MPAL6620 多极子声波测井仪常见故障分析

张 涛 王茂林 黄 伟 任 聪 马新亚

(1.中国石油集团测井有限公司国际事业部 北京 102206;2.中国石油集团测井有限公司长庆事业部 陕西 西安 710200)

0 引 言

MPAL6620 多极子声波测井仪作为EILog 快速成像测井系统中一支重要的成像测井设备，由于仪器自身的应用优点，被许多油田勘探方所青睐，并且自投产至今以良好的稳定性和卓越的性能不断得到了国内、以及国外用户的肯定，现就仪器在日常使用过程中容易遇到的一些问题及处理方法进行介绍，希望对在使用该仪器中的您有所帮助。

1 MPAL6620 多极子测井仪器的特点［1 ～3］

1.1 仪器测量原理

仪器囊括:单极子测井、交叉偶极子测井、四极子测井。单极子测井就是利用单极子采集地层反馈的全波列信息。交叉偶极子测井是利用偶极发射器能产生沿井壁传播的挠曲波，挠曲波是一种频散界面波，它在低频下以地层横波的速度传播，在高频下则以低于地层的横波速度传播，通过挠曲波的测量来计算地层的横波速度;四极子测井是利用四极子声源在井眼中激发螺旋波单一模式波及其高阶模式，较低频率的四极子源有抑制纵波的作用，对于横波测井非常有利。

1.2 仪器设计特点

MPAL 多极子声波仪器由发射电路短节、发射声系短节、隔声体短节、接收声系短节和接收控制采集电子线路短节等五部分组成。接收单元主要完成信号的采集处理，并将处理后的声波信号传到遥传进行采集。发射单元主要是按照接收时序对高压激励部分进行触发，将400 V 的高压作为触发换能器的能量。发射声系短节内装有发射激励变压器组和发射探头，接收换能器阵由八组三十二个接收探头构成阵列声波信号接收器。仪器具备多种测井模式，因此在一次测井过程中可同时采集八组不同源距的单极波列、八组四种模式不同源距的偶极波列(包括交叉偶极波)以及四组仿单极子波列。通过单极阵列、偶极阵列和仿单极子组合，无论在快速地层或慢速地层中都可获得纵波、横波、斯通利波资料。此外，仪器可进行地层各项异性的识别。

2 故障现象分析及相应解决办法［4、5］

2.1 高压激励模块IGBT 故障

故障现象:仪器在测井时供电电流大，无法建立通讯。

故障原因:一是发射高压激励部分IGBT 损坏;二是低压稳压模块损坏。解决办法:在该仪器多次的使用当中，出现问题最多的就是IGBT 这个器件损坏，由于IGBT在常温下耐压可以达到1 000 V 以上，但随着温度的升高，该器件耐压也随之降低，尤其是在应对长时间的测井时，突发的工作电流变大往往就是该器件引起。首先断掉仪器上高压激励部分，通电后如果仪器电流还大需要检查低压稳压模块部分，量取各个模块输出数值基本就能确定;通电后如果电流正常，量取6 组IGBT 中各个极之间是否短路基本就可以确定是哪个IGBT 故障或者性能下降导致发射高压短路仪器过载，取下更换即可。

2.2 发射控制板故障

故障现象:偶极不发射、或者远单时发射时不发射等等，发射时序错乱。

故障原因:DK637 损坏。解决办法:如图1 所示，首先用示波器检查U4 DK637 的输出2 脚，正常时可以看到3.3 V 的串行时钟信号，但由于仪器内变压器或者发射换能器可能某次有打火漏电的时候，高压影响到信号的输入，即SCLKH、SCLKL 信号变形，D4 -D7 损坏无法钳制差分信号的幅度时，会造成DK637 损坏，这样发射时钟信号SCLKB 出现变形，从而导致各极子发射顺序混乱的现象。

图1 发射控制板DK637 差分接收器部分

2.3 一个或多个极子正常发射后的接收波形异常

故障现象:一个或多个极子接收波列异常。

故障原因:一是变压器有漏电打火现象;二是发射换能器性能老化。解决办法:当仪器工作出现波列异常的时候，如图2 所示，首先排除电子线路的影响，地面可以通过切换TEST 模式，检查接收线路是否正常——接收线路通过自身产生的模拟信号传到采集通道直至上传到地面，通过8 道波形情况是否正常就可以排除接收线路是否有问题。发射线路是否正常，我们可以通过简单的交叉仪器来进行快速排除。当问题确定为发射声系的时候就需要对声系中的变压器和换能器进行检查，发射部分的绝缘能否达到500 M 以上、变压器是否有烧焦的现象、换能器的容值和外观检查等。由于换能器和变压器一直处于高压下工作，容易出现老化现象，特别是换能器，容易出现银皮脱落或者换能器表面有细小的开裂现象，直接导致仪器在工作时接收到相应发射极的信号波形出现跳变等异常情况，这时候就需要更换发射变压器和换能器。

图2 远单接收波列异常

2.4 隔声体绝缘低导致的通讯异常并出现接收波形异常

隔声体作为仪器中间连接段虽然只起到了阻隔直达波，贯通上下信号的作用，在使用中它的绝缘高低直接会影响到仪器的使用。如发射时序信号需要从隔声体穿过、仪器的CAN 总线控制信号也要通过隔声体等等，当隔声体绝缘低时，仪器内的发射高压(接近2 000 V)一旦耦合到外壳上或者漏电到外壳上就会对隔声体内信号线的信号产生影响，造成仪器不能正常工作，所以当通讯异常或者出现接收波形异常时，也要排查隔声体的绝缘问题。

3 结 论

阵列声波曲线采集质量至关重要，MPAL 多极子阵列声波仪器测井一次成功率有待进一步提高，这就要求仪器尽可能少出现故障，保证仪器的性能。如果遇到故障，能够很快的查找原因并解决问题。虽然在日常的仪器使用过程中可能会遇到其它不同的故障问题，通过归纳总结以上几种比较具有代表性的问题，可以帮助我们很好的了解仪器内各电路的功能特点，对仪器的常见典型故障有一定的了解，熟悉并掌握解决办法，从而帮助我们在使用MPAL6620 多极子声波测井仪时更快速的发现问题和更好的解决问题，提高测井时效，提高测井曲线质量，从而达到促进MPAL6620 多极子声波测井仪更好的服务于油田的勘探开发。

［1］中国石油测井有限公司. MPAL6620 用户操作手册.2010(资料)

［2］中国石油测井有限公司. MAPL6620 用户维修手册.2011(资料)

［3］赵军龙，杨双定.测井方法原理［M］. 西安:陕西省人民教育出版社，2008:8，79 -81.

［4］熊孝云，朱爱民. MPAL 多极子阵列声波测井的应用［J］.国外测井技术，2009，(2):26 -29.

［5］李玉霞，李亚敏.MPAL 多极子阵列声波测井仪［J］. 测井技术，2008，32(5):439 -442.