MIT5530阵列感应常见故障与检修

张文博 张文安

(西安方元能源工程有限责任公司 陕西西安)

MIT5530阵列感应常见故障与检修

张文博 张文安

(西安方元能源工程有限责任公司 陕西西安)

文章根据作者的实际维修经验,阐述了如何判断阵列感应曲线的好坏,阵列感应的常见问题都有哪些,如果定位出阵列感应的故障点,如何针对不同的故障进行维修。

阵列感应;线圈系;测井曲线;故障

0 引 言

MIT5530阵列感应成像测井仪器由中石油集团测井有限公司研制。基于电磁感应测量原理的MIT5530阵列感应测井仪(Multi-Array Induction Logging Tool)是测量地层电导率的一种测井方法。传统的感应测井是利用多个发射线圈、多个接收线圈分别串联,产生具有固定探测深度和纵向分辨率的线圈系特性,属于硬件聚焦类型。而阵列感应成像测井采用具有多个间距的8个简单的线圈阵列基本结构,这些基本的线圈阵列特性经软件合成聚焦等处理,可以得到具有多种纵向分辨率、多种径向探测深度的探测特性。它具有多种工作频率、丰富的虚部信号,可以使趋肤校正更方便、准确,也拓宽了地层电导率的测量范围。因此,它具有比常规电阻率仪器更准确、更直观的解释结果,具有较强的划分薄层及反映层内的非均质性能力,能直观合理地描述地层侵入特征和地层真电阻率,成为解决复杂非均质储层测井解释的重要手段。

阵列感应成像测井仪器主要由电源短节、数据采集短节、前放预处理短节、线圈系(含压力平衡短节)、发射短节等部分组成。电路包括电源电路、DSP数据采集与处理电路、前放及预处理电路、带通及程控增益放大电路、DTB/CAN接口电路、二级刻度电路、辅助测量电路、发射电路等。

阵列感应测井仪比较复杂,容易出现故障,故障点也比较多。本文将阐述如何判断阵列感应的好坏,如何排除阵列感应故障。

1 MIT5530阵列感应仪器的故障判断

阵列感应仪器的故障可以从监控曲线QC判定和测井曲线合理性判定。

1.1 QC曲线判定

MIT5530仪器质量监控曲线QC数值变化范围应小于10%,且QC曲线无突变。否则需重新加电测井。

1.2 原始曲线合理性判定

MIT5530原始曲线在典型地层情况下应符合理论响应。其典型地层主要有:均质地层响应,有井眼无侵入厚层,高侵厚层,低侵厚层情况下理论响应。在判断原始曲线关系时,应选择典型厚层进行曲线关系分析,如果测井曲线与理论图版相符,即仪器工作状态正常,否则仪器不正常。

2 MIT5530阵列感应常见问题及影响因素

阵列感应常见问题有:无通信,曲线跳,曲线乱序,某一道曲线缺失等。MIT5530阵列感应常见问题是由以下几点引起的:发电机频率不符合要求;仪器未安装扶正器;刻度文件加载错误;仪器油温平衡不够;硬件故障等[1～3]。

2.1 发电机频率不符合要求

MIT5530仪器正常工作缆头电压范围是200 V～220 V,工作频率范围应在49 Hz～50.2 Hz范围内,频率过高(大于51 Hz)会导致井下DSP由于采集时间不够引起时序紊乱。仪器供电时地面面板电流应小于400mA,大于280mA。特别在电流大于400mA时,应及时关电并查明原因。如果发电机频率不正常,则会导致曲线异常,曲线会出现有规律的乱跳。

2.2 仪器未安装扶正器

根据感应测井的理论原理,感应测井时,仪器要尽可能的在井眼中居中,MIT5530测井过程中推荐安装金属灯笼体扶正器(效果最好),其次可以安装橡胶扶正器。MIT5530仪器严禁无扶正器测井,特殊井况不能加扶正器,测井需注明测井条件。不加扶正器的话,曲线会在大井眼处出现上跳。

2.3 仪器刻度文件加载错误

MIT5530阵列感应仪器测井时电子仪和线圈系应配套使用,测井时必须仔细核对仪器相关刻度文件,确保刻度文件与仪器号保持一致。仪器在每次采集到数据后,要根据刻度文件得出的相关参数进行计算。Qc正确值的范围0.9～1.1之间,数值变化范围应小于10%。且QC曲线无突变。如果刻度加载错误的话,Qc值就不在0.9～1.1这个范围之内,曲线就会出现异常。

2.4 油温平衡不够

MIT5530仪器下井穿过套管即可进行仪器加电预热;测井时先将仪器下至井底,以600 m/h测速上提200 m左右,不做记录,观测遥测温度TTMP与MIT仪器线圈系内部温度TMP之间温度差小于5℃,再下至井底进行测井。测井时,如果油温不平衡,则会导致测井曲线异常,一般在井底的一段曲线会出现跳变,随着测井的进行,油温慢慢平衡,曲线会慢慢恢复正常。

2.5 硬件故障

除了发电机频率不符合要求,仪器未安装扶正器,刻度文件加载错误,仪器油温平衡不够导致曲线异常外,其它的曲线异常大都是由硬件故障引起。要排除阵列感应硬件故障,就必须首先完全搞清楚阵列感应的硬件电路原理。阵列感应的硬件电路比较复杂,每一块硬件电路都有可能出现故障,搞清楚发射和接收信号的流程很重要。阵列感应组成框图如图1所示。

阵列感应14个二级刻度值用于判断发射和接收通道电路是否正常;AD通道刻度值用于判断程控增益放大电路,A/D转换通道电路是否正常。在仪器正常时,AD通道刻度值一般为20左右,值比较恒定。

图1 阵列感应电路组成框图

在阵列感应曲线出现异常时,首先确定是由什么原因引起的曲线异常,如果确定是硬件故障引起的曲线异常,则首先要在软件中看二级刻度值是否正常,二级刻度值正常的话,要检查系统发射通道电路和接收通道电路是否正常。在此种情况下,曲线出现乱序的话,一般是刻度文件加载不正确引起的;在用橡皮锤敲击电路时,曲线出现跳变,则是接触不良,此时要用橡皮锤逐个敲击每块电路板来检查,以达到确定出接触不良的是那块电路板;如果系统的二级刻度值不正确,则要看AD刻度值是否正确,如果AD刻度正确的话,则有可能是系统的带通电路,前置放大电路,发射电路有问题,此时若是道信号有问题,应对该道信号通路电路逐个排查,排查的方法是用示波器量各级输入和输出信号,以此确定出是哪级电路出现故障。如果AD刻度值不正确,则是系统的程控增益放大电路和A/D通道电路出现故障,然后对该道信号逐级排查。阵列感应06和09线圈公用一个道,12和15线圈公用一个道,21和27线圈公用一个道,39和72线圈公用一个道;如果阵列感应二级刻度值没有数值,AD刻度值也没有数值,则有可能就是系统通信电路和DSP采集电路出现故障。首先排查通信电路,通信电路出现故障,一般是HA-4900芯片坏。如果通信电路正常,则是DSP采集电路坏;如果阵列感应曲线,偶尔出现跳变,一般也是通信电路损坏。

3 结束语

本文是根据作者的实际维修经验,论述了如何判断阵列感应仪器的故障,阵列感应常见问题,根据不同问题如何维修。不正确之处请读者指正。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] 中石油集团测井有限公司.阵列感应使用维修手册.2005(资料)

P631.8+3

B

1004-9134(2011)03-0032-02

张文博男,1982年生,助理工程师,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,现从事石油测井仪器的研发和检修工作。邮编:710201

2010-11-05编辑刘雅铭)

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