ECIM5540 一體化測井儀典型故障分析

肖全平 王文學(xué) 張凱亮 杜秀軍 鄭 波 崔小帥

(中國石油測井有限公司華北事業(yè)部 河北 廊坊)

1 儀器簡介及原理［1］

ECIM5540 電極系連斜井徑微電極組合測井儀是EILOG-05 快測平臺的專用測井儀器，是對電極系、井斜角、方位、井徑微電極進行組合測井的井下儀器。它主要包括電極系供電測量電路、微電極井徑供電測量電路、連續(xù)測斜電路和機械推靠器四個部分。

電極和微電極供電測量電路對電極系微電極進行方波恒流供電，然后對電極信號微電極信號進行采集、相敏檢波、濾波和放大，最后經(jīng)過低通濾波輸出直流信號進入A/D 轉(zhuǎn)換。電極測量4 m 梯度2.5 m 梯度和0.4 m 電位;微電極可以同時測量兩路信號，分別是微電位和微梯度。

微電極有三個紐扣電極，一個回流電極和一個參考電極(無窮遠電極)組成。電極A 為供電極，電極M1和M2 為測量電極，回流電極為極板框架，參考電極在距極板較微電極測井一般可以同時測量一條1 in 梯度曲線和一條2 in 電位曲線。遠的地方，2 in 電位電極系的探測深度稍大于1in 梯度電極系的探測深度。微梯度的探測深度約為40 mm，微電位的探測深度約為100 mm。井壁有泥餅存在時，1in 梯度曲線主要是反映了泥餅的影響，而2 in 電位電極系則可以探測到地層沖洗帶。因此，根據(jù)電位和梯度曲線的差異，可以判斷井壁是否存在泥餅，并根據(jù)泥餅的存在可間接地確定滲透性地層。

由于測井環(huán)境比較惡劣及儀器本身某些方面的限制，儀器在使用的過程中，多有故障產(chǎn)生。根據(jù)異?，F(xiàn)象快速準(zhǔn)確的判斷及排除儀器故障是測井作業(yè)的技術(shù)關(guān)鍵。

2 維修實例

故障現(xiàn)象1

4 m 電極數(shù)據(jù)為10 V 左右固定值，儀器換檔正常，其它各電極、微電極數(shù)據(jù)正常。

分析及解決方法［2］:開機通電檢查發(fā)現(xiàn)無論在零刻、高刻還是測井狀態(tài)4 m 電極數(shù)據(jù)顯示為10 V 電壓值無變化。2.5 m 梯度和0.4 m 電位電極測量數(shù)據(jù)正常。初步分析問題出在電極測量板。測量板電路如圖1 所示，分析信號流程可知，電極信號通過電極專用處理模塊DJCL1 后，再經(jīng)兩級放大輸出。在高刻狀態(tài)下用示波器觀察DJCL01 的M2、N2、點均為交流方波，頻率25 Hz，信號幅度約為百毫伏級。用萬用表檢查模塊4 m 輸出數(shù)值正常，一級放大OP07 輸出為不正常高值。查OP07 外圍電路元件發(fā)現(xiàn)電阻R19開路。分析電路可知R19為負反饋放大電阻，該電路放大倍數(shù)為20倍，R19開路后為無窮大，使得信號放大后限幅，輸出為死值。更換同阻值電阻后，4 m 數(shù)據(jù)恢復(fù)正常。

故障現(xiàn)象2

某儀器下井后在直井段，測量井斜數(shù)據(jù)變化較大。

原因分析及解決［3］:該故障大部分原因為加速度計損壞，該儀器有X、Y、Z 三個加速度計因此需要分別測量判斷。加速度計表頭示意圖如圖2 所示，表頭共有八個引出端，其中1 腳為信號輸出端。在正常情況下，儀器靜止?fàn)顟B(tài)下加速度計輸出穩(wěn)定;若對其進行翻動，信號輸出也隨之變化，萬用表測量加速度計1 腳電壓范圍一般在-4 V ～+4 V。儀器上校驗臺對儀器進行精度調(diào)試，通過測量發(fā)現(xiàn)加速度計Y 輸出變化不穩(wěn)定數(shù)值亂變。判斷加速度計Y 損壞，更換后儀器正常。當(dāng)出現(xiàn)以下類似故障時應(yīng)考慮對加速度計進行更換:

圖1 電極系放大電路圖

1)加速度計輸出為零值或過高值，翻轉(zhuǎn)儀器時輸出不變化，此種現(xiàn)象直接更換即可，然后儀器上校驗臺對傳感器進行刻度。

2)懷疑是伺服電路的問題可以與其它加速度計更換1 腳引線，從而判定是電路的問題還是加速度計的問題。

3)儀器靜止?fàn)顟B(tài)下加速度計輸出不穩(wěn)定時應(yīng)進行更換。

圖2 加速度計表頭示意圖

圖3 繼電器結(jié)構(gòu)圖

故障現(xiàn)象3

井徑微電極組合儀無法推靠。

分析及解決方法:出現(xiàn)此類故障應(yīng)首先判斷是電子線路還是機械推靠部分，更換推靠儀器后故障依舊。因此判斷問題出在電子線路部分。推靠器馬達工作和供電極性切換由微電極板上的K1、K2、K3 三個電磁繼電器來控制。其中，K1 為緊急收腿，K2 為禁止或允許推收，K3 為控制張開或收攏，即馬達供電極性的切換是由K3 來完成的，所以K3 損壞的幾率最大。繼電器結(jié)構(gòu)如圖3 所示。繼電器的1、8 腳為供電線包，2、3、4為一組觸點5、6、7 為一組觸點，當(dāng)1、8 之間沒有加電時2、4;5、7 接在一起，當(dāng)1、8 之間加上24 V 的換檔電壓后，2、3;6、7 導(dǎo)通。測量24 V 換檔電壓正常但加電后繼電器無動作，判斷繼電器損壞，更換后儀器正常。

3 結(jié)束語

本文列舉了一些連斜、電極、井徑一體化儀器的典型故障，講述了通過信號流程快速判斷問題的方法和步驟，總結(jié)了一些維修經(jīng)驗和預(yù)防措施，為維修人員提供參考。

［1］中國石油測井有限公司. ECIM5540 電極系連斜井徑微電極使用維修手冊. 2000 (資料)

［2］石明賢. 井徑微電極組合測井儀的應(yīng)用研究［J］. 測井技術(shù)，1998，22(3)

［3］王成杰，柯 攀. 影響連斜穩(wěn)定性及調(diào)校精度原因分析及改進［J］. 石油儀器，2011，25 (2)