SL6680数字声波测井仪波形干扰的分析与处理

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(1.中石化中原石油工程有限公司地球物理测井公司 河南 濮阳 457001;2.中石化中原石油勘探局有限公司车辆管理中心 河南 濮阳 457001)

0 引 言

SL6680数字声波测井仪可取得包括纵波、横波的幅度和速度在内的各种信息，对时差测井、固井质量以及裂缝性地层的证实起着积极的作用[1]。通过对仪器的使用跟踪，施工小队反映声波波形存在不同程度的干扰现象，影响了时差测井曲线的质量。

由于数字声波测井仪的所有工作都是受地面系统控制的，包括发送参数表和数据采集，所以地面系统与井下仪器的通信尤为重要。因此这里认为地面系统工作是正常的，地面系统与井下仪遥测通讯短节3514的通信是正常的，且数字声波的通信短节SL6667EA与SL6680的声系相连，SL6667EA与线路短节均是正常的，在此前提下对出现的故障现象进行分析判断。

1 故障分析与处理

1.1 声系的结构与原理介绍

SL6680数字声波测井仪声系部分主要有T1、T22个发射换能器和R1、R2、R3、R44个接收换能器构成，2个发射晶体之间为2个发射变压器，通过32芯承压转接头和承压块将声系与通信短节部分连接。上述全部器件、机械零部件以及导线等装载一皮囊内，囊内充以硅油，既保护了囊内的零部件，又使声波信号能很好的向外耦合[2]。

SL6680数字声波测井仪是对阵列声波信号进行数据采集，然后将采集后的数据按照要求编码并通过仪器接口上传到地面系统。在井下，声系的发射换能器晶体振动，引起周围介质的质点一起发生振动，便产生向井内泥浆及岩层中传播的声波[3，4]。采用两个换能器相控发射，不仅增加了发射能量，提高了接收波形的原始幅度，而且减少了发射对基线的干扰[5]。

排列在仪器最上端的为发射晶体XMIT1和XMIT2，接收阵列位于仪器的最下端，包括4个响应频率范围在1～20 kHz的接收晶体。且发射换能器T1与T2距离2 ft(1 ft=304.8 mm)，而T2与接收换能器R1距离3 ft[1]。6个换能器同轴，靠固定支架支撑。仪器的高压引线皆是由屏蔽导线而连接，且为了和其他测井仪器组合，声系内部有19条贯通线。因此，高压引线的性能好坏是声系部分是否对波形干扰的关键点。

1.2 故障分析

波形干扰说明有一个或几个部件单独或合并存在接触不良和屏蔽性能低的现象。为了验证这一点，我们随机抽取2支探头与SL6667EA以及3514进行配接，将探头放置烘箱内进行加温，并用勾头扳手旋转仪器到不同角度，模拟仪器井下工作状态，地面仪器面板上可以清晰看到波形的存在，但是波形显示不正常，出现干扰现象。将正常测井的SL6667EA和该仪器的声系配接，波形干扰依旧存在。正常测井的仪器波形如图1所示。

图1 正常测井的仪器波形图

发生故障的仪器波形如图2所示。

图2 故障仪器的波形干扰图

通过图1图2的对比，可以明显地看出故障仪器的第4道接收波形出现干扰。

对仪器的声系部分进行FIT电性检查，检测发射T1、T2相对应的19芯、20芯、21芯，接收R1、R2、R3、R4相对应的23芯、24芯、25芯、26芯、5芯、6芯、18芯、22芯对外壳绝缘电阻值，发现部分插芯绝缘电阻值在10～50 MΩ之间，表1为温度在175 ℃时的现场检测数据，未全部达到对地绝缘电阻值≥100 MΩ的要求。

表1 现场检测数据表

1.3 故障处理

通过市场调查与讨论，对配件的材料进行了优选分析，并逐步开始进行了如下改进：

1)调整原32芯承压转接头的DAP模压塑料材料为PEEK聚醚醚酮材料，调整原插针铍青铜的插针为锡青铜材料，提高耐温性能、耐磨性能和绝缘性能。

2)调整原簧片式接触插针的结构为四瓣式接触的插针，增加了接触点，使其在仪器对接的时候接触更牢靠，如图3所示。并根据四瓣式插针结构，调整32芯承压转接头的插孔尺寸，由原Φ(2.4+0.5)mm调整为Φ(2.4±0.05)mm，使其在仪器对接的时候接触更牢靠。且焊接32芯承压转接头时，注入插孔内的焊锡量要适中，避免造成绝缘性能低或接触不良等现象。

图3 插针结构优选前后对比图

3)将原发射换能器的高压输入双芯单层屏蔽改为双芯双层屏蔽导线，原接收换能器的单芯单层屏蔽改为单芯双层屏蔽导线，增加了屏蔽性能。

1.4 应用效果

通过改进，SL6680数字声波测井仪所测得的波形质量大大提高，减少了因声系部分原因造成的声波测井曲线质量降低现象。改进后的仪器先后在TH12391、宜参1井、SSL19等井进行测井施工，结果证明波形无干扰、质量高，如图4所示。

图4 波形无干扰显示图

3 结束语

经过这次SL6680数字声波声系部分对波形干扰的故障分析，得出以下经验：

1)声波测井曲线、显示波形都可以作为判断故障的有效手段。

2)加强故障处理后的仪器跟踪与使用，绘制出SL6680数字声波测井仪的32芯承压转接头的机械图并存档，以便以后维修工作中查阅使用。

对于测井仪器在现场施工中出现的问题，用理论指导实践，不仅减少了仪器故障，还提高了测井时效，保障了测井生产任务的顺利进行。