石油測井儀器可靠性設(shè)計及穩(wěn)定性評價

周慧穎(大慶鉆探工程公司測井公司，吉林 松原 138000)

石油測井儀器可靠性設(shè)計及穩(wěn)定性評價

周慧穎(大慶鉆探工程公司測井公司，吉林 松原 138000)

石油測井儀器是一種專門用于探測油井的設(shè)備，隨著現(xiàn)代石油開發(fā)力度的增大，對石油測井儀器的應(yīng)用頻率也越來越高。若想確保石油測井質(zhì)量，得到準確可靠的測井數(shù)據(jù)，首先要保證測井儀器的可靠性及穩(wěn)定性,這就要從設(shè)計和評價方法入手,筆者結(jié)合實際，對石油測井儀器可靠性設(shè)計及穩(wěn)定性評價方法進行分析，供同業(yè)者參考。

石油測井儀器；可靠性；穩(wěn)定性；設(shè)計；評價

1 石油測井儀器的可靠性設(shè)計方法

1.1 機械可靠性設(shè)計

無論是在制作、生產(chǎn)、利用、運輸以及維修當中，石油測井設(shè)備都會經(jīng)受各種機械作用，例如發(fā)動機所造成的振動作用、爆炸、碰撞等所造成的沖擊作用等。一般情況下，石油測井儀器在運行過程中都是處于受振狀態(tài)的，而受沖擊、振動等的影響，儀器設(shè)備中的一些電子元器件和機械結(jié)構(gòu)等即可能會發(fā)生損傷，乃至出現(xiàn)損壞。而為了解決這一問題，確保石油測井儀器能夠在不等的機械振動和不同的沖擊環(huán)境內(nèi)正常運行，必須要進行機械可靠性設(shè)計。首先要對儀器骨架進行抗震設(shè)計。共振的產(chǎn)生會導(dǎo)致石油測井儀器的部分元器件及設(shè)備整體受到嚴重破壞，因此對其進行抗振設(shè)計的中心思想就是防止共振。一般在石油測井儀器骨架固有頻率的計算中，通過設(shè)計方法使其＞200Hz，即可避免出現(xiàn)二者共振的現(xiàn)象。其次是對探測器進行防沖擊及抗振設(shè)計。探測器是放射性測井儀器中最薄弱的一個部分，其運用了玻璃器件光電倍增管和晶體，十分易碎。在其的可靠性設(shè)計中，防沖擊及抗振設(shè)計非常重要，目前常使用減振器將沖擊與振動影響進行隔離，并加強儀器剛度和強度，以此來提高其防沖擊性能和抗振能力。

1.2 電氣可靠性設(shè)計

電氣可靠性設(shè)計是基于對石油測井儀器的電子元器件的失效規(guī)律的扎實掌握。目前常用的可靠性保障技術(shù)主要有：元器件的選擇和篩選、噪聲的抑制、熱設(shè)計以及變壓器的三防設(shè)計等等。首先，在元器件的選擇和篩選方面，由于相較于具有特定用途的等級和產(chǎn)品應(yīng)有的等級而言，若選擇具有很高溫度和質(zhì)量等級的元器件，則必然會產(chǎn)生較大的浪費，而若選擇等級較低的元器件，則又無法滿足儀器的可靠性設(shè)計要求，因此在實際設(shè)計時，元器件的選擇和篩選應(yīng)當要遵循降額運用的原則。其次，在噪聲的抑制方面，通過利用雙絞屏蔽線，可以合理屏蔽電磁干擾，以保證數(shù)據(jù)傳送的可靠性和準確性，同時通過優(yōu)化印刷板引線布局，能夠進一步抑制電源所帶來的干擾。第三，在熱設(shè)計方面，通過對吸熱與隔熱結(jié)構(gòu)進行合理設(shè)計，從而延長石油測井儀器的穩(wěn)定工作時間，確保儀器的保溫性能，并且對于部分大功率的器件還要進行進一步的散熱設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計其安裝方式，以防止元器件因局部過熱而發(fā)生損壞。最后，在變壓器的三防設(shè)計方面，由于石油測井儀器中運用的變壓器的型號較多，所引發(fā)的問題也較多，因此在實際設(shè)計中最好是采取三防設(shè)計，即在變壓器的安裝結(jié)構(gòu)與鐵芯間進行端封處理或者灌封處理，對線包進行絕緣處理，以使安裝結(jié)構(gòu)、鐵芯以及線包組成一個整體，以增強變壓器的整體可靠性。

2 石油測井儀器的穩(wěn)定性評價方法

2.1 常規(guī)方法及局限性分析

在石油測井儀器的開發(fā)與制造過程中，必須要對儀器的穩(wěn)定性進行科學(xué)有效的評價。而常用的石油測井儀器穩(wěn)定性評價方法，通常是電源拉偏試驗、高溫穩(wěn)定性試驗以及長期穩(wěn)定性試驗等。雖然站在時間與空間的角度上來看，這些試驗都是互無關(guān)聯(lián)、各自獨立的，但實際上它們都是將儀器的使用特征進行了靜態(tài)割裂，而并未對儀器的使用特征進行精確模擬。在實際測井工作當中，石油測井儀器往往會同時受到多種應(yīng)力的作用，而這種情況是無法在常規(guī)方法中體現(xiàn)出來的，因此也不能很好地反映出儀器的穩(wěn)定性。

2.2 新的穩(wěn)定性評價方法分析

改進后的石油測井儀器穩(wěn)定性評價方法，具有如下特點：首先，增長了高溫試驗階段的最高溫度恒溫時間，延長了全程溫度試驗階段的時間周期。通常在石油測井過程中，每個井段應(yīng)測量至少兩次，但期間石油測井儀器所承受的溫度會發(fā)生改變，只不過再改變也不會超過最高溫度，因此通過最高溫度來進行模擬非常合適。全面分析發(fā)現(xiàn)，高溫試驗的最高溫度恒溫時間為3小時，實際測井時間一般在8小時以內(nèi)，因此溫度試驗的時間周期設(shè)計為8小時最具代表性。其次，每個環(huán)節(jié)都要進行電源拉偏試驗和沖擊振動試驗。實際石油測井過程可分為四個階段，分別是：升溫階段、常溫階段、最高溫度恒溫階段以及降溫階段，而各個環(huán)節(jié)都要進行電源拉偏試驗。而在試驗過程中，若石油測井儀器保持靜止狀態(tài)，則無法體現(xiàn)出具體情況，所以還需進行沖擊振動試驗。

3 結(jié)語

綜上所述，石油測井是石油勘探開發(fā)中的一項重要工作，而石油測井儀器則是一種重要的儀器設(shè)備。為確保石油測井儀器設(shè)計的可靠性，要重視機械設(shè)計和電氣設(shè)計，積極運用可靠性保障技術(shù)。而對于石油測井儀器的穩(wěn)定性評價，則需要在傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上采取新的辦法，以提高評價的準確性。

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周慧穎(1987- )，女 ，吉林松原人，助理工程師，本科，主要從事測井電纜張力刻度，三相流模擬井下刻度裝置使用，泥漿杯電阻率盒刻度等工作。