测井仪器制造过程质量控制

中国石油大庆钻探工程公司测井公司仪器维修中心（黑龙江大庆163412）

■质量

测井仪器制造过程质量控制

张小平，李永柏，赵广平，王丽梅

中国石油大庆钻探工程公司测井公司仪器维修中心（黑龙江大庆163412）

分析了测井仪器制造过程中质量控制的重要性，对制作期、机加期、组装期、调试期、标定期等阶段的潜在危害进行了梳理，从人员培训、防静电工作区设置等方面阐述了静电防护过程的质量控制。认为仪器标定质量控制的关键点在于标定前的安装过程，随意安装导致获取的数据误差大，计算的标定因子不可靠。安装完成后，按照计算机操作平台的提示，即可正确完成标定工作。各种测井仪器标定的质量控制点都不相同，必须严格按照有效的行业标准和油田公司企业标准进行操作,列举3个实例即标准器的控制、声波仪器的标定控制和密度仪器的标定控制。最后就3种仪器焊接及仪器标定的质量控制提高仪器制造质量提出了建议。

测井仪器；质量控制；制造过程；检测点

测井就是沿井身测量钻井地质剖面上地层的各种参数，是油井建设过程中获取井下信息的主要方式之一，包括地层的物理参数、化学参数、地层结构及井身几何特性等各种信息[1]，是合理开发油气和科学钻探的主要依据。同时，测井仪器在野外移动作业，在油气田恶劣井眼环境条件下采集信息，要承受高温高压和较大冲击力考验。高质量的测井仪器具有低的故障率，能够保证测井时效[2]。

1 制造过程中的质量控制

1.1 静电防护[3]

在仪器制造中，由于储存、搬运、拆装、焊接等各工序的接触、碰撞、摩擦等原因产生的物体静电和人体运动产生的人体静电，当积累到一定程度时，会产生相当高的电压。在静电放电或静电感应时，使单极型集成电路等静电敏感元件遭受静电危害和损害，产生立即失效和潜在失效，潜在失效占电子产品失效总数的90%。主要控制点如下:

1）人员培训。对处置和可能接触电子产品的人员进行静电防护知识上岗培训周期培训,考试合格获得上岗资格。

3）防静电工作区的管理。处置任何电子产品，均应在防静电工作区内进行；在入口处设置警示标识；出入人员实行控制；规定区内温度和湿度控制范围。

1.2 焊接过程的质量控制

1.2.1 焊接准备控制

清理电路板上的锈迹、多余的焊锡膏等表面的附着物，露出铜箔本色；用刀片刮出连接线端上的锈层，露出铜色。调整好烙铁温度260℃左右。铜箔表面和导线挂焊锡。焊锡丝的粗细依据焊点大小选择。电路板上和连接线端的锈层没有清理干净，是形成虚焊的主要原因。

1.2.2 焊接过程控制

将挂焊锡丝的导线和电路板铜箔并放，利用烙铁将2个焊锡融合，向右上45°方向迅速移开烙铁，结束焊接。导线和电路板铜箔上的焊锡刚一完全融合，将烙铁赶快撤离。焊接质量主要在烙铁撤离的时间和方向控制。畸形焊包括焊锡凹陷、拉尖、焊面过度氧化和焊锡堆积等，是产生接触电阻大和电路干扰的原因。

1.2.3 CMOS元件的焊接控制

焊复合互补金属氧化物半导体（CMOS）集成块。先找一块比集成块稍大的铝箔和一块平整的泡沫塑料。铝箔平放在塑料泡沫上，将CMOS集成块垂直插入泡沫塑料后随即拔起，使铝箔附在集成块上以使引脚全部短路。然后将集成块插入线路板的规定位置，像焊其他集成块那样焊接，焊好后撕去铝箔即可[4]。焊绝缘栅场效应管。保留原塑料套管或保护铝箔，用一段细裸铜丝在管脚根部绕3~4圈，使管脚可靠地接在一起。然后将细裸铜丝两端拧好，去掉原保护层，正常焊接。

我的青春似乎总是和夜晚有着千丝万缕的联系。比如今天，我刚从监狱出来，不可能在光天化日之下走进熟悉的城市，只能选择夜晚。这个夜晚，我要去三个地方。首先要见米米，我为她进的监狱，再就是我的哥们儿一浩。我还要去哥哥嫂子那里，如果他们愿意，那里也许还会是我的家。

1.3 仪器标定的质量控制

仪器标定质量控制关键点在于标定前的安装过程，随意安装导致获取的数据误差大，计算的标定因子不可靠，失去获取合格测井资料的基础。安装完成后，按照计算机操作平台的提示，即可正确完成标定工作。各种测井仪器标定的质量控制点都不相同，必须严格按照有效的行业标准和油田公司企业标准进行操作,举3种仪器为例。

1.3.1 标准器的控制

标准器必须与相应的仪器配套使用，而且处于在检定周期内合格有效的状态，是保证仪器标定质量的基础。

1.3.2 声波仪器的标定控制

隔声体皮囊外侧附着的原油等污染物清理干净，减小声阻抗，减少声波幅度衰减；整个声系处于相同的介质内，避免发射声波在介质界面朝接收器相反的方向反射；声波仪器扶正器安装紧固完全，保证声波从仪器传感器到井壁的路径相等，保证声波计算结果精度。声波探头置入仿真自由套管内，加入足够清水，把仪器全部浸入，加压至（3±0.1）MPa,仪器交流供电（180±10）V，预热30~35min。

1.3.3 密度仪器的标定控制

在仪器周围10m内没有其他的放射性源情况下，采集本底值；密度仪器的刻度线与标准刻度岩块的标记线距离控制在±3.5mm以内；密度仪器探头的窗口向下垂直正对标准刻度岩块中心，偏转控制在±3°内；对仪器施加压力，控制在(1.5±0.1)kPa以内；安装放射性源准确到位，源仓门关闭严实，固定螺杆彻底拧入；注入足够清水，把仪器全部浸泡，处于现场使用相同的状态。每个数据的采集时间控制在300s以上。仪器交流供电（180±10）V，预热30~ 35min。

1.3.4 双侧向仪器的标定控制

标准地层模拟盒接线柱与电极连接线之间的接触电阻为R1，电极连接线自身阻值为R2，电极连接线与仪器电极之间的接触电阻为R3，电阻值之和R1+R2+R3≤0.5Ω，仪器交流供电（180±10）V，预热30～35min。

2 制造过程质量控制的建议

2.1 虚拟制造技术的应用

虚拟制造技术（Virtual manufacturing technology，VMT）是在以计算机为核心的虚拟空间内把生产要素转变为虚拟产品及制造机能的全部行为，涵盖了从产品概念、结构设计、生产场地规划、制造工艺、生产流程、性能测试、市场销售等全过程[5]，是一种处在应用前沿的制造技术。

VMT技术在测井仪器制造中的应用主要体现在两个方面，一是在互动性三维可视化环境下，利用计算机仿真技术和计算机虚拟技术通过模拟来评估和优化制造过程，在实际制造前发现问题，在不消耗实际生产资源的情况下找出最优方案，达到提高产品质量、缩短周期的目的，在“以生产为中心的虚拟制造”中可以快捷优化生产计划和制造环境的配置，同时对仪器产品的质量检测以及工序管理进行控制。另一方面，可以实现仪器制造活动的虚拟化，实现机械与人之间的人机合一，对仪器性能进行试验与评价，从而减少仪器制造过程中技术实现的随意性，降低制造成本，增强仪器可靠性，延长使用寿命，提高整体效能。

2.2 复合型质量控制体系的建立

十多年以来,国内测井公司获得ISO 9000质量保证体系认证证书后,质量管理体系都得到有效运行，并且时刻关注顾客需求的变化，持续改进质量管理体系和业绩，保证产品质量不断提高。但是ISO 9000质量保证体系有其自己的不足，一方面以文字为载体的管理标准体系，主要是人工运作，其运作过程有一定的弹性。ISO 9000体系的推行缺乏有效的固化手段，虽然ISO 9000标准倡导文件化，这是对质量管理制度及作业流程的固化，但由于文件与业务是可分离的，企业业务运作是否按照文件的要求执行会因企业管理水平、员工的质量意识的不同而相差甚远。另一方面ISO 9000只关注企业的物流和信息流，不关注资金流。

制造执行系统（Manufacturing Execution System, MES）能够通过信息的传递，对从订单下达开始到产品完成的整个产品生产过程进行优化的管理，是企业资源系统（Enter-prise Resource Planning，ERP）的子集，可以为提高测井仪器制造质量提供有效手段。与IS0 9000体系比较，ERP系统重点在于资源优化和质量提高。

制造执行系统的建设使用，有中石油全面推广ERP系统的良好条件基础。ERP系统和ISO 9000体系相互融合，既有利于推进企业信息化建设，也有利于ISO 9000质量管理体系的稳定运行。推广MES系统，建议研究测井仪器在线质量管理系统设计，满足对测井仪器质量管理的实时动态性、可视化和交互性的要求，进一步提高仪器质量。

2.3 制造过程信息采集与共享技术

全过程采集仪器制造和使用信息，利用智能手机、平板电脑、摄像头、便携式检测设备及快速检测设备将采集到的信息，通过云存储在采购销售、制造、野外采集、绘解计算、过程控制以及维修保养等多部门之间共享，可以提高仪器质量的可控性和可追溯性。因此车间和测井现场的便携检测设备的开发和推广，快速监测方法，信息共享软件，仪器制造信息数据库都是未来急需的研究方向。

2.4 质量保证审核制度的建立

为了确保仪器制造过程质量控制，除了推动质量保证技术的研发、质量保证技术标准和规范的制修订及推广外，还应该在决策层面上提高管理力度。如根据不同的制造规模，确立相关的制造责任单元，确立明确的质量保证审核小组，对制造过程进行对标审核，对制造过程的质量隐患进行风险评估并提供解决方案，开发优质、高效、稳定、低能耗物耗的制造技术，并对制造人员进行指导。仪器制造审核可扩展至整个仪器使用、销售、维修过程的审核，由装备部门负责。除了从财务的角度对投入的资金额进行审核，还要对仪器制造的方案、流程进行严格把关，把使用、维修获得的智慧汇入到制造方案中去。建立仪器质量保证审核制度不仅可以保障仪器质量，还可以提高仪器技术性能，延长仪器使用寿命，降低生产成本，提高市场竞争能力。为了建立仪器质量保证审核制度，需要开展大量的理论基础研究。

3 结束语

测井仪器制造可以满足科研新成果推广的需要，也是提高企业经济效益，促进经济增长的需要。促进测井仪器制造质量是保证测井资料准确性的基础，其重要性在于准确解释和评价地层结构，更在于精细描述油气藏和准确发现油气层，提高石油产量。制造过程的质量控制基础措施是做好静电防护，消除仪器的潜在失效和立即失效。在全面分析仪器制造质量潜在危害的基础上，质量控制的关键点是容易产生人为差错的焊接和标定过程，更好地指导仪器制造。根据企业的发展需求，从科技引领、制度建设和文化建设等方面出发，提高仪器制造技术和建立质量标准，是全体测井科技和工程技术人员所面对的巨大挑战和机遇。

[1]张明德.加强质量管理提高企业质量安全[J].石油工业技术监督，2014，30（11）：58-60.

[2]连经社,王树山.采油工艺[M].北京：中国石化出版社，2011.

[3]董国永.安全监督[M].北京：石油工业出版社，2003.

[4]马风才.质量管理[M].北京：机械工业出版社,2009.

[5]崔文峰.创新质量管理机制推进企业卓越发展[J].石油工业技术监督，2012,28(9)：47-50.

本文编辑：左学敏

The importance of quality control in the manufacturing process of the logging instrument is discussed.The potential hazards in the design period,the machining period,the assembly period,the debugging period and the calibration period of the logging instrument are analyzed,and the quality control in the static electricity prevention process is described from personnel training and anti-static electricity working area arrangement.It is held that the key of the quality control in the instrument calibration is the installation process of the instrument before the calibration,and the random installation will lead to a large data error and an unreliable calibration factor.After the installation is completed,the calibration work is carried out according to the prompts on the computer operating platform.The quality control points in the calibration of different well logging instruments are different,and the calibration operation must strictly implement industry standards and the enterprise standards oil field company.

logging instrument;quality control;manufacturing process;detection point

2015-06-25

张小平（1969-），男，高级工程师，主要从事测井仪器研制及维修工作。