增强型电成像测井仪XRMI 常见故障及维修方法

王 辉 李 斌 聂 聪 俞保才 唐 涛 杨丽丽

(1.中国石油集团测井有限公司长庆事业部 陕西 西安 710201 2.中国石化胜利油田河口采油厂 山东 东营 257000)

0 引 言

增强型电成像测井仪(XRMI)是哈里伯顿公司在原电成像测井仪EMIT 的基础上发展的新一代电成像测井仪，克服了原仪器的不足，提高了仪器的抗干扰能力，分辨率得到了显著提高，可靠性和稳定性也有明显的提升［1］。然而该成像测井仪结构和电子线路以及机械推靠部分均较其它仪器复杂，维修也比较繁琐。本文根据XRMI 在长庆油田测井中遇到的实际问题，对仪器的常见故障进行了判断和分析，总结了维修的方法和流程。

1 XRMI 的结构和原理

XRMI 由电路和芯轴两部分组成，如图1 所示。其机械部分共有6 个推靠臂，均相互独立，每个推靠臂极板上含有25 枚纽扣电极。每块极板上的25 枚纽扣电极一边与电路相连，另一边通过10 Ω 电阻与仪器外壳相连，屏蔽电流是为了能够使主电流完全进入地层。成像芯轴上部和电路部分的钢体外壳用玻璃钢屏蔽着，电流的回路是遥传D4TG。仪器通过装在极板上的纽扣电极测量并绘制地层微电阻率信息，而后对井壁成像［2］。

图1 XRMI 结构示意图

电流从仪器的下部发射到地层，一部分电流(测量电流)来自极板上的电极，其余电流(聚焦电流)则用于聚焦和维持高分辨率测量，每个电极的电流通过10 Ω 采样电阻转换为电压信号，经放大和模数转换作为曲线记录下来，采样间隔为0.1 in(1 in =25.4 mm)，所测曲线反映了地层微电阻率的变化。这种电流变化被转换成彩色图像或灰度图像，浅色代表低电导率，深色代表高电导率。

该仪器内置一个完整的导航包，由三个正交的磁感应加速度仪和三个正交磁倾角仪组成，可提供仪器在井中位置、运动、方向和方位的精确信息。仪器在测井中采集的大量信息通过哈里伯顿的数字交互式遥传系统以数字方式传送到地面［3］。

XRMI 的每个电极均向井壁地层发射电流，能划分厚度为0.5 cm 的超薄层，径向探测深度约为5 cm。由于电极接触的岩石成分、结构及所含流体的不同，可引起电流的变化。而电流的变化又反映了井壁各处岩石电阻率的变化。由此可以在井壁上进行地层微电阻率扫描成像测井。获得的成像测井图像与实际岩心照片一样清晰直观。可用于确定地层倾角和方位，描述油气层的结构及其特征，精确地确定油气层有效厚度。

2 XRMI 常见故障及维修方法

2.1 电流过大

首先关闭电源，卸下芯轴，单独对电子线路短节供电。若此时电流不大，重新将芯轴与电子线路短节相接，去掉所有极板，然后再供电。若此时电流不大，问题则出在极板上，然后将极板逐一安装上，直到找到故障极板。如果将所有极板加上后，仍出现电流问题，问题可能仍然在芯轴，对承压插头进行绝缘检查，查看是否有绝缘问题。

2.2 地面发送命令后，井下仪器无响应

将机械部分拆下，只对电子线路供电时，电流正常，则先断电，用兆欧表对电子线路进行绝缘检查，主要检查与主控模板相连的通信走线是否正常。若从接头到主控模板的走线正常，则先对仪器通电，检查电源部分。如果给主控模板所供电压不合适，则是电源的问题，更换该电源模块。如果所供电压正常，则是主控模板的问题，更换主控模板即可。将机械部分拆下，只对电子线路供电时，电流不正常，则按照电流不正常时的检查思路逐步进行检查。

2.3 发射无输出或输出不正确

在W2 或者W5 模式下，均无发射，在地面面板查看发射输出电压、电流和duty cycle 等发射参数是否正常，以确定发射模板是否正常工作。通讯异常时，检查主控模板功能是否正常。若主控模板的其他功能正常，则对电感和变压器部分进行通断绝缘检查。若通断绝缘检查有问题，则更换相应的电感或变压器。若通断绝缘正常，则是发射模板的问题，更换发射模板。若主控模板的其他功能不正常，则更换主控模板。如果在W2 模式下正常，而仅在W5 模式下无发射时，检查给发射模板供的±15 V 电源是否正常。若不正常，则是电源部分的±15 V 有问题。若±15 V 正常，则是发射模板的问题，更换该模板。如果在W5 模式下正常，而仅在W2 模式下无发射时，则检查供给发射模板的W2 电压是否正常。若电压不正常，则是电源部分的问题。若电压正常，则是发射模板的问题，更换该模板。发射输出不稳定，先检查发射模板上的供电是否正常，如果不正常，则是电源的问题，如果正常，则是发射模板的问题，更换发射模板。如果问题还是没有解决，则更换其外部的电感或者变压器。

2.4 极板无响应

仅一个或几个极板无响应，将无响应的极板换到正常的极板上，如果还是无响应，则是该极板的问题，更换该极板。如果无响应的极板更换到正常的极板位置后，响应正常，则将极板取下，将电子线路到极板的走线理顺，对其进行通断绝缘检查。如果通断绝缘有问题，则更换相应的走线。如果通断绝缘没有问题，将极板接上，检查极板电源控制模板的±5 V 是否正常。如果±5 V缺失，更换极板电源控制模板。如果所有的极板均无响应，先检查电流是否正常，如果电流太低，检查极板电源控制模板的±5 V 输入是否合适。若输入的±5 V 正常，再检查从极板电源控制模板输出的±5 V 是否合适。如果±5 V 输出缺失，更换极板电源控制模板。如果±5 V输入不合适，检查从电源模块的输出是否正常，再检查电源模块到极板电源控制模板的走线是否合适。如果电流正常，再检查处理模板与极板之间的通讯走线是否合适。如果走线不合适，则找出不合适的走线，重新接线。如果走线正常，检查处理模板上的±5 V是否合适，若正常，则是处理模板的问题，更换处理模板。若不合适，则从电源模块开始逐步检查+15 V 缺失的位置，然后采取相应的更换措施。

2.5 极板数据不合适或者干扰大

如果只是部分极板有问题，将坏极板更换到好极板上，若问题还是存在，则是极板的问题，更换新的极板。如果坏极板更换到好极板的位置后，问题消失，则不是极板的问题，则应检查走线和插头是否正常，如果不合适，则采取相应接线或更换插头等措施即可。如果走线和接头都无问题，则是处理模板的问题，更换处理模板。如果所有的极板都存在干扰大的问题，则用示波器测量发射信号。若发射信号正常，则是处理模板的问题，更换处理模板即可。若发射信号不正常，则是发射部分的问题，解决方法参照上述的发射故障的解决办法。

2.6 监测电压不合适

除过与发射相关的电压外，其他所有的监测电压都是通过主控模板上的模数转换器件测得的。如果所有的监测电压都不合适，则是主控模板的问题，更换主控模板。如果只是部分监控电压不合适，用万用表检查不合适的电压所在的位置的电压，如果万用表所测的电压与显示的不合适电压一致，则检查电子线路部分相应的检测点，找出出错的部件，更换之。如果万用表读数显示电压正常，则是主控模板的问题，更换该模板即可。

2.7 次级电流回路不合适

先检查机械部分次级发射的初级和次级线圈的走线，进行线间、线与外壳的绝缘检查。如果绝缘不合适，则重新接线。如果绝缘正常，则检查电子线路部分的走线，主要检查从发射模板到下接头走线的绝缘。若绝缘正常，则继续检查次级回路部分。如果次级回路部分绝缘不合适，则重新接线或者更换变压器。如果发射模板到下接头走线的绝缘不合适，则是电子线路部分有问题，逐步找出问题所在。

2.8 导航数据不合适

如果导航模块上的+15 V、-15 V 和5 V 不合适，则应检查从电源模块出来的相应电压是否合适。如果导航模块上的+15 V、-15 V 和5 V 正常，则应检查导航模块的输入信号是否合适。如果输入信号不合适，拆下导航短节，进行通断绝缘检查。如果导航模块的输入信号正常，用示波器测量导航模块上的TP1，应为每50 ms 变化的电平。如果电平变化不合适，则应检查从主控模板出来的控制信号线是否合适。如果正常，则是导航模块的问题，更换导航模块。如果不正常，则逐步检查主控模板的控制线。

2.9 井径数据不合适

检查电位器是否正常，如果正常，卸下机械部分，用兆欧表测量电位器的阻值，若其阻值不随着井径腿开、收腿而相应变化，在检查走线正常的情况下，则可确定是电位器的问题，更换该电位器即可。若电位器阻值随着井径腿开腿或收腿而相应变化，将电子线路与机械部分相连，但是不供电，找到进入井径信号板的井径信号，若阻值随井径腿变化而变化，则是井径信号板的问题，更换井径信号板。若阻值不随井径腿变化而变化，则可能是走线或者接头的接触问题，找出问题，采取相应的措施。若井径数据含有周期性的噪音，则主要检查电源模块，看其直流是否含有较高的纹波。

2.10 马达问题

马达不转，检查马达绝缘是否正常，若不正常，找出是走线还是马达的问题，着重检查马达上的滤波电容。若马达绝缘正常，从马达引线对马达供以大约90 V 的直流电。若马达不动，则是马达的问题，检查马达上的电容是否正常，若不正常，更换电容，若电容正常，更换新的马达即可。若对马达供90 V 直流电后，马达运转正常，则对整个仪器供电，发送开、收腿命令。若电子线路底部的电压异常，应检查走线或者马达控制模板是否正常。如果马达控制模板上的直流输出电压不合适，逐步检查马达，以找到电压异常的最初位置，采取相应的更换或维修措施。如果马达只向一个方向转，如果从主控模板出来的马达控制线不合适，朝着主控模板的流向逐步找到问题，采取相应的更换或维修措施。如果马达控制线正常，则是马达控制板的问题，更换或者修好即可。若马达转动太慢，检查电子线路底部的电压是否正常，再检查滤波电容上涂的硅胶是否渗到了马达轴心上，如果轴心上有硅胶，则除去硅胶即可。

3 结束语

XRMI 是哈里伯顿公司最先进的电成像测井仪器之一，它在长庆油田超低渗油气藏勘探开发中发挥了重要的作用。该仪器的电路和机械结构均较复杂，通过对使用过程中常见故障和维修方法的总结，可以使以后的维修保养工作更快、更有效地进行，从而保证仪器的正常运转，擦亮发现油气层的“眼睛”。

［1］Halliburton. Extended Range Micro -Imager Tool (XRMI)，LOGIQ Field Operations Manual，Revision D. 2008(资料)

［2］Halliburton. Extended Range Micro - Imager (XRMI)Tool Service Manual，Revision B. 2005(资料)

［3］Halliburton. Extended Range Micro -Imager Tool (XRMI)，INSITE Field Operations Manual，Revision C. 2008(资料)