ECLIPS-5700系列测井仪器典型故障及排除方法

阳建波

(川庆钻探工程有限公司测井公司　重庆　400021)



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ECLIPS-5700系列测井仪器典型故障及排除方法

阳建波

(川庆钻探工程有限公司测井公司重庆400021)

ECLIPS-5700系列测井仪器已在油田测井中得到广泛的应用，介绍了ECLIPS-5700测井系统的功能，对其现场应用中出现的6515高分辨阵列感应测井仪无响应，地面系统无法建立MODE2、MODE7通讯，深电压ED信号出现错误，MODE2和MODE5通讯无法同时建立等典型故障进行了分析和探讨，并提出了该仪器故障的排除方法，为使用和维修该仪器的工作人员提供可靠的参考依据。

ECLIPS-5700；测井仪器；故障分析

0　引　言

ECLIPS-5700系统是美国ATLAS公司90年代开发生产的一代测井地面数据采集系统，主要由井下探测仪、地面采集硬件系统和软件系统三个部分组成[1]，既可以完成常规测井(如声波测井、电法测井、放射性测井)，还可以完成特殊测井(如微电阻成像测井、交叉偶极子阵列声波测井、高分辨率感应测井等)，此外在工程测井中，可以完成自然电位、井径、井斜、方位角等数据的采集和处理，还可用于地层结构多极测试、核磁共振，具有功能强、测井时效性高和录取资料齐全等优点[2-4]。由于井下环境比较复杂，而且每一种仪器对测量环境都具有某些特定的要求，因此仪器在使用过程中，容易出现故障。本文主要针对ECLIPS-5700成像系统在现场应用过程中遇到的一些典型故障进行分析和探讨，并提出相应的排除方法，从而为使用和维修该仪器的工作人员提供参考依据。

1　系统功能概述

ECLIPS-5700系统采用多个工作站作为主机及高速数据通讯传输系统，软件以多任务、多用户的UNIX操作系统为基础，利用先进的数字采集技术和现代的图形显示技术，实现了测井数据的实时采集、处理和监控，保证了测井数据的质量，大大的提高了测井的时效性[5，6]。该系统采用了曼切斯特的编码方式进行数据传输，即逻辑“0”和“1”来表示电平跳变，并采用了WTS的通讯方式，有利于节约电缆和提高信号的传输效率。系统仪器在测井时通过三种模式(M2、M5、M7)来同时传输数据，具有非常高的传输速率，能够满足成像测井采集和发送海量数据的要求。系统通讯模式示意图如图1所示，2#、3#、5#、6#、7#为五根电缆芯，其中M5的通讯使用了M2通讯变压器中的2个中心抽头，M7的通讯使用了M5通讯变压器的中心抽头，M5还可以为倾角测井仪器提供推靠电源，或者为井下仪器提供直流电。

图1　系统通讯模式示意图

2　典型故障及排除思路

典型故障1∶6515高分辨阵列感应测井仪无响应。

故障分析及排除思路：ECLIPS-5700系统测井仪器的电源电路分为低压电源和高压电源，其中低压电源的主要作用一是为信号处理等部分仪器提供直流电，二是为产生高压电源。6515高分辨阵列感应测井仪采用的是串联型稳压电路，并由调整管、比较放大电路、基准电路和取样电路组成，用到直流电包括+5 V、+8 V、±15 V及±55 V等几类型。

仪器+5 V电源电路示意图如图2所示，为了达到稳定输出+5 V电压的目的，比较放大电路会对基准电压和取样电路的输出电压进行比较，根据比较结果自动调整调整管上的压降阀值。当遇到6515高分辨阵列感应测井仪器出现无信号故障时，需对5700系统进行初步检查，首先判断故障发生的原因是否是由于下部发射控制部分的线路损坏造成无法接收到信号。若是，则更换新的电子线路便可解决问题；若不是，则进一步检查电源板，需打开仪器的电源，检测电源板的输出端的实际电压，若其余各端输出正常，但是电源板在闭合与断开电源板负载后的输出电压均不等于+5 V，即可判断为电源板损坏，更换新的电源板，通电后信号输出正常，故障得以排除。

图2　+5V电源电路示意图

典型故障2：地面系统无法建立MODE2、MODE7通讯，而MODE5正常。

故障分析及排除思路：ECLIPS-5700系统DAPS面板中的SDB信号分配板是连接DAPS和LCP接线板的接口面板，是为DAPS提供所有输入和输出信号的硬件接口[7]。而SDB接口板电路特别复杂，主要由接收、发射部、数模转换及内部诊断四个部分组成，电路高度集成化，控制繁多。SDB板电路结构如图3所示，它能提供4个(A15、A19、A23、A27)开关，每个开关具有8种输入路径，包括M2、M5、M7、M2/7、3506PCM等信号类型。通过采用更换面板，初步判断故障为SDB板的接收部分，进一步利用示波器对SDB板上各输入信号的波形进行观察，发现MODE2和MODE7的输入高低端对地无响应信号。断开SDB板外围电路，测量各通道输入的对地阻抗，发现MODE2和MODE7的输入高低端对地阻抗远大于其它通道输入端的对地阻抗值。判断造成以上故障的根本原因为MODE2和MODE7并联接入4个选通开关时出现旁路，可依次断开每个开关，进行逐一排除，最后确定哪一个开关发生损坏，即可排除故障。经现场排除确认为A15发生故障。

图3　SDB板电路结构示意图

典型故障3：ECLIPS 5700双侧向测井仪器深电压ED信号出现错误。

分析及排除思路：双侧向测井主要是为了测量深浅电阻率，仪器在测量过程中一切正常，但测量完毕读取刻度值时发现ED内刻度值错误，高低值不变，而电流值正确，由此分析判断仪器发射正常，深浅侧向处理部分工作正常，故障可能发生于深电压的采集和处理部分上。

通过采用逐步测量各输出端ED数值的方法，初步判断故障发生于PCM3516部分，进一步利用示波器观察信号波形变化，发现双侧向测井仪器深电压端发送的信号并没有发送到下接收板块(如图4所示)，即可以判断下接收块与仪器数据接收端(脚7端)没有联通，出现断路，导致无信号被上传到处理通道中，ED刻度值出现错误。经排除该线路板中的断路情况，测试信号恢复正常，即故障排除。

图4　双侧向测井仪器数据传统通道示意图

典型故障4：ECLIPS 5700系统中，电缆某一根缆芯断裂，导致仪器MODE2和MODE5通讯无法同时建立。

在现场测井过程中，常常遇到由于电缆某一根缆芯断裂，导致MODE2和MODE5不能够同时建立通讯，没有办法实现组合测井，发挥不出ECLIPS-5700测井的优势。我们可以避开断芯电缆，在系统、鱼雷之间倒线，使得电缆各芯匹配，MODE2和MODE5能够同时建立通讯，完成测井。电缆缆芯1#、4#供电，2#、3#、5#、6#为通讯，如图5所示。通过现场几次试验说明，为保证通讯正常，要求通讯缆芯之间物理对称，即正常情况是2#-5#，3#-6#。遇到断芯，充分利用供电的1#、4#缆芯，因为供电不要求绝对对称。下面演示如何倒线，模拟为3#断芯，如图6所示。

图5　电缆缆芯分布

这种倒线方法在现场很实用，但有缺点：1)普通综合测井，在不使用MODE7，即不使用7#缆芯的情况下才能够适用；2)系统建立通讯与仪器、电缆缆芯之间匹配有很大关系，存在不成功的情况。

图6　模拟3#电缆芯断裂的倒线图

3　结　论

ECLIPS-5700系统在石油天然气勘探及开发过程中得到了广泛的应用，但是井下环境比较复杂，且大多数测井仪器中所涉及的电路繁多且复杂，导致在使用过程中很容易发生故障，对生产造成较大影响。本文分析并探讨了ECLIPS-5700系统测井仪的几个典型故障，并针对现场实际情况，根据初步判断再逐一排除的解决思路，首先判断故障出现在哪一部分，是硬件损坏还是电子线路损坏或者软件问题，然后可采用万用表、示波器等检测工具或检测程序对个电路的工作端点测量，排查，并进行相应的维护，这些典型故障的分析和排除方法可以为使用和维修该仪器的工作人员提供一定的参考依据。

[1] 陈红雷.5700成像测井仪器典型故障分析[J].西部探矿工程，2012，24(5):45-47.

[2] 冯利军，丁进强. 5700测井系统自然电位测量故障分析[J].石油工业计算机应用，2014，22(1):37-39.

[3] 唐联级，张志.双侧向测井仪1239 DLL-S的故障维修思路及方法[J].电子设计工程，2012，20(9):154-157.

[4] 齐宏海. 国产5700成像测井仪器特点及维修方法探讨[J].石油仪器，2013，27(6):88-90.

[5] 齐国明，马立明，孙宝龙，等. 5750数据采集处理系统常见故障解析[J]. 仪器仪表用户，2013，20 (2):75-76.

[6] Abeer M, Jabaiah, Jennifer A, el at. Identification of protease exosite-interacting peptides that enhance substrate cleavage kinetics[J]. Biological chemistry, 2012,393(9):100-103.

[7] 陈猛. ECLIPS-5700成像测井系统SDB板故障分析及维修[J].石油仪器，2011，25(6):95-96.

Typical Faults and Troubleshooting of ECLIPS-5700 Series Logging Tool

YANG Jianbo

(CNPCLoggingCompanyofChuanqingDrillingEngineeringCo.Ltd.,Chongqing400021,China)

ECLIPS-5700 series were widely used in oil well logging. The features of ECLIPS-5700 logging system are introduced, and the field application problems are analyzed and discussed, which include no responding of 6515 high-resolution array induction logging tool, ground systems unable to establish MODE2 and MODE7 communications, deep voltage ED signal errors, MODE2 and MODE5 not simultaneously establishing communication etc. The faults troubleshooting methods are proposed.

ECLIPS-5700; logging tool; fault analysis

阳建波，男，1981年生，工程师，2004年毕业于西南石油大学勘查技术与工程专业，现从事测井仪器及测井解释方面工作。E-mail：1363312694@qq.com

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2096-0077(2016)04-0098-03

2015-11-16 编辑：屈忆欣)