随钻电阻率仪器外嵌式天线的维修

高博跃

摘 要

本文主要描述了维修随钻电阻率天线的过程，包括对天线组件的拆卸、测绘到组装，以及天线的整体封装和调谐等步骤。

关键词

电阻率;调谐;封装

中图分类号： TN713                     文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 08 . 44

0 前言

随钻电阻率EWR由四个发射极和两个接收极组成，通过测量每一组发射极和接收极之间的相位差和电磁波幅度衰减，探测不同深度的电阻率曲线和组合电阻率曲线。但随着仪器长年使用和复杂井况等原因，都加快了EWR天线的损耗。

1 EWR天线的组成配件

EWR仪器有6组天线，每組天线主要由6个部分构成，包括天线支架、天线外支架、连接块、电路板、盖板及天线环等。天线支架主要材质为具有耐磨及耐高温性能的胶木。一支完整的天线支架由三部分组成，即两个1/4天线支架和一个1/2天线支架。贯通线与天线环交汇在连接块中，是EWR天线与电路板连接的枢纽，其内部凹槽用于放置电路板。 EWR的每组天线有26块天线外支架，均匀分布在天线支架的外侧，其作用是使天线支架固定在仪器本体上，同时在井下作业时减小井壁的摩擦对EWR天线本体的损害。天线环中间部分存有一个电感，与连接块中电容组成LC振荡电路。发射电极的天线环为单芯线，接收电极的天线环为3芯线。

2 注胶机及注胶模具

2.1 注胶机

注胶机主要由两个泵组成，分别为真空泵与液压推力泵。真空泵通过抽真空把注胶磨具及待注胶天线里的空气抽净，使模具内的压力成负压状态。注胶时使天线密封胶充分填充到天线配件的缝隙内，避免气泡存在于天线内，造成天线的中空现象。液压泵通过带动液压装置，推动注胶缸把缸内的天线密封胶注入注胶模具中。

2.2 密封胶

EWR天线装配以后，其配件与EWR本体还有缝隙，所用于填缝的胶必须具有很好的密封性与耐磨性，因此选用了MERECON生产的ECN-809与Hardener 10（表1）。

3 EWR天线的组装流程

3.1 天线的组装

首先将连接块用螺丝固定在天线本体上，四周用4块斜金属楔子塞入，使仪器本体与连接块的缝隙填满，对连接块的固定起到加强的作用。其次，将有两端裸露电线的天线环分别插入连接块的两侧，并分别用螺丝固定在连接块上。再次，安装天线3块支架与26块外支架，需要注意的是在安装天线支架时，天线环要完全在支架内侧的凹槽里，防止损坏天线环。最后，在天线环焊接时先要在电路板背面涂抹专用胶后，固定在连接块凹槽内，待胶稍凝固后方可开始焊接工作。发射端天线环的焊接方法：单芯天线的一端连接A点，另一端连接C点;EWR本体贯通线的屏蔽线连接G点，中心线连接D点，电容焊在A点与C点之间。接收端焊接方法：接收天线环为3芯线。接收天线环的6个线端分别接在电路板的A、B、C、D、E、F 6个点上，其中F和B共用一根线，A和E共用一根线，C和D共用一根线，EWR本体贯通线的中心线焊在F点，屏蔽线焊在C点，电容焊在G点与F点间。

3.3 电容的调试

STAR软件调试：此次调试安装电容所采用的是直观调试的方法，根据以往所用电容的取值范围，选择容量大致一样的电容直接安装在电路板相应位置上，通过STAR软件中EWR测试中的Trouble Shoot选项，观察相应各个天线幅值大小。 如果需要对幅值微调，可以调试发射电路板上的4个微调旋钮。

阻抗分析仪调试法：阻抗分析仪连接仪器发射极针脚，并试焊接常规电容一枚。等待几分钟，待器件冷却参数稳定后，手动调节Target＼Search Right，观察阻抗分析仪Marker3的谐振点频率， 谐振点频率应当接近2MHz。否则更换不同容量的电容。以此类推，依次调试天线，观察两个谐振点频率的变化。当高频谐振点的频率达到2000 KHz -2005KHz之间，低频谐振点的频率达到1000KHz -1003KHz之间，且两个谐振点的对应的极角在±3°以内时，仪器调谐结束。

4 天线注胶具体操作步骤

EWR天线分别用一套注胶模具罩住，两个气口分别置于仪器的垂直上下两个位置。上下气口分别连接注胶机的真空泵与注胶缸。取出一定量的ECN-809密封胶，按照10：1的比例倒入1份的Hardener 10，迅速搅拌后倒入注胶缸中。先打开真空泵使其工作，通过压力表检查模具压力为负压，然后打开液压泵开始注胶，当观察到天线胶已经完全充满整个模具内时，关闭注胶机，封堵上下两气口。依次给其余天线注胶。当6支天线全部注胶完成后可放置于架子上，待密封胶自然凝固干透，也可放入烤箱内加热至约140°加速天线密封胶的凝固。

5 EWR测试

EWR天线注胶并凝固后，需用软件再次进行测试，确保仪器各项指标均在要求范围之内：包括Confidence test测试、Trouble shoot测试、SUB Cool Down测试、Airhang测试等。

6 总结

通过对EWR天线的简易维修，满足了正常的使用要求，虽然在一些施工工艺及材料上与原装天线还有些差距，但通过后期的逐步改进工艺及完善流程，也将进一步提高仪器的使用时间。