密度三側(cè)向探管的故障分析與排除措施

張利平

（內(nèi)蒙古自治區(qū)第五地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

目前測(cè)井儀器有兩大類(lèi)型：一類(lèi)為T(mén)YSC-3Q型數(shù)字測(cè)井儀，它是輕型車(chē)載或散裝煤田測(cè)井儀器設(shè)備，可以滿(mǎn)足復(fù)雜地質(zhì)條件下的測(cè)井工作。本產(chǎn)品是在引進(jìn)美國(guó)蒙特公司Ⅲ數(shù)字測(cè)井系統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)的消化、吸收基礎(chǔ)上，總結(jié)了國(guó)產(chǎn)化TYSC-2型數(shù)字測(cè)井儀生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)后，進(jìn)一步綜合化的新型儀器。

另一類(lèi)為：PSJ-2型數(shù)字測(cè)井儀，(它是便攜式的).采用 16 位單片機(jī) 80C196（8090）采集控制，脈沖信號(hào)模擬TYE2-4.5型組合測(cè)井儀。是測(cè)井系統(tǒng)的地面組合儀器，具有2、3型數(shù)字儀的所有功能。

密度探管電路（TY系列）主要由：自然伽馬測(cè)量電路，長(zhǎng)、生源距散射伽馬--伽馬測(cè)量電路，三側(cè)向測(cè)量電路，傳輸電路，電源電路，井徑與電機(jī)控制電路組成。按原理圖共分七塊印刷電路板安裝在探管的內(nèi)部，從上至下分別為天然分壓電路權(quán)；放射性測(cè)量電路板（1A）和傳輸電路板；高壓電路（3A）與電源電路板（2A）；三側(cè)向沒(méi)量電路（5A）和供電電路權(quán)（4A）；電機(jī)控制電路板；長(zhǎng)源距分壓電路和比較器電路板（6A）及短源分壓電路板（7A）

故障分析首先要從儀器的工作原理入手，根據(jù)出現(xiàn)的故障現(xiàn)象再逐步用示波器觀察各測(cè)試點(diǎn)的波形或用萬(wàn)用表測(cè)工作點(diǎn)的電壓及眼觀測(cè)法、代替法、比較法、分割法、跟蹤法、隔離壓縮法、敲擊法、交換法、試探法、插拔法等解決排除故障。

密度三側(cè)向探管

密度三側(cè)向探管中的2、4纜芯是短接的與七芯插頭的2、4相接，外殼為0V，有三根纜芯與鎧皮絕緣，即可正常測(cè)井，其纜芯間不能出現(xiàn)短路或斷路，否則無(wú)法正常測(cè)井。

1 、纜芯絕緣不好

a、電纜連接器上的七芯插頭在使用過(guò)程中，表面清理不干凈，潮氣進(jìn)入，會(huì)造成絕緣下降，發(fā)現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。探管供電電壓下降至50伏左右，探管工作不正常，應(yīng)該常檢查更換七芯插頭。

b、連接器絕緣套破損，應(yīng)及時(shí)更換。

c、電纜受損，絕芯絕緣破壞，應(yīng)及時(shí)查找損壞位置。

2 、測(cè)示線連接正常，用電纜連接器測(cè)量不正常。

短路的原因有以下幾種：

a、探管連接器插入時(shí)，探管內(nèi)上接頭的5號(hào)纜芯碰外殼。

b、連接器內(nèi)的5號(hào)纜芯與4號(hào)纜芯絕緣破壞。

c、絞車(chē)控制面板系統(tǒng)的0伏不能碰鎧皮（絞車(chē)機(jī)械傳動(dòng)部分），光電碼盤(pán)的外殼與內(nèi)部的0伏不能短路，因?yàn)楣怆姶a盤(pán)的外殼與鎧皮是相連接的，工作臺(tái)應(yīng)與汽車(chē)外殼絕緣，否則放置在工作臺(tái)上的地面控制面板就會(huì)出現(xiàn)與鎧皮短路現(xiàn)象。

3 、電源電路（電路圖略）：

故障：電源高壓不振蕩，無(wú)低壓±13V輸出（在2A板上）。

分

a析： 、V、V：2A 板上 V45損壞將使 V2、3V無(wú)基極電壓，故不能振蕩。用萬(wàn)用表判斷V45是否損壞。

b、V、V：2A 板上 V2、V3損壞，因 V23的 be 反向耐壓低于5V，V45串接在be極上，提高了 V2、V3的反向耐壓，若 V4、V5損壞，必須導(dǎo)致 V2、V3的損壞。用萬(wàn)用表判斷 V2、V3是否損壞。

4 、直流高壓交換器：

故障：高壓低。

分析：YW302穩(wěn)壓<900V（在3A板）變壓器輸出高壓400V±50V，經(jīng)4倍壓后應(yīng)為1600V左右，高壓較低，首先應(yīng)該檢查4倍壓電路以及YW302是否損壞。查3A板V1-V4高耐壓二極管或檢查C1-C5的絕緣電阻應(yīng)大于500歐姆，最后可更換YW302。

5 、三側(cè)向電路：

故障（1）：三側(cè)向供電只有電源的一半峰值。

分析：因?yàn)橛邪敕逯倒╇?，說(shuō)明Zb信號(hào)正常。如果B2變壓器兩初級(jí)繞組都正常，問(wèn)題一定出在兩對(duì)復(fù)合管上。首先查變壓器兩初級(jí)繞組直流電阻基本相同，問(wèn)題出在2A板 V1、V3、V2、V4用萬(wàn)用檢查是否損壞。

故障（2）：三側(cè)向外刻度變化時(shí)，變壓器B2、I0中心抽頭供電約11V不變，電流反饋不起作用。

分析：電流反饋的大小決定于5A板N1運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)，當(dāng)V2基級(jí)電壓隨外刻度變化時(shí)，說(shuō)明電流反饋正常，那么應(yīng)檢查V1、V2三極管是否損壞。

故障 (3)：外刻度時(shí)線性不好表現(xiàn)為10KΩ、1Ω 兩檔刻度正確時(shí)，2.5D、2.5Ω 檔誤差較大。

分析

a：觀察5A板N2的1腳輸出信號(hào)，在2.5Ω、1Ω 檔時(shí)，V0輸出為-20MV，故 V／F 轉(zhuǎn)換不呈線性輸出，調(diào)整5A板上RP1使1Ω檔時(shí)V0信號(hào)>20MV，RP4使 10K檔時(shí) lΩ檔時(shí)I0信號(hào)大于20MV。

b：調(diào)整5A板10KΩ的I10應(yīng)大于20MV以上，為線性輸出打好基礎(chǔ)。調(diào)整RP3使各檔變化時(shí)，三側(cè)向供電變化較慢。

c：檢查反饋回路，發(fā)現(xiàn)外刻度由10K-1Ω變化時(shí)，三側(cè)向供電電壓由9V突變到-5V，變化較快，說(shuō)明反饋調(diào)整不合理。在10K、1Ω兩檔時(shí)，調(diào)RP1-RP4電位器，使電阻率、電導(dǎo)率正常。在2.5Ω檔時(shí)調(diào)RP3使電導(dǎo)率正常。此時(shí)三側(cè)向線性正常。

6 、數(shù)字傳輸電路：

故障(1)有信號(hào)無(wú)輸出

分析：正常狀態(tài)同步信號(hào)總是有的，當(dāng)所有信號(hào)無(wú)輸出時(shí)，應(yīng)先查電源，確認(rèn)電源正常后，檢查輸出時(shí)，應(yīng)先查電源，確認(rèn)電源正常后，查CD4022分配電路，如果CD4022正常，極各道正常后，同步信號(hào)也應(yīng)正常。重點(diǎn)檢查或代換 CD4022、CD4066、CD4075。

故障(2)1-7道均有數(shù)字信號(hào)，天然，長(zhǎng)、短源距伽馬-伽馬在面板上顯示數(shù)很大(均在傳輸板上)。

分析：觀察信號(hào)輸出波形，發(fā)現(xiàn)1-7道均有數(shù)字信號(hào)，說(shuō)明V／F轉(zhuǎn)換有輸出信號(hào)串入各道，檢查傳輸板上D6的3對(duì)應(yīng)每道均有計(jì)數(shù)輸出，即是：L0、L1、L2短路到 OV 線，V／F 轉(zhuǎn)換仍有數(shù)字輸出，說(shuō)明V／F轉(zhuǎn)換調(diào)整不合適，這樣，可調(diào)傳輸板RP1使N16腳為OV輸出時(shí)，調(diào)RP2使D6的3腳無(wú)輸出信號(hào)為止，這時(shí)道7路也將無(wú)信號(hào)輸出。天然伽馬，長(zhǎng)、短源距將恢復(fù)正常。

7 、放射性輸出電路：

故障(1)放射性參數(shù)在面板上顯示無(wú)規(guī)律變化。

分析：用示波器觀察井下探管傳送到井上的信號(hào)發(fā)現(xiàn)各路信號(hào)正常，但波形上加有一個(gè)正、負(fù)方波(4096μS)，說(shuō)明三側(cè)向供電方波串入信號(hào)線、0V線，查正、負(fù)、信、零四纜芯對(duì)機(jī)柜的絕緣，使其大于10MΩ以上。即輸出正常。

故障(2)：放射性曲線在大多數(shù)地層突變很大，且每次在該地層能重復(fù)出現(xiàn)突變情況。

分析：用示波器觀察曲線正常地段，各信號(hào)均正常，當(dāng)放射性在突變地層時(shí)，三側(cè)向Vo信號(hào)波形畸變 (探管采用模擬信號(hào)輸出)。分析認(rèn)為在曲線突變地層有很強(qiáng)的外界電場(chǎng)干擾或井下與井上兩信號(hào)沒(méi)有同而此引起送數(shù)錯(cuò)誤導(dǎo)致放射性測(cè)量改變。

a：發(fā)現(xiàn)鉆塔上川照明電為220V單線供電，無(wú)零線回路，估計(jì)讓供電通過(guò)大地回到供電外影響某些地層測(cè)量，關(guān)掉電源，三側(cè)向Vo信號(hào)正常，放射性曲線變化減少。

b：觀察井上、井下兩同步信號(hào)，發(fā)現(xiàn)井上不能跟蹤井下同步信號(hào)，減少同步，檢出電路的時(shí)間常數(shù)，即3Q面板R17或C4(綜合面板應(yīng)減少2#板R17或C6)使其正確跟蹤為止，測(cè)量將正常。

故障 (3)：K、短源距伽馬--伽馬刻度正常，測(cè)井時(shí)無(wú)輸出。

分析：長(zhǎng)、短源距伽馬--伽馬在測(cè)井時(shí)無(wú)輸出，而在刻度時(shí)以有信號(hào)輸出，說(shuō)明線路基本正常，一般認(rèn)為可能是接插件部分有松動(dòng)現(xiàn)象，經(jīng)檢查長(zhǎng)、短源距伽馬--伽馬電壓比較器松動(dòng)和短源距伽馬--伽馬GDB-15光電倍增管安裝時(shí)沒(méi)有插緊所致。

故障(4)：短源距伽馬--伽馬無(wú)輸出。

分析：查計(jì)數(shù)電路均正常，估計(jì)短源距射極跟隨器有故障，查7A板V2(3DG6)發(fā)現(xiàn)Ce反向電阻減少，更換V2三級(jí)管即正常。

經(jīng)過(guò)以上對(duì)密度三側(cè)向故障現(xiàn)象的分析判斷與處理措施的論述，使我們深深得認(rèn)識(shí)到：作為測(cè)井工作者，尤其是現(xiàn)場(chǎng)儀器操作人員，要熟練掌握儀器的工作原理，各電路的功能和組成，各測(cè)試點(diǎn)的波形，工作點(diǎn)的電壓值和相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。出現(xiàn)故障時(shí)，不要盲目急于動(dòng)手，首先要冷靜思考出現(xiàn)故障的原因，判斷是外圍電路，還是儀器探管本身的問(wèn)題，只有這樣循序漸進(jìn)，問(wèn)題就會(huì)慢慢地發(fā)現(xiàn)，再運(yùn)用合理的技術(shù)手段科學(xué)地加以解決、排除。另外，在工作前，仔細(xì)觀察各開(kāi)關(guān)、旋鈕位置是否正確，供電電壓、頻率是否符合儀器設(shè)備的要求。做到萬(wàn)無(wú)一失，心中有數(shù)。

綜上所述,不僅僅要從探管的問(wèn)題上出發(fā)去分析、解決問(wèn)題,還要從現(xiàn)場(chǎng)測(cè)井的整體上來(lái)思慮，比如說(shuō)：電纜、連接器、滑環(huán)及其連線等故障以及絞車(chē)、碼盤(pán)、面板等諸多環(huán)節(jié)，在此就不多加以論述了。

[1] 劉表正，馬世穩(wěn)，密度三側(cè)向探管的故障分析[J].北京：中國(guó)煤炭地質(zhì)2008.12.

[2] 鄧紅旗、陸勇，測(cè)井儀器的故障分析與排除思路[J].北京：中國(guó)煤炭地質(zhì)2008.12.