張文博 張文安

(西安方元能源工程有限責(zé)任公司 陜西西安)

MIT5530陣列感應(yīng)常見(jiàn)故障與檢修

張文博 張文安

(西安方元能源工程有限責(zé)任公司 陜西西安)

文章根據(jù)作者的實(shí)際維修經(jīng)驗(yàn),闡述了如何判斷陣列感應(yīng)曲線的好壞,陣列感應(yīng)的常見(jiàn)問(wèn)題都有哪些,如果定位出陣列感應(yīng)的故障點(diǎn),如何針對(duì)不同的故障進(jìn)行維修。

陣列感應(yīng);線圈系;測(cè)井曲線;故障

0 引 言

MIT5530陣列感應(yīng)成像測(cè)井儀器由中石油集團(tuán)測(cè)井有限公司研制。基于電磁感應(yīng)測(cè)量原理的MIT5530陣列感應(yīng)測(cè)井儀(Multi-Array Induction Logging Tool)是測(cè)量地層電導(dǎo)率的一種測(cè)井方法。傳統(tǒng)的感應(yīng)測(cè)井是利用多個(gè)發(fā)射線圈、多個(gè)接收線圈分別串聯(lián),產(chǎn)生具有固定探測(cè)深度和縱向分辨率的線圈系特性,屬于硬件聚焦類(lèi)型。而陣列感應(yīng)成像測(cè)井采用具有多個(gè)間距的8個(gè)簡(jiǎn)單的線圈陣列基本結(jié)構(gòu),這些基本的線圈陣列特性經(jīng)軟件合成聚焦等處理,可以得到具有多種縱向分辨率、多種徑向探測(cè)深度的探測(cè)特性。它具有多種工作頻率、豐富的虛部信號(hào),可以使趨膚校正更方便、準(zhǔn)確,也拓寬了地層電導(dǎo)率的測(cè)量范圍。因此,它具有比常規(guī)電阻率儀器更準(zhǔn)確、更直觀的解釋結(jié)果,具有較強(qiáng)的劃分薄層及反映層內(nèi)的非均質(zhì)性能力,能直觀合理地描述地層侵入特征和地層真電阻率,成為解決復(fù)雜非均質(zhì)儲(chǔ)層測(cè)井解釋的重要手段。

陣列感應(yīng)成像測(cè)井儀器主要由電源短節(jié)、數(shù)據(jù)采集短節(jié)、前放預(yù)處理短節(jié)、線圈系(含壓力平衡短節(jié))、發(fā)射短節(jié)等部分組成。電路包括電源電路、DSP數(shù)據(jù)采集與處理電路、前放及預(yù)處理電路、帶通及程控增益放大電路、DTB/CAN接口電路、二級(jí)刻度電路、輔助測(cè)量電路、發(fā)射電路等。

陣列感應(yīng)測(cè)井儀比較復(fù)雜,容易出現(xiàn)故障,故障點(diǎn)也比較多。本文將闡述如何判斷陣列感應(yīng)的好壞,如何排除陣列感應(yīng)故障。

1 MIT5530陣列感應(yīng)儀器的故障判斷

陣列感應(yīng)儀器的故障可以從監(jiān)控曲線QC判定和測(cè)井曲線合理性判定。

1.1 QC曲線判定

MIT5530儀器質(zhì)量監(jiān)控曲線QC數(shù)值變化范圍應(yīng)小于10%,且QC曲線無(wú)突變。否則需重新加電測(cè)井。

1.2 原始曲線合理性判定

MIT5530原始曲線在典型地層情況下應(yīng)符合理論響應(yīng)。其典型地層主要有:均質(zhì)地層響應(yīng),有井眼無(wú)侵入厚層,高侵厚層,低侵厚層情況下理論響應(yīng)。在判斷原始曲線關(guān)系時(shí),應(yīng)選擇典型厚層進(jìn)行曲線關(guān)系分析,如果測(cè)井曲線與理論圖版相符,即儀器工作狀態(tài)正常,否則儀器不正常。

2 MIT5530陣列感應(yīng)常見(jiàn)問(wèn)題及影響因素

陣列感應(yīng)常見(jiàn)問(wèn)題有:無(wú)通信,曲線跳,曲線亂序,某一道曲線缺失等。MIT5530陣列感應(yīng)常見(jiàn)問(wèn)題是由以下幾點(diǎn)引起的:發(fā)電機(jī)頻率不符合要求;儀器未安裝扶正器;刻度文件加載錯(cuò)誤;儀器油溫平衡不夠;硬件故障等[1～3]。

2.1 發(fā)電機(jī)頻率不符合要求

MIT5530儀器正常工作纜頭電壓范圍是200 V～220 V,工作頻率范圍應(yīng)在49 Hz～50.2 Hz范圍內(nèi),頻率過(guò)高(大于51 Hz)會(huì)導(dǎo)致井下DSP由于采集時(shí)間不夠引起時(shí)序紊亂。儀器供電時(shí)地面面板電流應(yīng)小于400mA,大于280mA。特別在電流大于400mA時(shí),應(yīng)及時(shí)關(guān)電并查明原因。如果發(fā)電機(jī)頻率不正常,則會(huì)導(dǎo)致曲線異常,曲線會(huì)出現(xiàn)有規(guī)律的亂跳。

2.2 儀器未安裝扶正器

根據(jù)感應(yīng)測(cè)井的理論原理,感應(yīng)測(cè)井時(shí),儀器要盡可能的在井眼中居中,MIT5530測(cè)井過(guò)程中推薦安裝金屬燈籠體扶正器(效果最好),其次可以安裝橡膠扶正器。MIT5530儀器嚴(yán)禁無(wú)扶正器測(cè)井,特殊井況不能加扶正器,測(cè)井需注明測(cè)井條件。不加扶正器的話,曲線會(huì)在大井眼處出現(xiàn)上跳。

2.3 儀器刻度文件加載錯(cuò)誤

MIT5530陣列感應(yīng)儀器測(cè)井時(shí)電子儀和線圈系應(yīng)配套使用,測(cè)井時(shí)必須仔細(xì)核對(duì)儀器相關(guān)刻度文件,確?？潭任募c儀器號(hào)保持一致。儀器在每次采集到數(shù)據(jù)后,要根據(jù)刻度文件得出的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。Qc正確值的范圍0.9～1.1之間,數(shù)值變化范圍應(yīng)小于10%。且QC曲線無(wú)突變。如果刻度加載錯(cuò)誤的話,Qc值就不在0.9～1.1這個(gè)范圍之內(nèi),曲線就會(huì)出現(xiàn)異常。

2.4 油溫平衡不夠

MIT5530儀器下井穿過(guò)套管即可進(jìn)行儀器加電預(yù)熱;測(cè)井時(shí)先將儀器下至井底,以600 m/h測(cè)速上提200 m左右,不做記錄,觀測(cè)遙測(cè)溫度TTMP與MIT儀器線圈系內(nèi)部溫度TMP之間溫度差小于5℃,再下至井底進(jìn)行測(cè)井。測(cè)井時(shí),如果油溫不平衡,則會(huì)導(dǎo)致測(cè)井曲線異常,一般在井底的一段曲線會(huì)出現(xiàn)跳變,隨著測(cè)井的進(jìn)行,油溫慢慢平衡,曲線會(huì)慢慢恢復(fù)正常。

2.5 硬件故障

除了發(fā)電機(jī)頻率不符合要求,儀器未安裝扶正器,刻度文件加載錯(cuò)誤,儀器油溫平衡不夠?qū)е虑€異常外,其它的曲線異常大都是由硬件故障引起。要排除陣列感應(yīng)硬件故障,就必須首先完全搞清楚陣列感應(yīng)的硬件電路原理。陣列感應(yīng)的硬件電路比較復(fù)雜,每一塊硬件電路都有可能出現(xiàn)故障,搞清楚發(fā)射和接收信號(hào)的流程很重要。陣列感應(yīng)組成框圖如圖1所示。

陣列感應(yīng)14個(gè)二級(jí)刻度值用于判斷發(fā)射和接收通道電路是否正常;AD通道刻度值用于判斷程控增益放大電路,A/D轉(zhuǎn)換通道電路是否正常。在儀器正常時(shí),AD通道刻度值一般為20左右,值比較恒定。

圖1 陣列感應(yīng)電路組成框圖

在陣列感應(yīng)曲線出現(xiàn)異常時(shí),首先確定是由什么原因引起的曲線異常,如果確定是硬件故障引起的曲線異常,則首先要在軟件中看二級(jí)刻度值是否正常,二級(jí)刻度值正常的話,要檢查系統(tǒng)發(fā)射通道電路和接收通道電路是否正常。在此種情況下,曲線出現(xiàn)亂序的話,一般是刻度文件加載不正確引起的;在用橡皮錘敲擊電路時(shí),曲線出現(xiàn)跳變,則是接觸不良,此時(shí)要用橡皮錘逐個(gè)敲擊每塊電路板來(lái)檢查,以達(dá)到確定出接觸不良的是那塊電路板;如果系統(tǒng)的二級(jí)刻度值不正確,則要看AD刻度值是否正確,如果AD刻度正確的話,則有可能是系統(tǒng)的帶通電路,前置放大電路,發(fā)射電路有問(wèn)題,此時(shí)若是道信號(hào)有問(wèn)題,應(yīng)對(duì)該道信號(hào)通路電路逐個(gè)排查,排查的方法是用示波器量各級(jí)輸入和輸出信號(hào),以此確定出是哪級(jí)電路出現(xiàn)故障。如果AD刻度值不正確,則是系統(tǒng)的程控增益放大電路和A/D通道電路出現(xiàn)故障,然后對(duì)該道信號(hào)逐級(jí)排查。陣列感應(yīng)06和09線圈公用一個(gè)道,12和15線圈公用一個(gè)道,21和27線圈公用一個(gè)道,39和72線圈公用一個(gè)道;如果陣列感應(yīng)二級(jí)刻度值沒(méi)有數(shù)值,AD刻度值也沒(méi)有數(shù)值,則有可能就是系統(tǒng)通信電路和DSP采集電路出現(xiàn)故障。首先排查通信電路,通信電路出現(xiàn)故障,一般是HA-4900芯片壞。如果通信電路正常,則是DSP采集電路壞;如果陣列感應(yīng)曲線,偶爾出現(xiàn)跳變,一般也是通信電路損壞。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文是根據(jù)作者的實(shí)際維修經(jīng)驗(yàn),論述了如何判斷陣列感應(yīng)儀器的故障,陣列感應(yīng)常見(jiàn)問(wèn)題,根據(jù)不同問(wèn)題如何維修。不正確之處請(qǐng)讀者指正。儀器檢修需要理論知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)積累,在實(shí)際工作中要不斷思考和總結(jié),對(duì)問(wèn)題舉一反三,日積月累,檢修技能也就會(huì)不斷提升。

[1] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京;高等教育出版社,1998

[2] 王 群,龐彥明,郭洪巖.礦場(chǎng)地球物理測(cè)井[M].北京;石油工業(yè)出版社,1993

[3] 中石油集團(tuán)測(cè)井有限公司.陣列感應(yīng)使用維修手冊(cè).2005(資料)

P631.8+3

B

1004-9134(2011)03-0032-02

張文博男,1982年生,助理工程師,2004年獲華中科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)士學(xué)位,2010年獲西安交通大學(xué)電子與通信工程專(zhuān)業(yè)碩士學(xué)位,現(xiàn)從事石油測(cè)井儀器的研發(fā)和檢修工作。郵編:710201

2010-11-05編輯劉雅銘)

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