測(cè)井儀器制造過(guò)程質(zhì)量控制

中國(guó)石油大慶鉆探工程公司測(cè)井公司儀器維修中心（黑龍江大慶163412）

■質(zhì)量

測(cè)井儀器制造過(guò)程質(zhì)量控制

張小平，李永柏，趙廣平，王麗梅

中國(guó)石油大慶鉆探工程公司測(cè)井公司儀器維修中心（黑龍江大慶163412）

分析了測(cè)井儀器制造過(guò)程中質(zhì)量控制的重要性，對(duì)制作期、機(jī)加期、組裝期、調(diào)試期、標(biāo)定期等階段的潛在危害進(jìn)行了梳理，從人員培訓(xùn)、防靜電工作區(qū)設(shè)置等方面闡述了靜電防護(hù)過(guò)程的質(zhì)量控制。認(rèn)為儀器標(biāo)定質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)在于標(biāo)定前的安裝過(guò)程，隨意安裝導(dǎo)致獲取的數(shù)據(jù)誤差大，計(jì)算的標(biāo)定因子不可靠。安裝完成后，按照計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)的提示，即可正確完成標(biāo)定工作。各種測(cè)井儀器標(biāo)定的質(zhì)量控制點(diǎn)都不相同，必須嚴(yán)格按照有效的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和油田公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作,列舉3個(gè)實(shí)例即標(biāo)準(zhǔn)器的控制、聲波儀器的標(biāo)定控制和密度儀器的標(biāo)定控制。最后就3種儀器焊接及儀器標(biāo)定的質(zhì)量控制提高儀器制造質(zhì)量提出了建議。

測(cè)井儀器；質(zhì)量控制；制造過(guò)程；檢測(cè)點(diǎn)

測(cè)井就是沿井身測(cè)量鉆井地質(zhì)剖面上地層的各種參數(shù)，是油井建設(shè)過(guò)程中獲取井下信息的主要方式之一，包括地層的物理參數(shù)、化學(xué)參數(shù)、地層結(jié)構(gòu)及井身幾何特性等各種信息[1]，是合理開(kāi)發(fā)油氣和科學(xué)鉆探的主要依據(jù)。同時(shí)，測(cè)井儀器在野外移動(dòng)作業(yè)，在油氣田惡劣井眼環(huán)境條件下采集信息，要承受高溫高壓和較大沖擊力考驗(yàn)。高質(zhì)量的測(cè)井儀器具有低的故障率，能夠保證測(cè)井時(shí)效[2]。

1 制造過(guò)程中的質(zhì)量控制

1.1 靜電防護(hù)[3]

在儀器制造中，由于儲(chǔ)存、搬運(yùn)、拆裝、焊接等各工序的接觸、碰撞、摩擦等原因產(chǎn)生的物體靜電和人體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的人體靜電，當(dāng)積累到一定程度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)高的電壓。在靜電放電或靜電感應(yīng)時(shí)，使單極型集成電路等靜電敏感元件遭受靜電危害和損害，產(chǎn)生立即失效和潛在失效，潛在失效占電子產(chǎn)品失效總數(shù)的90%。主要控制點(diǎn)如下:

1）人員培訓(xùn)。對(duì)處置和可能接觸電子產(chǎn)品的人員進(jìn)行靜電防護(hù)知識(shí)上崗培訓(xùn)周期培訓(xùn),考試合格獲得上崗資格。

3）防靜電工作區(qū)的管理。處置任何電子產(chǎn)品，均應(yīng)在防靜電工作區(qū)內(nèi)進(jìn)行；在入口處設(shè)置警示標(biāo)識(shí)；出入人員實(shí)行控制；規(guī)定區(qū)內(nèi)溫度和濕度控制范圍。

1.2 焊接過(guò)程的質(zhì)量控制

1.2.1 焊接準(zhǔn)備控制

清理電路板上的銹跡、多余的焊錫膏等表面的附著物，露出銅箔本色；用刀片刮出連接線端上的銹層，露出銅色。調(diào)整好烙鐵溫度260℃左右。銅箔表面和導(dǎo)線掛焊錫。焊錫絲的粗細(xì)依據(jù)焊點(diǎn)大小選擇。電路板上和連接線端的銹層沒(méi)有清理干凈，是形成虛焊的主要原因。

1.2.2 焊接過(guò)程控制

將掛焊錫絲的導(dǎo)線和電路板銅箔并放，利用烙鐵將2個(gè)焊錫融合，向右上45°方向迅速移開(kāi)烙鐵，結(jié)束焊接。導(dǎo)線和電路板銅箔上的焊錫剛一完全融合，將烙鐵趕快撤離。焊接質(zhì)量主要在烙鐵撤離的時(shí)間和方向控制?；魏赴ê稿a凹陷、拉尖、焊面過(guò)度氧化和焊錫堆積等，是產(chǎn)生接觸電阻大和電路干擾的原因。

1.2.3 CMOS元件的焊接控制

焊復(fù)合互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）集成塊。先找一塊比集成塊稍大的鋁箔和一塊平整的泡沫塑料。鋁箔平放在塑料泡沫上，將CMOS集成塊垂直插入泡沫塑料后隨即拔起，使鋁箔附在集成塊上以使引腳全部短路。然后將集成塊插入線路板的規(guī)定位置，像焊其他集成塊那樣焊接，焊好后撕去鋁箔即可[4]。焊絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管。保留原塑料套管或保護(hù)鋁箔，用一段細(xì)裸銅絲在管腳根部繞3~4圈，使管腳可靠地接在一起。然后將細(xì)裸銅絲兩端擰好，去掉原保護(hù)層，正常焊接。

我的青春似乎總是和夜晚有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。比如今天，我剛從監(jiān)獄出來(lái)，不可能在光天化日之下走進(jìn)熟悉的城市，只能選擇夜晚。這個(gè)夜晚，我要去三個(gè)地方。首先要見(jiàn)米米，我為她進(jìn)的監(jiān)獄，再就是我的哥們兒一浩。我還要去哥哥嫂子那里，如果他們?cè)敢?，那里也許還會(huì)是我的家。

1.3 儀器標(biāo)定的質(zhì)量控制

儀器標(biāo)定質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)在于標(biāo)定前的安裝過(guò)程，隨意安裝導(dǎo)致獲取的數(shù)據(jù)誤差大，計(jì)算的標(biāo)定因子不可靠，失去獲取合格測(cè)井資料的基礎(chǔ)。安裝完成后，按照計(jì)算機(jī)操作平臺(tái)的提示，即可正確完成標(biāo)定工作。各種測(cè)井儀器標(biāo)定的質(zhì)量控制點(diǎn)都不相同，必須嚴(yán)格按照有效的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和油田公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作,舉3種儀器為例。

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)器的控制

標(biāo)準(zhǔn)器必須與相應(yīng)的儀器配套使用，而且處于在檢定周期內(nèi)合格有效的狀態(tài)，是保證儀器標(biāo)定質(zhì)量的基礎(chǔ)。

1.3.2 聲波儀器的標(biāo)定控制

隔聲體皮囊外側(cè)附著的原油等污染物清理干凈，減小聲阻抗，減少聲波幅度衰減；整個(gè)聲系處于相同的介質(zhì)內(nèi)，避免發(fā)射聲波在介質(zhì)界面朝接收器相反的方向反射；聲波儀器扶正器安裝緊固完全，保證聲波從儀器傳感器到井壁的路徑相等，保證聲波計(jì)算結(jié)果精度。聲波探頭置入仿真自由套管內(nèi)，加入足夠清水，把儀器全部浸入，加壓至（3±0.1）MPa,儀器交流供電（180±10）V，預(yù)熱30~35min。

1.3.3 密度儀器的標(biāo)定控制

在儀器周圍10m內(nèi)沒(méi)有其他的放射性源情況下，采集本底值；密度儀器的刻度線與標(biāo)準(zhǔn)刻度巖塊的標(biāo)記線距離控制在±3.5mm以內(nèi)；密度儀器探頭的窗口向下垂直正對(duì)標(biāo)準(zhǔn)刻度巖塊中心，偏轉(zhuǎn)控制在±3°內(nèi)；對(duì)儀器施加壓力，控制在(1.5±0.1)kPa以內(nèi)；安裝放射性源準(zhǔn)確到位，源倉(cāng)門(mén)關(guān)閉嚴(yán)實(shí)，固定螺桿徹底擰入；注入足夠清水，把儀器全部浸泡，處于現(xiàn)場(chǎng)使用相同的狀態(tài)。每個(gè)數(shù)據(jù)的采集時(shí)間控制在300s以上。儀器交流供電（180±10）V，預(yù)熱30~ 35min。

1.3.4 雙側(cè)向儀器的標(biāo)定控制

標(biāo)準(zhǔn)地層模擬盒接線柱與電極連接線之間的接觸電阻為R1，電極連接線自身阻值為R2，電極連接線與儀器電極之間的接觸電阻為R3，電阻值之和R1+R2+R3≤0.5Ω，儀器交流供電（180±10）V，預(yù)熱30～35min。

2 制造過(guò)程質(zhì)量控制的建議

2.1 虛擬制造技術(shù)的應(yīng)用

虛擬制造技術(shù)（Virtual manufacturing technology，VMT）是在以計(jì)算機(jī)為核心的虛擬空間內(nèi)把生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)變?yōu)樘摂M產(chǎn)品及制造機(jī)能的全部行為，涵蓋了從產(chǎn)品概念、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)場(chǎng)地規(guī)劃、制造工藝、生產(chǎn)流程、性能測(cè)試、市場(chǎng)銷售等全過(guò)程[5]，是一種處在應(yīng)用前沿的制造技術(shù)。

VMT技術(shù)在測(cè)井儀器制造中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是在互動(dòng)性三維可視化環(huán)境下，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)通過(guò)模擬來(lái)評(píng)估和優(yōu)化制造過(guò)程，在實(shí)際制造前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，在不消耗實(shí)際生產(chǎn)資源的情況下找出最優(yōu)方案，達(dá)到提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短周期的目的，在“以生產(chǎn)為中心的虛擬制造”中可以快捷優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃和制造環(huán)境的配置，同時(shí)對(duì)儀器產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)以及工序管理進(jìn)行控制。另一方面，可以實(shí)現(xiàn)儀器制造活動(dòng)的虛擬化，實(shí)現(xiàn)機(jī)械與人之間的人機(jī)合一，對(duì)儀器性能進(jìn)行試驗(yàn)與評(píng)價(jià)，從而減少儀器制造過(guò)程中技術(shù)實(shí)現(xiàn)的隨意性，降低制造成本，增強(qiáng)儀器可靠性，延長(zhǎng)使用壽命，提高整體效能。

2.2 復(fù)合型質(zhì)量控制體系的建立

十多年以來(lái),國(guó)內(nèi)測(cè)井公司獲得ISO 9000質(zhì)量保證體系認(rèn)證證書(shū)后,質(zhì)量管理體系都得到有效運(yùn)行，并且時(shí)刻關(guān)注顧客需求的變化，持續(xù)改進(jìn)質(zhì)量管理體系和業(yè)績(jī)，保證產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高。但是ISO 9000質(zhì)量保證體系有其自己的不足，一方面以文字為載體的管理標(biāo)準(zhǔn)體系，主要是人工運(yùn)作，其運(yùn)作過(guò)程有一定的彈性。ISO 9000體系的推行缺乏有效的固化手段，雖然ISO 9000標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)文件化，這是對(duì)質(zhì)量管理制度及作業(yè)流程的固化，但由于文件與業(yè)務(wù)是可分離的，企業(yè)業(yè)務(wù)運(yùn)作是否按照文件的要求執(zhí)行會(huì)因企業(yè)管理水平、員工的質(zhì)量意識(shí)的不同而相差甚遠(yuǎn)。另一方面ISO 9000只關(guān)注企業(yè)的物流和信息流，不關(guān)注資金流。

制造執(zhí)行系統(tǒng)（Manufacturing Execution System, MES）能夠通過(guò)信息的傳遞，對(duì)從訂單下達(dá)開(kāi)始到產(chǎn)品完成的整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化的管理，是企業(yè)資源系統(tǒng)（Enter-prise Resource Planning，ERP）的子集，可以為提高測(cè)井儀器制造質(zhì)量提供有效手段。與IS0 9000體系比較，ERP系統(tǒng)重點(diǎn)在于資源優(yōu)化和質(zhì)量提高。

制造執(zhí)行系統(tǒng)的建設(shè)使用，有中石油全面推廣ERP系統(tǒng)的良好條件基礎(chǔ)。ERP系統(tǒng)和ISO 9000體系相互融合，既有利于推進(jìn)企業(yè)信息化建設(shè)，也有利于ISO 9000質(zhì)量管理體系的穩(wěn)定運(yùn)行。推廣MES系統(tǒng)，建議研究測(cè)井儀器在線質(zhì)量管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，滿足對(duì)測(cè)井儀器質(zhì)量管理的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)性、可視化和交互性的要求，進(jìn)一步提高儀器質(zhì)量。

2.3 制造過(guò)程信息采集與共享技術(shù)

全過(guò)程采集儀器制造和使用信息，利用智能手機(jī)、平板電腦、攝像頭、便攜式檢測(cè)設(shè)備及快速檢測(cè)設(shè)備將采集到的信息，通過(guò)云存儲(chǔ)在采購(gòu)銷售、制造、野外采集、繪解計(jì)算、過(guò)程控制以及維修保養(yǎng)等多部門(mén)之間共享，可以提高儀器質(zhì)量的可控性和可追溯性。因此車間和測(cè)井現(xiàn)場(chǎng)的便攜檢測(cè)設(shè)備的開(kāi)發(fā)和推廣，快速監(jiān)測(cè)方法，信息共享軟件，儀器制造信息數(shù)據(jù)庫(kù)都是未來(lái)急需的研究方向。

2.4 質(zhì)量保證審核制度的建立

為了確保儀器制造過(guò)程質(zhì)量控制，除了推動(dòng)質(zhì)量保證技術(shù)的研發(fā)、質(zhì)量保證技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制修訂及推廣外，還應(yīng)該在決策層面上提高管理力度。如根據(jù)不同的制造規(guī)模，確立相關(guān)的制造責(zé)任單元，確立明確的質(zhì)量保證審核小組，對(duì)制造過(guò)程進(jìn)行對(duì)標(biāo)審核，對(duì)制造過(guò)程的質(zhì)量隱患進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并提供解決方案，開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)、高效、穩(wěn)定、低能耗物耗的制造技術(shù)，并對(duì)制造人員進(jìn)行指導(dǎo)。儀器制造審核可擴(kuò)展至整個(gè)儀器使用、銷售、維修過(guò)程的審核，由裝備部門(mén)負(fù)責(zé)。除了從財(cái)務(wù)的角度對(duì)投入的資金額進(jìn)行審核，還要對(duì)儀器制造的方案、流程進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，把使用、維修獲得的智慧匯入到制造方案中去。建立儀器質(zhì)量保證審核制度不僅可以保障儀器質(zhì)量，還可以提高儀器技術(shù)性能，延長(zhǎng)儀器使用壽命，降低生產(chǎn)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為了建立儀器質(zhì)量保證審核制度，需要開(kāi)展大量的理論基礎(chǔ)研究。

3 結(jié)束語(yǔ)

測(cè)井儀器制造可以滿足科研新成果推廣的需要，也是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的需要。促進(jìn)測(cè)井儀器制造質(zhì)量是保證測(cè)井資料準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)，其重要性在于準(zhǔn)確解釋和評(píng)價(jià)地層結(jié)構(gòu)，更在于精細(xì)描述油氣藏和準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)油氣層，提高石油產(chǎn)量。制造過(guò)程的質(zhì)量控制基礎(chǔ)措施是做好靜電防護(hù)，消除儀器的潛在失效和立即失效。在全面分析儀器制造質(zhì)量潛在危害的基礎(chǔ)上，質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)是容易產(chǎn)生人為差錯(cuò)的焊接和標(biāo)定過(guò)程，更好地指導(dǎo)儀器制造。根據(jù)企業(yè)的發(fā)展需求，從科技引領(lǐng)、制度建設(shè)和文化建設(shè)等方面出發(fā)，提高儀器制造技術(shù)和建立質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，是全體測(cè)井科技和工程技術(shù)人員所面對(duì)的巨大挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

[1]張明德.加強(qiáng)質(zhì)量管理提高企業(yè)質(zhì)量安全[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2014，30（11）：58-60.

[2]連經(jīng)社,王樹(shù)山.采油工藝[M].北京：中國(guó)石化出版社，2011.

[3]董國(guó)永.安全監(jiān)督[M].北京：石油工業(yè)出版社，2003.

[4]馬風(fēng)才.質(zhì)量管理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2009.

[5]崔文峰.創(chuàng)新質(zhì)量管理機(jī)制推進(jìn)企業(yè)卓越發(fā)展[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2012,28(9)：47-50.

本文編輯：左學(xué)敏

The importance of quality control in the manufacturing process of the logging instrument is discussed.The potential hazards in the design period,the machining period,the assembly period,the debugging period and the calibration period of the logging instrument are analyzed,and the quality control in the static electricity prevention process is described from personnel training and anti-static electricity working area arrangement.It is held that the key of the quality control in the instrument calibration is the installation process of the instrument before the calibration,and the random installation will lead to a large data error and an unreliable calibration factor.After the installation is completed,the calibration work is carried out according to the prompts on the computer operating platform.The quality control points in the calibration of different well logging instruments are different,and the calibration operation must strictly implement industry standards and the enterprise standards oil field company.

logging instrument;quality control;manufacturing process;detection point

2015-06-25

張小平（1969-），男，高級(jí)工程師，主要從事測(cè)井儀器研制及維修工作。