XMAC接收板的常见故障与排除

杨怀韬

(大庆油田有限责任公司钻探工程公司测井公司 黑龙江 大庆 163412)

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XMAC接收板的常见故障与排除

杨怀韬

(大庆油田有限责任公司钻探工程公司测井公司 黑龙江 大庆 163412)

XMAC偶极声波测井仪是5700系列井下仪器之一。近年来XMAC测井时偶尔会遇到波形异常或缺失等问题，故障大多出在接收板上，XAMC的接收板在其接收头1678MB中，接收板可对接收探头所产生的信号进行接收，选择，放大和滤波。根据实际维修，阐述了接收板常见的故障问题，给出了故障的原因分析和维修方法。

XMAC偶极声波测井仪；接收板；故障解析

0 引 言

XMAC仪器为美国原装进口的Eclips-5700仪器，早期故障率较低，且1678MB接收板电路元件全部为贴片式，维修难度大，因此早期一旦确定接收板有问题，直接更换整个电路板。近几年，随着仪器使用时间增长和进口仪器和配件的国产化，1678MB接收板故障率明显升高，为了节约成本，于是我们对有问题的接收板进行更加细致的检查维修。1678MB接收电子线路包括两个接收板，每个接收板可对接收探头所产生的信号进行接收，选择，放大和滤波，接收板的故障会导致XMAC波形缺失或异常。对接收板故障快速、准确的判断，对维修XMAC具有重要意义。

1 XMAC交叉偶极子测井原理

XMAC偶极声波测井仪器由五部分构成：发射线路1678FA，发射探头1678BA，柔性短节1678PA，接收探头1678MB和声波数据采集短节1677EA，其结构示意图如图1所示[1]。1678MB接收阵列由8组32片片状偶极接收传感器组合而成。当测井系统选择了偶极交叉测井模式时，由1677EA产生采集控制信号，激发1678FA激励电路产生发射器激励高压，使得发射器按顺序依次工作，产生声源。1678MB上的接收阵列采集所感应到的声信号。

图1 XMAC结构示意图

2 1678MB故障现象与分析解决

1678MB接收电子线路包括两个接收板，这两块板安装在电子线路骨架上。每个接收板可对4个接收探头所产生的信号进行接收和处理。第一块接收板接收和处理前4个接收探头的信号，第二块接收板接收和处理后4个接收探头的信号[2]。

2.1 故障一

在井底测井过程中，XMAC第二道波形异常。返回后在常温下进行内建测试信号通道测试，未见异常。将电子线路置于加热至120℃，发现第二道波形饱和，异常；其他通道波形正常。

1)故障原因分析

1678MB接收板自动增益部分电路图如图2所示。对第二道进行信号测量发现，在固定增益下，U30增益控制位QG4/QG3( U30-16/ U30-1脚)中，QG4正常为低电平(100 mV以内)，而实际测量为2～3 V，正是因为该增益控制异常而导致波形饱和。

图2 1678MB接收板自动增益部分电路图

怀疑外围电路元件故障所至，更换增益控制芯片U49(U30-16/ U30-1脚分别与U49-7/ U49-6有电气连接)，和外围芯片U30，U31，再次测量U30增益控制位QG4/QG3，故障现象依旧。断开与增益控制芯片U49有电气连接的U30、U31两芯片，测量U49-7脚，故障现象依旧。

1678MB接收板自动增益部分增益控制芯片U49通过增益控制位QG3,QG4向芯片U30,U31发送可控增益信号，故固定增益下，U30增益控制位QG4与正常值不符，有可能是U49或U31故障所导致

怀疑U49插座相关管脚绝缘性能下降。从电路板上移除U49、U30、U31，对比测量U49插座各管脚对地的绝缘，发现U49插座的第4、5、6、7脚对地电阻值为200K，而另外两组增益控制位对应的第11、12、13、14脚对地电阻值均大于20M。这与实际的故障现象一致。

测量U49，U30，U31的外围电阻、电容，未发现异常。怀疑印刷电路板上与U49插座第4、5、6、7脚相连的印刷电路绝缘性降低。

直接用高温电热风扇对电路板加热，在加温后，测得U49插座的第4、5、6、7脚逻辑电平变化明显，高电平12V变为6～7 V，低电平0V变为3～4 V；而对比测量其它同样功能的插座管脚高低电平没有变化。

2)结论

印刷电路板上与U49插座第4、5、6、7脚相连的印刷电路绝缘性低。在高温情况下，控制位电平变化明显，从而逻辑“0 /1”误判，在更换新的电路板以后，仪器恢复正常。

2.2 故障二

小队测井过程中，XMAC第三道波形跳动。返回后在常温下内建测试信号通道测试，第三道波形跳动，增益时大时小。

1)故障原因分析

因测试信号通道测试出现问题，可判断故障应出在测试信号输入之后的电路上，可逐级排查。

1678MB接收板多路选择部分电路如图3所示。用示波器测量测试点ACEG，输出脉冲信号相同，继续往下测量。

测量多路选择芯片U24,U25,U26,U27第8脚，发现U26第三道输出脉冲信号与其它三道不同。

怀疑增益控制芯片U50故障导致。U50-4，U50-5，U50-6脚分别与U26-1，U26-16，U26-15脚有电气连接。将U50与其功能相同的芯片U51交叉后，故障现象依旧。

怀疑多路选择芯片U26故障，焊下相同作用的芯片U27，移除U26后，把U27焊到U26的位置，检测，发现第三道波形恢复正常。

图3 1678MB接收板多路选择部分电路图

把前期损坏的1678MB接收板取回,焊下相同芯片，恢复了这块1678MB接收板。

2)结论

印刷电路板上芯片U26损坏，更换前期损坏接收板上的相同芯片后，仪器恢复正常。但是这种贴片式电路板焊接困难，维修难度大。

3 结束语

鉴于1678MB在XMAC仪器中的重要性，增加对1678MB接收板了解有利于保证XMAC仪器测井的成功率。通过介绍几种故障现象和故障的排除过程，更好地了解XMAC仪器的工作原理，对将来关于XMAC仪器的进一步维修带来方便。

[1] [美]贝克休斯公司. 1678MB Tool manual[Z].2006:143-146.

[2] [美]贝克休斯公司. Instrument Operating Guide[Z].2006:98-102.

Common Failures and Maintenance of XMAC Receiver

YANG Huaitao

(LoggingandTestingServicesCompany,DaqingOilfieldCo.Ltd.,Daqing,Heilongjiang163412,China)

XMAC dipole acoustic logging tool is one of the 5700 series downhole instrument. XMAC logging, in recent years, occasionally meet such problems as abnormal waveform or missing, the fault is mostly on the receiver, XAMC receiver is in the first 1678 MB of receiving, the signals from the receiving sonde receiver, choice, amplify and filter by the receiver. According to the actual maintenance experience, the common problem of the receiver is expounded, the failure cause is analyzed, and maintenance method is gived.

XMAC dipole acoustic logging tool; receiver; fault analysis

杨怀韬，男，1987年生，助理工程师，2010年毕业于黑龙江大学电子信息工程专业，现主要从事仪器维修工作。 Email: yyhhtt3122@163.com

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2016-05-18 编辑：高红霞)