浅谈双感应—八侧向石油测井仪器的检修方法

张文博 张文安

1.西安方元能源工程有限责任公司 710201 ；2.西安方元能源工程有限责任公司 710201

浅谈双感应—八侧向石油测井仪器的检修方法

张文博1张文安2

1.西安方元能源工程有限责任公司 710201 ；2.西安方元能源工程有限责任公司 710201

根据自己的实际工作经验，浅谈了双感应－八侧向石油测井仪器的检修方法，根据双感应－八侧向测井仪器的畸变曲线来推断定位出双感应八侧向测井仪器的故障点，文中分析讨论了仪器不同故障点的维修方法。

前言

感应测井是利用交变电磁场研究岩层导电性的一种方法，与电阻率测井的供电电极相类似，在感应测井的井下仪器中装有发射线圈T，其中通以交变电流，这个电流将在其周围造成一个交变电磁场Φ1,处在交变电磁场中的导电介质便会感应出围绕井轴的环形电流I1,在均匀各向同性岩层中，环形电流的中心是和井轴一致的。该电流也将造成一个磁场，即二次磁场Φ2,并且在井下仪器的接收线圈中产生感应电动势，接收线圈中感应电动势的大小与环形电流的大小相关，而环形电流的强度又取决于岩石的导电性，所以通过测量接收线圈中的感应电动势，便有可能了解岩石的导电性，感应测井就是根据上述电磁感应原理来测定岩层电阻变化率的。感应测井原理见图1。

图1 感应测井原理

双感应可探测出距井壁不同深处的地层电导率（电阻率），从而提供估计泥浆滤液对地层侵入影响程度的数据，以判断地层的含水含油性质。在地导电阻率小于100Ω.m的泥浆滤液大于地层水的电阻率情况下能较好地测得地层真电阻率。当泥浆滤液电阻率小于地层水电阻率时，只有在井壁较小（小于8inch），侵入不深（中等或较浅）情况下，才能较好测出地层真电阻率。

八侧向由1号电极、2号电极、3号电极和4号电极组成，采用对称结构，其中1号电极是主电极，2号电极和3号电极是监督电极，4号电极是屏流电极。给1号电极供给一个恒定的1250Hz方波，同时把一个和1号电极相同极性，相同幅度的辅助电压供给4号电极。这个电压依靠2号、3号电极间的信号差来自动、快速地调整，去保持和1号电极之间电位差接近于零，因此在1号电极发射电流时，在井内泥浆柱中上下都被阻止了，这样使得电流全部通过井壁进入地层。由于1号电极供电电压是恒定的，故随着地层电导率的变化，其供电电流也就相应的变化。这种变化可以通过从串联在供电回路中的电阻两端的电压反映出来。这就是八侧向的测井原理。八侧向测井原理见图2。

图2 八侧向测井原理

目前常用的双感应-八侧向测井仪器型号主要有：JSB801、GY2000、1503、DIL5520。但不管是那种型号的仪器，检修原理都是相通的。

双感应-八侧向仪器测井仪器比较容易出现故障，当仪器不能正常工作时，首先要解决的问题是确定其故障部位。一种故障现象可能是由多个原因引起，而一种因素又可能会产生多种故障，要找准产生故障点有时比较困难。仪器的故障一般反映在测井曲线上，根据不正确的测井曲线来推断故障点。在完全理解和掌握双感应-八侧向仪器测井仪器原理和硬件电路的基础上，根据理论知识和实际经验再借助一些测试仪器，从畸变的测井曲线出发就比较容易判断出故障点，下面我就结合我的实际检修经验浅谈一下双感应-八侧向的检修方法，以和广大同仁共勉。

1 双感应—八侧向测井仪常用检修工具

对双感应-八侧向一般问题的检修示波器和万用表用的比较多。

2 双感应—八侧向测井仪检修

原则

维修仪器的程序是由简单到复杂，由表及里，由浅入深的过程，也是把复杂的问题简单化的过程。

仪器有故障时，首先应该看仪器内刻值是否正确，如果内刻值正确的话仪器电子线路基本没有永久性的故障，当内刻值不正常时应该给电子线路短节接上模拟盒，根据接上模拟盒后数值的正确与否来判断是不是电子线路短节有问题，排查完电子线路短节的问题后在根据故障现象排查前置放大和线圈系的问题。如果电子线路没有问题的话，则给线圈系和八测向电极棒装上刻度器，利用外刻值来判断线圈系的好坏。

3 双感应—八侧向测井仪的检修程序

双感应—八侧向是由八侧向、中感应、深感应、自然电位四参数为一体的组合测井仪，故仪器在测井过程中出现的故障率相对比较高，而这些故障最终都会反映在测井曲线的质量上，下面就以畸变的测井曲线来说明故障点。

3.1.中深感应部分

3.1.1 八侧向深感应正常而中感应测井曲线跳变

整条曲线正常，偶然出现跳变。主要是由于接触不良造成。对这类问题的解决办法是：用软连线连接电子线路，用橡皮锤分别敲击前置放大短节和电子线路短节，定位出是前置放大板元器件松动还是电子仪中中感应信号放大板元器件松动，或者是二者都有松动，然后打开仪器，重新紧固元器件，涂硅胶，之后再用橡皮锤敲击检验，直到故障排除。

3.1.2 八侧向中感应稳定而深感应曲线跳变

由于中深感应电子线路部分对称，所以原因分析，检修故障的方法步骤与中感应相同。

3.1.3 八侧向正常，中深感应测井曲线同时跳变

八侧向正常，只有中深感应同时跳变，引起这种情况的因素很多，问题一定发生在中深感应电路的公共部分，可能是线圈系三层管有脱焊，也可能是中深感应前置放大输入级耦合变压器有问题，也可能是中深感应信号通路中公共地接触不良。

对于这类故障，首先给电子线路接上模拟盒，看中深感应的内刻值是否正确，然后将仪器档位换到测井档上，敲击电子线路看中深感应值有无跳动，如果有问题，就应该着重检查感应信号放大板的公共地有无虚焊，信号耦合变压器的的引线有无松动，电子线路排查完后在检查线圈系，线圈系主要是看线圈系三层管有无脱焊。

3.1.4 八侧向正常，但中深感应的曲线发生异常（不同时）跳动的问题

这种情况可能是接触不良，也可能是线圈系内面有问题，也可能是干扰引起的，也可能是某个元器件老化引起的，这种情况检查起来比较困难，根据测井曲线看这种现象是不是在全井段都出现，如果在全井段都出现的话，可能就是接触不良或者是线圈系有问题，如果内刻值都正确的话，就可能是线圈系的问题。如果这种现象只是在仪器工作时间长了以后或者下放到某一深度后出现，这可能就是电子线路上某个元器件老化后性能下降造成的。

3.1.5 八侧向正常，中深感应测井曲线同时下掉（包括随井深逐渐下掉）

测井曲线同时下掉，一般情况下接触问题可以排除，问题一定发生在中深感应电路的公共部分，比如谐振板、20kHz振荡电路、信号公共地。

3.2.八侧向部分

3.2.1 中深感应正常，八侧向测井曲线跳变

对于这种情况，首先应该看八侧向的内刻值，用橡皮锤敲击，如果内刻值都跳变的话，则可能是由电路的接触不良所致。如果内刻值在敲击下不跳变的话则要检查八侧向电极棒的通断绝缘情况，各个电极之间的绝缘电阻，相同电极之间的导通电阻，各电极之间对地的绝缘电阻是不是满足要求，如果电极棒有问题，则要维修或更换电极棒直到问题得到解决。

3.2.2 八侧向测井曲线整条出现异常

该现象的发生是由于八侧向的电子线路部分或电极系出现永久性的故障所致。

分别检查电子线路部分和电极系部分的通断绝缘情况。

首先用摸拟盒检查电子线路，若正常，则问题一定出在电极系的通断绝缘上，按常规检修电极系，如果电子线路不正常，则应首先检查八侧向的发射信号是不是正常，一般V0放大板上放大器坏的可能性比较大。

3.2.3 八侧向测井曲线整条变化不明显，近似于直线。

对于这种现象，首先要量八侧向通断和绝缘，八侧向各电极对地绝缘，再用摸拟盒检查电子线路，若正常，则问题可能就出在八侧向4号电极和电子线路地之间的绝缘太低，4号电极有可能和电子线路地相通，如果电极棒正常，则可能是八侧向信号放大板上放大器坏。

3.2.4 八侧向测井无信号输出

这类问题一般是接线断开或者是某个元器件损坏。对这类问题一般要先接上模拟盒，看内刻值是否对，用内刻值来确定是哪一部分电路的问题。一般来说如果内刻值正确的话，则有可能就是发射板出现问题，如果怀疑是发射板的问题的话，就应该首先用示波器测量1250Hz同步信号是否正确和20kHz参考信号是否正确，如果不正确的话对JSB801感应来说可能就是或非门电路损坏，如果接上模拟盒内刻值都不正确的话，则首先要检查VO放大板上B104线圈次级输出的同步信号是否正确，不正确的话，应该查看斩波放大板和B104耦合变压器，首先检修好斩波放大板和B104耦合变压器，等B104线圈次级输出的同步信号正确后，在检修VO和Va放大板，这两个板子一般是放大器和电容坏的多一些。

3.3 八侧向、中深感应

3.3.1 八侧向和中深感应测井曲线同时无规律的跳

这种现象一般都是直流低压电源的纹波太大，或者是DTB板有问题。如果在八侧向和中深信号放大板上直接用万用表量输出直流电压信号有跳变的话就是电源电路板上滤波电容坏，在一般情况下，滤波电容坏的可能性比较大，大部分就是电容的引脚被振断，更换好电容后在检查，如果在八侧向和中深信号放大板上直接用万用表量输出直流电压信号没有跳变的话，则可能就DTB接口板坏，更换DTB板后在检查，直到故障排除。

3.3.2 八侧向、中深感应整条测井曲线值偏高或偏低，但曲线变化趋势正常

测井曲线的值偏高或偏低，主要是仪器使用的一段时间后，仪器刻度值发生变化所致。

检修方法是先对仪器进行外刻，再进行主刻，确定出新的乘加因子。

3.4 换档问题

3.4.1 八侧向、中深感应都不能换档

出现这种情况，对JSB801和GY2000感应来说是电磁继电器JRC-015M 坏，对DIL5520 感应来说有可能是MC14011坏。

3.4.2 八侧向、中深感应有一个换档正常，其它一个或两个换档不正常。

这种情况一般是信号放大板上的继电器坏。

结束语

双感应－八侧向测井仪器比较容易出现故障，出现故障后也比较难排除，仪器检修需要理论知识和经验的同时积累。在实际工作中要不断思考和总结，对问题举一反三，日积月累，检修技能也就会不断提升。

[1] 康华光.电子技术基础[M].北京；高等教育出版社.1998.

[2] 王群,庞彦明,郭洪岩.矿场地球物理测井[M].北京；石油工业出版社.1993.

[3] 张守谦,顾纯学.地球物理测井基础及应用[M].北京；石油工业出版社.2002.

TH89

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.14.065

张文博 男，助理工程师。1982年3月出生于甘肃正宁。2004年获华中科技大学生物医学工程专业和计算机科学与技术专业学士学位。2010年获西安交通大学电子与通信工程专业硕士学位。主要从事石油测井仪器的研发和检修。