

　　从一个想法到成为现实，小专班创造了地矿五院研发制造的新篇章。

　　最是一年春好处。下一步，地矿五院全体职工将继续发挥技术能力优势，积极推动优秀科研创新成果转化，全力促进转化与应用效益提升，为建设新时代现代化一流地质强队提供更强支撑，为地质事业高质量发展注入更多科技创新动力。（通讯员 吕萌萌）