阻抗式产出剖面测井仪常见故障分析

杨振东（大庆油田测试技术服务分公司仪修大队，黑龙江 大庆 163000）

阻抗式产出剖面测井仪常见故障分析

杨振东（大庆油田测试技术服务分公司仪修大队，黑龙江 大庆 163000）

本文简要介绍阻抗式产出剖面测井仪的工作原理，重点分析在维修过程中出现的故障现象，并且针对故障现象给出解决办法，从而提高阻抗式产出剖面测井仪的维修成功率。

流量计；含水率计；集流伞

目前大庆油田已处于高含水开发时期，能够准确、可靠地测量出井下油水两相的产液、含水率对于油田开发是很重要的，阻抗式产出剖面测井仪较好地解决了高含水时油水两相流含水率的测量问题。但是在测井使用中产生的各种仪器故障也严重影响测井的成功率，本文对仪器维修过程中产生的故障进行分析解决，提高维修的成功率。

1 工作原理

阻抗式产出剖面测井仪采用集流的测量方式，用涡轮流量计测量流量，用阻抗式含水率计测量含水率。

1.1 流量工作原理

阻抗式产出剖面测井仪采用涡轮流量计，在集流状态下，被测流体带动涡轮旋转，涡轮每旋转一圈，安装在涡轮上的磁钢就会通过霍尔元件感应出一个脉冲，转速与流量大小成正比，通过单位时间内的脉冲计数值可以确定流体的体积流量

1.2 含水率工作原理

阻抗式含水率计采用阻抗法测量含水率。传感器由四电极构成，外面一对电极作为激励电极，中间一对电极作为测量电极。待测流体在管道内部流动，供电电极对流体施加幅度恒定的交变电流，通过对测量电极之间电位差的测量，可测得流道内流体的混相值；利用油水比重不同及集流伞的集流作用，可测得全水情况下测量电极之间的电势差，得到全水值，混相值与全水值的比值经过刻度后可确定含水率。

2 常见故障分析

经过这几年的维修情况来看阻抗式产出剖面测井仪的常见故障情况主要在伞式集流器故障、涡轮流量计故障和含水率计故障。

2.1 伞式集流器故障

伞式集流器故障是维修阻抗式产出剖面测井仪最常见的故障，包括以下几方面：

2.2 集流伞漏失

集流伞漏失原因是伞布破损、伞布不符合规格、穿伞筋处伞布开孔过大，这种情况需要更换伞布。集流伞绑扎的位置上下不合适，需重新绑扎伞布。集伞开度不够，应调节微动限位开关，使集流伞张开为124.5mm左右。

2.3 集流伞电机供电电流过大

2.3.1 引线破皮接地。

可通过直观检查的方法找到引线破皮处，使用相同规格的引线进行更换。在丝杠处的引线最容易破皮，在更换时可使用绝缘层较厚的线材进行更换，并留有一定的余量。

2.3.2 电机短路。

这种故障可通过单独向电机供电来发现问题。注意在检查电机时，减速器卡滞时也会使电机工作电流大，可断开减速器对电机进行检查。判断为电机故障后，可更换电机。

2.3.3 微动限位开关失效。

微动限位开关由于体积小巧，比较容易损坏失效。当开关按下没有断开回路时，若机械动作超过规定行程后，即可造成电流大。若开关损坏，更换新开关。

2.4 电机供电无电流

2.4.1 引线脱落

通过直观检查的方法找到引线脱落处，容易脱落的地方主要集中在密封塞、电机引线及微动开关等处，将引线焊回原处，故障可以排除。

2.4.2 二极管断路

可用万用表二极管档测量两个二极管，若正反两个方向的压降均无穷大，可判断为二极管断路，更换后即可排除故障。

2.4.3 微动限位开关失效

主要表现在操作钮不复位或触点接触电阻大，使得不能构成电流回路。对于微动限位开关的故障，由于开关体积小巧，无法对其修复只能换新件。

3 涡轮流量计故障

阻抗式产出剖面测井仪的流量传感器主要是涡轮流量计，通常故障在以下几方面：

3.1 无流量信号

3.1.1 机械故障。

机械故障出现的频率最高，主要时涡轮卡死、磁钢消磁或脱落、霍尔元件与磁钢间隙过大等。可采取清洗涡轮，调整涡轮轴尖与宝石的间隙，使吹动涡轮无杂音，并有少许回转；更换磁钢，调整霍尔元件与磁钢间的距离。

3.1.2 流量传感器故障。

将涡轮接上1.2 kΩ阻值的电阻，供12V正电（电流应为8mA左右），吹动涡轮，在示波器上有方波信号输出，如果没有方波信号输出，可判断霍尔元件损坏，更换霍尔元件即可。

3.1.3 电路故障。

在单独对霍尔元件检查排除其故障后，可确认为电路出现故障。现象主要有涡轮信号处理电路的输入端无信号，可去除霍尔元件后测量此处的12V是否正常，若不正常，须对电源等电路进行相关检查；如输入端有信号，可按照信号的流程逐一对比较器、整形电路等进行检测和处理。

3.2 流量信号弱

流量信号弱主要由于永久磁钢小，霍尔元件与磁钢的距离过大，磁钢和霍尔元件交互弱、需更换涡轮上的磁钢，调节霍尔元件与磁钢的距离适中。

4 含水率计故障

4.1 无含水信号输出

无含水信号输出表现为示波器检查没有为正脉冲的波形，有如下原因：电路接地不良,电路板有虚焊或脱焊。电极环与电路接触不良,电极环引线断。

4.2 全水值异常

给一芯供正直流，电流50mA～60mA，示波器显示波形为正脉冲，含水输出频率在30Hz～100Hz范围内，说明持水率计工作正常。否则，持水率计工作异常。会出现：电极环引线断；电极环沾污、破损；含水信号电路故障等问题。

5 结语

（1）上完井后，应对仪器内部顶丝进行加固，更换磨损的盘根、伞筋和伞布，检查出液口上方接线是否绝缘，如果胶管上的绑线松动，应重新绑扎。用70℃左右的热水清洗涡轮和电极传感器，对于粘污严重的传感器进行更换。

（2）当仪器故障现象无法复现时，应对疑似故障部位进行敲击或进行局部加温，模拟仪器在井下的工作状态，促使故障现象复现。

（3）仪器在室内连接好后，应在充满水的模拟井筒内反复收放集流伞，确保电机供电接线与仪器外壳绝缘，在测井过程中，避免供电短路，集流伞收不回来。