EIlog电极系测量电路原理分析与故障处理方法

谯晓容 罗明和 鲁永梅 顾秀红 许为民 赵成刚 王宝锋

(1.中国石油集团测井有限公司华北事业部 河北任丘) (2.渤海石油职业学院 河北 任丘)

EIlog电极系测量电路原理分析与故障处理方法

谯晓容1罗明和1鲁永梅1顾秀红1许为民1赵成刚1王宝锋2

(1.中国石油集团测井有限公司华北事业部 河北任丘) (2.渤海石油职业学院 河北 任丘)

介绍了EILog电极系测量仪器原理与电路组成,对电极系测量电路的刻度控制方式和信号的流程进行了重点说明;对仪器使用中容易出现的故障用案例进行了分析,并提出了合理的处理方法。

电极系测量;电路分析;故障分析;处理方法

0 引 言

电极系测量是EIlog专用辅助测量仪器串中重要的测井项目,它包括4 m、2.5 m、0.4 m测量项目,是每次裸眼测井必测项目。EIlog快速测井平台系统采用DTB、100K遥测通讯方式,专用辅助测量仪器串包含三参数、遥传GR、连斜-电极系-X-Y井径组合测井仪器。电极系、X-Y井径的供电、测量和状态控制等方面,在刻度、信号的传输处理上与其它数控测井仪器完全不同,检修方法也有所不同。本文通过对EIlog电极系测量原理和电路认真分析,针对生产中仪器发生的各种问题现象采取相应的处理方法、对快速提高电极测量仪器故障排除方法进行了介绍。

1 EIlog电极系单元电路分析

1.1 电极系刻度电路

电极系刻度是通过地面向井下仪器发送“高刻”、“零刻”两种命令来完成。通过改变6个继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6不同的连通方式,给电极测量模块ELDJ01输入端提供恒流I在R1、R2、R3各高刻电阻上产生的电压降、完成“高刻”任务,得到仪器的高刻度值。4 m电极高刻值为4.7 V,2.5 m电极高刻值为1.2 V,0.4 m电极高刻值为1.1 V。

短路电极测量摸块输入端完成“零刻”任务,得到仪器的零刻度值。刻度电路如图1所示。

1.2 电极系测量电路

图1 刻度电路图

在“测井”状态下,恒流I通过A、B两个供电环向地层供电,通过电极系上的6个测量电极环M1-N1、M2-N2、M3-N3测量得到地层4 m、2.5 m、0.4 m电阻率信号。经过高通滤波器,送入电极测量专用模块ELDJ01进行处理、得到地层25 Hz方波信号、通过相敏检波器、同相放大器,最后输出直流信号送入数据处理板进行A/D转换和编码,通过DBT接口传送到井下遥传短节。测井电路如图2所示。

图2 测井电路图

三种状态对应的继电器工作状态见表1。

表1 继电器工作状态表

2 常见故障分析与处理方法

2.1 故障现象1

当地面下发换挡命令时,地面显示电极输出电压值无变化。

处理方法 :

(1)检查电源板TP1的电压是否为+24 V。

(2)检查下发命令是否正常。用示波器测量DTB接口板的TP1波形信号是否正常,如图3所示。仪器换档时,TP11、TP10是否成高低电平变化(测井8200、低刻8204、高刻8208)。如果信号异常说明下发命令没传下来见表2。

图3 TP1测试点波形

表2 测试点状态表

(3)检查反相器U1工作是否正常。电压是否成高低电平变化:低电平0.3 V左右、高电平5 V左右。

(4)检查继电器工作是否正常。继电器的1、8脚外加电源是否为+24 V,2、3、4脚为一组触点,5、6、7脚为一组触点。继电器不工作时2、4;5、7脚导通,当有换档命令下发后2、3;5、6导通。

(5)测量DJ GD1的8脚(V)、即电极板的TP4点,电压约为0.4 V,如果电压正常说明恒流源电路工作正常。

(6)如果恒流源电路工作正常,问题主要在电极供电模块DJ GD1上。测量供电测量板上TP3、TP2的波形,如图4所示。应为频率为25HZ的方波,否则供电模块损坏。

2.2 故障现象2

辅串测井电极系在高刻状态下,电极系电压信号输出衰减一半。

处理方法:

(1)更换遥测短节配接。如刻度信号正常、则问题出在遥测短节。

(2)检查遥测短节。把电极马笼头与遥测短节、连斜仪器配接,电极刻度信号正常,若转动仪器刻度信号异常。检查遥测短节的上31芯,发现三总线16芯(地线)与外壳短路。

图4 TP3、TP2测试点波形

(3)进一步检查遥测短节各电路板。依次将模拟板、数字板、采集板拔掉,检查各板是否与地有短路问题。发现数字板17芯插座后面的螺丝把绝缘垫扎破,造成数字板的地与外壳短路。

(4)由于 EILog仪器采用三总线控制方式、所有仪器电路地线都相通,与电极系电路并测的所有仪器地线不能与仪器外壳相通。这是由于电极系的缆芯10与供电B电极(鱼雷)连接做为供电回路电极,如有其它仪器电路系统地与三总线地线相通,就会造成电极系供电B电极与三总线地线短路,使得电极系的供电被衰减一半,容易烧毁电路元件。所以如发现电极信号少一半的情况,应先考虑电路的地与仪器外壳是否短路。

2.3 故障现象3

辅串测井时4 m电极系测井值不正常。

处理方法:

(1)建议小队操作工程师在测井过程中如发现4 m电极测井不正常时,换到高刻档、观察4 m电极刻度电压值是否与表3数值一致。

表3 各电极系刻度电压值表

(2)检查电极系、快接鱼雷通断绝缘、电极系刻度,测量通道是否正常。

(3)分别检查遥传GR、连斜是否正常。

2.4 故障现象4

2.5 m电极系内刻数值稳定,但是测井时数值不稳定。

处理方法:

(1)检查电极系、快接鱼雷通断绝缘。

(2)通电检查2.5 m的刻度数值是否稳定。如有波动不稳定,则继电器可能出现虚焊或者连接等干扰,对每个继电器各触点重新焊接、对继电器的工作状态通电进行检测,使其工作正常。

(3)用示波器测量电极测量专用模块DJCL01的M1、N1(12、13脚)电极测量输入信号波型是否正常。如异常,检查2.5 m高通滤波器电路,重点对 E1、E2、E7、E8四个电容进行检查,使外刻数值稳定、内刻电压值波动在10 mV以内。最终发现E7被击穿、产生的交流干扰影响数值的稳定。

(4)如上述工作还不能解决问题,则用示波器测量2.5m滤波、放大电路输入信号、即DJCL01模块8脚输出,如异常则更换DJCL01专用模块,或检修滤波、放大电路。

3 结束语

EILog辅助串仪器电极系供电测量电路的特点

是:三路电极的供电、测量以及刻度都在井下仪器中完成,测量到的信号通过编码传到地面。刻度继电器由DTB接口板的下发控制命令控制,可在井下进行刻度,便于在测井过程中检查供电测量电路的好坏,出现故障时便于清楚故障原因。要测得优质的电极曲线,检修时须做到:(1)检查电极马龙头通断与绝缘是否达到测井要求;(2)辅串所有仪器是否正确连接;(3)连斜仪器里的电极刻度电路高低刻正常;(4)所有与电极系电路并测的仪器地线不能与仪器外壳相通。

[1] 中国石油测井有限公司.EILog电极系连斜井径微电极测井仪维修手册.2007(资料)

[2] 胡 澍.地球物理测井仪器[M].北京:石油工业出版社,1991

[3] 张庚骥.电法测井[M].北京:石油工业出版社,1983

Circuit analysis and treatment methods of EILog electrodes measuring tool.

Qiao Xiaorong,Luo Minghe,Lu Yongmei,Gu Xiuhong,Xu Weimin,Zhao Chenggang and Wang BaoFeng.

This article introduces the elements and circuits of EILog electrodes measuring tools,focuses on the calibration control and signal flow,analyses the malfunctions which often occurs in use,and gives the solution methods.

measuring electrodes;circuit analysis;malfunction analysis

P631.8+11

B

1004-9134(2010)01-0037-03

谯晓容,女,1972年生,工程师,1997年毕业于华北石油职工大学电力工程专业,现在中国石油集团测井有限公司华北事业部从事EILog仪器维修工作。邮编:062552

2009-09-15编辑梁保江)

PI,2010,24(1):37～39

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