LDLT5450 岩性密度典型故障分析

李吉林 罗天相 张 东 王 恒 周 杰 梁长宽 李向东

（1. 中国石油测井有限公司华北事业部 河北 廓坊）（2. 长庆油田分公司第七采油厂地质研究所 陕西 西安）

0 引 言

岩性密度测井是密度测井的改进和扩展。作为一种重要的孔隙度和岩性分析方法已广泛地应用于石油勘探测井，它除了记录岩石的密度之外，还测量地层的光电吸收截面指数 ，而 和岩性有关。岩性密度测井方法已成功地用于各种岩性条件，对于复杂岩性的含油气层的评价起了重要的作用。

作为放射性测井不可避免的要使用放射性源，为减少因仪器故障返工而使施工人员接受不必要的放射性照射，本文总结了仪器在使用过程中的典型故障，并提出快速判断和维修的方法，总结了预防措施，供维修人员参考。

1 仪器原理

岩性密度测井是利用同位素伽马源向地层辐射伽马射线。再利用与源相距一定距离的探测器来测量经过地层散射和吸收后的伽马射线强度。由于使用的铯（137Cs）源只放射0.661 MeV 的伽马射线，而此能级的伽马射线与物质作用主要产生康普顿-吴有训效应，其散射截面与地层体积密度密切相关，故可用来测量岩石的密度值。当伽马射线在地层中能量衰减到0.10 MeV 以下时，则产生光电吸收效应，使低能伽马射线大幅度减少。而光电吸收截面与地层物质的原子序数Z 密切相关，故可用来研究地层的岩石性质。

LDLT5450 岩性密度仪器由电子仪总成和推靠探测器总成两部分构成。电子仪总成主要完成对来自探测器的信号的处理和与遥传短节通信的建立。推靠探测器总成主要完成推靠臂的打开与收拢及对 射线的探测1。其岩性密度电工作原理如图1 所示。

图1 岩性密度仪器电原理框图

图1 中缓冲放大电路，长、短高压块和探测器均在推靠探头里。其余电路都在电子线路里。

由于测井环境比较恶劣及仪器本身某些方面的限制，岩性密度仪器在使用的过程中，多有故障产生。根据异常现象快速准确的判断及排除仪器故障是测井作业的技术关键。

2 维修实例1

1）故障现象

某岩性密度仪器短道无数据，长道数据正常，通讯及首字正常、高压正常。

2）分析及解决方法2

开机检查时，测井界面显示出故障道4 道记数均为0，高压不断自动调节有很高的数值，但可以手动控制。因为岩性密度的前置放大部分在密度的探头内部，电源和控制信号、数据通过推靠内部的7 芯连线上传和下传。因此在推靠上部、电子线路下部可以测量前放部分有无数据输出，用万用表检测电源和控制信号正常，而用示波器测量无信号输出，可确定前放部分出现故障。其长、短前置放大板电路相同图2 所示为短源距放大电路。

拆卸密度探头取出前放电路，N1、N2（2510）为高速运算放大器，与外围元件组成前置放大电路，对长、短源距光电倍增管脉冲幅度输出进行放大。通过调节电阻，使长、短源距LSOUT、SSOUT 脉冲幅度输出V±0.2 V。输出无信号，初步判断2510 损坏。更换2510 后仪器正常，问题解决。当出现上述问题，应首先考虑前放电路运算放大器HA2-2510 损坏，因作为易损件在维修过程中此问题出现较多。更换后大部分时候问题能得到解决，否则应检查高压、光电倍增管输出及2510 外围电阻、电容。此故障可得到迅速解决。

图2 短源距前置放大电路图

3）措施

当仪器更换运算放大器2510 时，应对器件进行优选。选择性能优良的正规产品，并通电考机，这样可减少器件出现故障的机率。

3 维修实例2

1）故障现象

某岩性密度仪器下4 500 m 深井后密度值、 值偏高。

2）原因分析及解决3

3）措施

每次仪器要下深井前应进行预防性维护，处理好引线绝缘，对器件连线进行紧固。

4 维修实例3

1）故障现象

仪器无首字，通讯异常。

2）分析及解决方法

首先测量仪器各供电电源正常。根据仪器电路原理分析，此故障出在电子线路通讯板或CPU 板。首先检查CPU 板。（87C51）是MCS-51 系列八位单片机，其自带4 kB 的EPROM，128B 的RAM，32 根I/O 线，两只计数/定时器，最高工作频率12 MHz。它是仪器数据获取、累加、传输的核心。CPU 板按100 Kbit/s 的速率向地面传数，一帧数据包含20 只字节，CPU 板帧数据排列见表1。

表1 CPU 板帧数据排列表

检查CPU 工作正常。通讯板负责下行命令的解码和下传，CPU 中断响应后，将并行数据送入D4，延迟320 s，在/ULK（100 kHz 时钟）作用下，单片机利用时钟同步信号在每一只时钟周期内逐位将数据DATA 送入D1（QQ11139）10，通过上行数据线（D/G）送至遥测短节。检测QQ11139UD/GO 输出信号异常，更换通讯板混合电路模块QQ11139 后仪器正常。

5 结束语

文章列举了一些岩性密度仪器的典型故障，讲述了通过信号流程快速判断问题的方法和步骤，总结了一些维修经验和预防措施，旨在为维修人员提供参考。

[1] 刘福林，宋 存. 测井方法原理[M]. 北京：石油工业出版社，1993

[2] 中国石油测井有限公司. LDLT5450 岩性密度测井仪使用维修手册. 2007（资料）

[3] 韩壮科，解 琪，段 强，等. 绝缘性能对EILog-05 岩性密度测井仪测井曲线的影响[J]. 石油仪器，2009，23（3）