EIlog電極系測量電路原理分析與故障處理方法

譙曉容 羅明和 魯永梅 顧秀紅 許為民 趙成剛 王寶鋒

(1.中國石油集團測井有限公司華北事業(yè)部 河北任丘) (2.渤海石油職業(yè)學(xué)院 河北 任丘)

EIlog電極系測量電路原理分析與故障處理方法

譙曉容1羅明和1魯永梅1顧秀紅1許為民1趙成剛1王寶鋒2

(1.中國石油集團測井有限公司華北事業(yè)部 河北任丘) (2.渤海石油職業(yè)學(xué)院 河北 任丘)

介紹了EILog電極系測量儀器原理與電路組成,對電極系測量電路的刻度控制方式和信號的流程進行了重點說明;對儀器使用中容易出現(xiàn)的故障用案例進行了分析,并提出了合理的處理方法。

電極系測量;電路分析;故障分析;處理方法

0 引 言

電極系測量是EIlog專用輔助測量儀器串中重要的測井項目,它包括4 m、2.5 m、0.4 m測量項目,是每次裸眼測井必測項目。EIlog快速測井平臺系統(tǒng)采用DTB、100K遙測通訊方式,專用輔助測量儀器串包含三參數(shù)、遙傳GR、連斜-電極系-X-Y井徑組合測井儀器。電極系、X-Y井徑的供電、測量和狀態(tài)控制等方面,在刻度、信號的傳輸處理上與其它數(shù)控測井儀器完全不同,檢修方法也有所不同。本文通過對EIlog電極系測量原理和電路認真分析,針對生產(chǎn)中儀器發(fā)生的各種問題現(xiàn)象采取相應(yīng)的處理方法、對快速提高電極測量儀器故障排除方法進行了介紹。

1 EIlog電極系單元電路分析

1.1 電極系刻度電路

電極系刻度是通過地面向井下儀器發(fā)送“高刻”、“零刻”兩種命令來完成。通過改變6個繼電器K1、K2、K3、K4、K5、K6不同的連通方式,給電極測量模塊ELDJ01輸入端提供恒流I在R1、R2、R3各高刻電阻上產(chǎn)生的電壓降、完成“高刻”任務(wù),得到儀器的高刻度值。4 m電極高刻值為4.7 V,2.5 m電極高刻值為1.2 V,0.4 m電極高刻值為1.1 V。

短路電極測量摸塊輸入端完成“零刻”任務(wù),得到儀器的零刻度值?？潭入娐啡鐖D1所示。

1.2 電極系測量電路

圖1 刻度電路圖

在“測井”狀態(tài)下,恒流I通過A、B兩個供電環(huán)向地層供電,通過電極系上的6個測量電極環(huán)M1-N1、M2-N2、M3-N3測量得到地層4 m、2.5 m、0.4 m電阻率信號。經(jīng)過高通濾波器,送入電極測量專用模塊ELDJ01進行處理、得到地層25 Hz方波信號、通過相敏檢波器、同相放大器,最后輸出直流信號送入數(shù)據(jù)處理板進行A/D轉(zhuǎn)換和編碼,通過DBT接口傳送到井下遙傳短節(jié)。測井電路如圖2所示。

圖2 測井電路圖

三種狀態(tài)對應(yīng)的繼電器工作狀態(tài)見表1。

表1 繼電器工作狀態(tài)表

2 常見故障分析與處理方法

2.1 故障現(xiàn)象1

當(dāng)?shù)孛嫦掳l(fā)換擋命令時,地面顯示電極輸出電壓值無變化。

處理方法 :

(1)檢查電源板TP1的電壓是否為+24 V。

(2)檢查下發(fā)命令是否正常。用示波器測量DTB接口板的TP1波形信號是否正常,如圖3所示。儀器換檔時,TP11、TP10是否成高低電平變化(測井8200、低刻8204、高刻8208)。如果信號異常說明下發(fā)命令沒傳下來見表2。

圖3 TP1測試點波形

表2 測試點狀態(tài)表

(3)檢查反相器U1工作是否正常。電壓是否成高低電平變化:低電平0.3 V左右、高電平5 V左右。

(4)檢查繼電器工作是否正常。繼電器的1、8腳外加電源是否為+24 V,2、3、4腳為一組觸點,5、6、7腳為一組觸點。繼電器不工作時2、4;5、7腳導(dǎo)通,當(dāng)有換檔命令下發(fā)后2、3;5、6導(dǎo)通。

(5)測量DJ GD1的8腳(V)、即電極板的TP4點,電壓約為0.4 V,如果電壓正常說明恒流源電路工作正常。

(6)如果恒流源電路工作正常,問題主要在電極供電模塊DJ GD1上。測量供電測量板上TP3、TP2的波形,如圖4所示。應(yīng)為頻率為25HZ的方波,否則供電模塊損壞。

2.2 故障現(xiàn)象2

輔串測井電極系在高刻狀態(tài)下,電極系電壓信號輸出衰減一半。

處理方法:

(1)更換遙測短節(jié)配接。如刻度信號正常、則問題出在遙測短節(jié)。

(2)檢查遙測短節(jié)。把電極馬籠頭與遙測短節(jié)、連斜儀器配接,電極刻度信號正常,若轉(zhuǎn)動儀器刻度信號異常。檢查遙測短節(jié)的上31芯,發(fā)現(xiàn)三總線16芯(地線)與外殼短路。

圖4 TP3、TP2測試點波形

(3)進一步檢查遙測短節(jié)各電路板。依次將模擬板、數(shù)字板、采集板拔掉,檢查各板是否與地有短路問題。發(fā)現(xiàn)數(shù)字板17芯插座后面的螺絲把絕緣墊扎破,造成數(shù)字板的地與外殼短路。

(4)由于 EILog儀器采用三總線控制方式、所有儀器電路地線都相通,與電極系電路并測的所有儀器地線不能與儀器外殼相通。這是由于電極系的纜芯10與供電B電極(魚雷)連接做為供電回路電極,如有其它儀器電路系統(tǒng)地與三總線地線相通,就會造成電極系供電B電極與三總線地線短路,使得電極系的供電被衰減一半,容易燒毀電路元件。所以如發(fā)現(xiàn)電極信號少一半的情況,應(yīng)先考慮電路的地與儀器外殼是否短路。

2.3 故障現(xiàn)象3

輔串測井時4 m電極系測井值不正常。

處理方法:

(1)建議小隊操作工程師在測井過程中如發(fā)現(xiàn)4 m電極測井不正常時,換到高刻檔、觀察4 m電極刻度電壓值是否與表3數(shù)值一致。

表3 各電極系刻度電壓值表

(2)檢查電極系、快接魚雷通斷絕緣、電極系刻度,測量通道是否正常。

(3)分別檢查遙傳GR、連斜是否正常。

2.4 故障現(xiàn)象4

2.5 m電極系內(nèi)刻數(shù)值穩(wěn)定,但是測井時數(shù)值不穩(wěn)定。

處理方法:

(1)檢查電極系、快接魚雷通斷絕緣。

(2)通電檢查2.5 m的刻度數(shù)值是否穩(wěn)定。如有波動不穩(wěn)定,則繼電器可能出現(xiàn)虛焊或者連接等干擾,對每個繼電器各觸點重新焊接、對繼電器的工作狀態(tài)通電進行檢測,使其工作正常。

(3)用示波器測量電極測量專用模塊DJCL01的M1、N1(12、13腳)電極測量輸入信號波型是否正常。如異常,檢查2.5 m高通濾波器電路,重點對 E1、E2、E7、E8四個電容進行檢查,使外刻數(shù)值穩(wěn)定、內(nèi)刻電壓值波動在10 mV以內(nèi)。最終發(fā)現(xiàn)E7被擊穿、產(chǎn)生的交流干擾影響數(shù)值的穩(wěn)定。

(4)如上述工作還不能解決問題,則用示波器測量2.5m濾波、放大電路輸入信號、即DJCL01模塊8腳輸出,如異常則更換DJCL01專用模塊,或檢修濾波、放大電路。

3 結(jié)束語

EILog輔助串儀器電極系供電測量電路的特點

是:三路電極的供電、測量以及刻度都在井下儀器中完成,測量到的信號通過編碼傳到地面?？潭壤^電器由DTB接口板的下發(fā)控制命令控制,可在井下進行刻度,便于在測井過程中檢查供電測量電路的好壞,出現(xiàn)故障時便于清楚故障原因。要測得優(yōu)質(zhì)的電極曲線,檢修時須做到:(1)檢查電極馬龍頭通斷與絕緣是否達到測井要求;(2)輔串所有儀器是否正確連接;(3)連斜儀器里的電極刻度電路高低刻正常;(4)所有與電極系電路并測的儀器地線不能與儀器外殼相通。

[1] 中國石油測井有限公司.EILog電極系連斜井徑微電極測井儀維修手冊.2007(資料)

[2] 胡 澍.地球物理測井儀器[M].北京:石油工業(yè)出版社,1991

[3] 張庚驥.電法測井[M].北京:石油工業(yè)出版社,1983

Circuit analysis and treatment methods of EILog electrodes measuring tool.

Qiao Xiaorong,Luo Minghe,Lu Yongmei,Gu Xiuhong,Xu Weimin,Zhao Chenggang and Wang BaoFeng.

This article introduces the elements and circuits of EILog electrodes measuring tools,focuses on the calibration control and signal flow,analyses the malfunctions which often occurs in use,and gives the solution methods.

measuring electrodes;circuit analysis;malfunction analysis

P631.8+11

B

1004-9134(2010)01-0037-03

譙曉容,女,1972年生,工程師,1997年畢業(yè)于華北石油職工大學(xué)電力工程專業(yè),現(xiàn)在中國石油集團測井有限公司華北事業(yè)部從事EILog儀器維修工作。郵編:062552

2009-09-15編輯梁保江)

PI,2010,24(1):37～39

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