雙側(cè)向測(cè)井儀EDLT 典型故障維修

汪金柱

（中海油田服務(wù)股份有限公司油田技術(shù)事業(yè)部塘沽作業(yè)公司，中國(guó) 天津 300459）

0 引言

為了滿足不同地層電阻率的測(cè)量，EDLT 雙側(cè)向測(cè)井儀設(shè)計(jì)了多種工作模式，淺側(cè)向具有兩種操作模式：淺標(biāo)準(zhǔn)模式（StdSh）和淺增強(qiáng)模式（EnhSh），淺標(biāo)準(zhǔn)和淺增強(qiáng)是通過(guò)手動(dòng)切換電路中VEQ 板上U1 插座位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。 深側(cè)向也具有兩種操作模式：深標(biāo)準(zhǔn)模式（StdDp）和格羅寧根模式（GrnDp），深側(cè)向標(biāo)準(zhǔn)和格羅林根是通過(guò)控制繼電器換擋來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1 雙側(cè)向井下儀器的組成

EDLT71XA 雙側(cè)向測(cè)井儀包括兩部分：儀器電子線路部分（EA）和儀器電極系部分（MA）。 所有的電子線路都包含在電子線路部分中， 電極系中無(wú)電子線路。 EDLT71EA 電子線路部分包括直流電源電路、邏輯與深側(cè)向參考電路、深側(cè)向驅(qū)動(dòng)電路、淺側(cè)向參考電路、淺側(cè)向驅(qū)動(dòng)電路、電壓前置放大電路、電流前置放大電路、相敏檢波電路、刻度電路、電壓補(bǔ)償電路、平衡監(jiān)控電路等。EDLT71MA 由芯軸、電極等構(gòu)成，電極呈對(duì)稱狀分布。

2 典型故障分析及解決思路

EDLT 雙側(cè)向測(cè)井儀是一個(gè)復(fù)雜的閉環(huán)系統(tǒng)，并涉及負(fù)反饋，儀器的工作原理和電路比較復(fù)雜，儀器的測(cè)量回路貫穿整個(gè)儀器串，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致雙側(cè)向測(cè)井曲線異常。

故障現(xiàn)象1：儀器深側(cè)向值正常，淺側(cè)向ES、IS 值異常。

檢測(cè)和維修方法： 懷疑淺側(cè)向信號(hào)產(chǎn)生電路、淺側(cè)向處理電路或淺側(cè)向回路存在問(wèn)題。 首先，用示波器測(cè)量邏輯深參考板上的深淺側(cè)向時(shí)鐘DPCLK 和SHCLK， 深側(cè)向時(shí)鐘DPCLK 信號(hào)正常， 淺側(cè)向SHCLK 的時(shí)鐘信號(hào)基線抬高了2.5 V。 繼續(xù)用示波器往前測(cè)量頻率振蕩器U1、U2 和U4 輸入輸出都正常，懷疑后面電路的影響。 查閱電路圖可知，邏輯深參考板上淺側(cè)向時(shí)鐘信號(hào)分兩路， 一路淺側(cè)向時(shí)鐘信號(hào)SHCLK 產(chǎn)生淺側(cè)向屏流參考信號(hào)至淺側(cè)向驅(qū)動(dòng)電路， 另一路QS 去相敏檢波電路用于給淺側(cè)向檢波提供參考信號(hào)。 分別斷開(kāi)去淺側(cè)向參考板SHCLK 和去PSD 板QS，發(fā)現(xiàn)斷開(kāi)去PSD 板QS 信號(hào)后，測(cè)量邏輯深參考板上的深淺側(cè)向時(shí)鐘信號(hào)均正常。經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)是PSD 板上U3 AD7512 芯片的問(wèn)題，更換后，儀器深淺側(cè)向值均正常。

故障現(xiàn)象2：調(diào)試雙側(cè)向電子線路，發(fā)現(xiàn)儀器標(biāo)準(zhǔn)模式值正常，增強(qiáng)模式值異常。

檢測(cè)和維修方法：目前，EDLT 測(cè)井主要用的標(biāo)準(zhǔn)模式， 儀器調(diào)試時(shí)需要切換到增強(qiáng)模式， 雙側(cè)向EDLT71XA 淺側(cè)向標(biāo)準(zhǔn)模式與增強(qiáng)模式反饋信號(hào)不同，標(biāo)準(zhǔn)模式下反饋信號(hào)來(lái)自PSD 板上U4 芯片輸出V2DS=2ED，淺側(cè)向受深側(cè)向控制。增強(qiáng)模式下淺側(cè)向反饋信號(hào)來(lái)自PSD 板上U5 輸出V2S=1.14ES+IS，淺側(cè)向與深側(cè)向獨(dú)立。標(biāo)準(zhǔn)模式與增強(qiáng)模式切換是通過(guò)手動(dòng)改變電路中VEQ 板上U1 插座位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。用萬(wàn)用表測(cè)量增強(qiáng)模式下U1 通路正常， 懷疑增強(qiáng)模式下反饋信號(hào)異常導(dǎo)致值異常。用萬(wàn)用表測(cè)量相敏檢波板上U5 HI5104 的14 腳V2S 明顯異常，更換U5 后，儀器標(biāo)準(zhǔn)模式和增強(qiáng)模式值均正常。

圖1 淺側(cè)向時(shí)鐘SHCLK 信號(hào)走向

圖2 淺側(cè)向反饋信號(hào)

故障現(xiàn)象3：在渤海某井進(jìn)行大滿貫作業(yè)，在上測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)雙側(cè)向儀器在低阻地層的RD 和RS 曲線分的較開(kāi)，不符合地層的正常響應(yīng)。

圖3 雙側(cè)向深淺側(cè)向曲線分開(kāi)

檢測(cè)和維修方法：觀察異常曲線可以看出，低阻地層淺側(cè)向RS 明顯偏低， 連接儀器串并接上雙側(cè)向外部測(cè)試盒， 外部線性值RS 低檔位偏低，0.2 檔為0.1，1 檔為0.78，但高檔位正常，RD 線性值正常，通過(guò)交叉對(duì)比，確認(rèn)電子線路EDLT71EA 的問(wèn)題。 用萬(wàn)用表和示波器測(cè)量淺側(cè)向回路信號(hào)，發(fā)現(xiàn)淺側(cè)向反饋信號(hào)V2S（增強(qiáng)模式下淺側(cè)向的反饋信號(hào)）異常，V2S 將ES 的原始值拉低了十幾豪伏， 對(duì)低檔位RS 影響較大，對(duì)高檔位影響甚微。 更換U5（HI 5104）芯片后，RS和RD在各檔位的線性值均正常。

圖4 BUCKER 板上LOG 檔時(shí)KN1 繼電器的狀態(tài)

故障現(xiàn)象4：在渤海某井進(jìn)行大滿貫作業(yè)，深側(cè)向RD 偏低，淺側(cè)向RS 正常。

檢測(cè)和維修方法：連接儀器串并接上雙側(cè)向測(cè)試盒，外部線性值RD 偏低，RS 正常。 地面加載服務(wù)表供電后，將EDLT71EA 打到LOG 檔，用萬(wàn)用表對(duì)照電路圖來(lái)測(cè)量LOG 檔時(shí)儀器的通路，排查發(fā)現(xiàn)LOG 檔時(shí)平衡監(jiān)控電路（BUCKER 板上）的KN1 繼電器的1腳和11 腳不通，導(dǎo)致EDLT71MA 的3#電極沒(méi)有接入到儀器串。而2#、3#電極是監(jiān)督電極，這就會(huì)導(dǎo)致雙側(cè)向外部檔通路異常。 更換BUCKER 板上的KN1 繼電器后，RD 和RS 的值線性值均正常。

故障現(xiàn)象5： 雙側(cè)向EDLT 井下偶爾擋位切換不過(guò)來(lái)。

檢測(cè)和維修方法：懷疑電源適配器ESAT 提供換擋電壓不夠、繼電器線圈供電不足或換擋繼電器性能不穩(wěn)定。 用示波器測(cè)量ESAT 提供換擋脈沖滿足儀器換擋要求，繼續(xù)測(cè)量發(fā)現(xiàn)EDLT 儀器繼電器線圈供電在24VDC 以下， 但繼電器線圈額定工作電壓為26.5VDC。懷疑繼電器線圈供電偏低，在井下溫度較高的情況下容易引起繼電器切換困難， 從而出現(xiàn)EDLT的ZERO/CAL/LOG 檔切換異常。 查閱電路可以看到繼電器線圈的供電是經(jīng)過(guò)電源變壓器降壓次級(jí)未穩(wěn)壓得到的，說(shuō)明電源變壓器T1 次級(jí)輸出電壓偏低，更換T1 電源變壓器型號(hào)，提高變壓器次級(jí)輸出電壓，此時(shí)測(cè)量繼電器線圈供電能達(dá)到約28 V， 更換電源變壓器后再也沒(méi)有出現(xiàn)換擋困難的現(xiàn)象。

3 結(jié)語(yǔ)

EDLT 雙側(cè)向測(cè)井儀工作原理難懂， 儀器電路復(fù)雜，解決問(wèn)題前要弄懂儀器的工作原理和熟悉信號(hào)流程，做到心中有數(shù)，這樣才能快速的定位到故障點(diǎn)，將故障徹底排除，保證現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的順利進(jìn)行。