陽(yáng)建波

(川慶鉆探工程有限公司測(cè)井公司　重慶　400021)

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·經(jīng)驗(yàn)交流·

ECLIPS-5700系列測(cè)井儀器典型故障及排除方法

陽(yáng)建波

(川慶鉆探工程有限公司測(cè)井公司重慶400021)

ECLIPS-5700系列測(cè)井儀器已在油田測(cè)井中得到廣泛的應(yīng)用，介紹了ECLIPS-5700測(cè)井系統(tǒng)的功能，對(duì)其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中出現(xiàn)的6515高分辨陣列感應(yīng)測(cè)井儀無(wú)響應(yīng)，地面系統(tǒng)無(wú)法建立MODE2、MODE7通訊，深電壓ED信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤，MODE2和MODE5通訊無(wú)法同時(shí)建立等典型故障進(jìn)行了分析和探討，并提出了該儀器故障的排除方法，為使用和維修該儀器的工作人員提供可靠的參考依據(jù)。

ECLIPS-5700；測(cè)井儀器；故障分析

0　引　言

ECLIPS-5700系統(tǒng)是美國(guó)ATLAS公司90年代開發(fā)生產(chǎn)的一代測(cè)井地面數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，主要由井下探測(cè)儀、地面采集硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)三個(gè)部分組成[1]，既可以完成常規(guī)測(cè)井(如聲波測(cè)井、電法測(cè)井、放射性測(cè)井)，還可以完成特殊測(cè)井(如微電阻成像測(cè)井、交叉偶極子陣列聲波測(cè)井、高分辨率感應(yīng)測(cè)井等)，此外在工程測(cè)井中，可以完成自然電位、井徑、井斜、方位角等數(shù)據(jù)的采集和處理，還可用于地層結(jié)構(gòu)多極測(cè)試、核磁共振，具有功能強(qiáng)、測(cè)井時(shí)效性高和錄取資料齊全等優(yōu)點(diǎn)[2-4]。由于井下環(huán)境比較復(fù)雜，而且每一種儀器對(duì)測(cè)量環(huán)境都具有某些特定的要求，因此儀器在使用過(guò)程中，容易出現(xiàn)故障。本文主要針對(duì)ECLIPS-5700成像系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中遇到的一些典型故障進(jìn)行分析和探討，并提出相應(yīng)的排除方法，從而為使用和維修該儀器的工作人員提供參考依據(jù)。

1　系統(tǒng)功能概述

ECLIPS-5700系統(tǒng)采用多個(gè)工作站作為主機(jī)及高速數(shù)據(jù)通訊傳輸系統(tǒng)，軟件以多任務(wù)、多用戶的UNIX操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的數(shù)字采集技術(shù)和現(xiàn)代的圖形顯示技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、處理和監(jiān)控，保證了測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的質(zhì)量，大大的提高了測(cè)井的時(shí)效性[5，6]。該系統(tǒng)采用了曼切斯特的編碼方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，即邏輯“0”和“1”來(lái)表示電平跳變，并采用了WTS的通訊方式，有利于節(jié)約電纜和提高信號(hào)的傳輸效率。系統(tǒng)儀器在測(cè)井時(shí)通過(guò)三種模式(M2、M5、M7)來(lái)同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，具有非常高的傳輸速率，能夠滿足成像測(cè)井采集和發(fā)送海量數(shù)據(jù)的要求。系統(tǒng)通訊模式示意圖如圖1所示，2#、3#、5#、6#、7#為五根電纜芯，其中M5的通訊使用了M2通訊變壓器中的2個(gè)中心抽頭，M7的通訊使用了M5通訊變壓器的中心抽頭，M5還可以為傾角測(cè)井儀器提供推靠電源，或者為井下儀器提供直流電。

圖1　系統(tǒng)通訊模式示意圖

2　典型故障及排除思路

典型故障1∶6515高分辨陣列感應(yīng)測(cè)井儀無(wú)響應(yīng)。

故障分析及排除思路：ECLIPS-5700系統(tǒng)測(cè)井儀器的電源電路分為低壓電源和高壓電源，其中低壓電源的主要作用一是為信號(hào)處理等部分儀器提供直流電，二是為產(chǎn)生高壓電源。6515高分辨陣列感應(yīng)測(cè)井儀采用的是串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，并由調(diào)整管、比較放大電路、基準(zhǔn)電路和取樣電路組成，用到直流電包括+5 V、+8 V、±15 V及±55 V等幾類型。

儀器+5 V電源電路示意圖如圖2所示，為了達(dá)到穩(wěn)定輸出+5 V電壓的目的，比較放大電路會(huì)對(duì)基準(zhǔn)電壓和取樣電路的輸出電壓進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果自動(dòng)調(diào)整調(diào)整管上的壓降閥值。當(dāng)遇到6515高分辨陣列感應(yīng)測(cè)井儀器出現(xiàn)無(wú)信號(hào)故障時(shí)，需對(duì)5700系統(tǒng)進(jìn)行初步檢查，首先判斷故障發(fā)生的原因是否是由于下部發(fā)射控制部分的線路損壞造成無(wú)法接收到信號(hào)。若是，則更換新的電子線路便可解決問(wèn)題；若不是，則進(jìn)一步檢查電源板，需打開儀器的電源，檢測(cè)電源板的輸出端的實(shí)際電壓，若其余各端輸出正常，但是電源板在閉合與斷開電源板負(fù)載后的輸出電壓均不等于+5 V，即可判斷為電源板損壞，更換新的電源板，通電后信號(hào)輸出正常，故障得以排除。

圖2　+5V電源電路示意圖

典型故障2：地面系統(tǒng)無(wú)法建立MODE2、MODE7通訊，而MODE5正常。

故障分析及排除思路：ECLIPS-5700系統(tǒng)DAPS面板中的SDB信號(hào)分配板是連接DAPS和LCP接線板的接口面板，是為DAPS提供所有輸入和輸出信號(hào)的硬件接口[7]。而SDB接口板電路特別復(fù)雜，主要由接收、發(fā)射部、數(shù)模轉(zhuǎn)換及內(nèi)部診斷四個(gè)部分組成，電路高度集成化，控制繁多。SDB板電路結(jié)構(gòu)如圖3所示，它能提供4個(gè)(A15、A19、A23、A27)開關(guān)，每個(gè)開關(guān)具有8種輸入路徑，包括M2、M5、M7、M2/7、3506PCM等信號(hào)類型。通過(guò)采用更換面板，初步判斷故障為SDB板的接收部分，進(jìn)一步利用示波器對(duì)SDB板上各輸入信號(hào)的波形進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)MODE2和MODE7的輸入高低端對(duì)地?zé)o響應(yīng)信號(hào)。斷開SDB板外圍電路，測(cè)量各通道輸入的對(duì)地阻抗，發(fā)現(xiàn)MODE2和MODE7的輸入高低端對(duì)地阻抗遠(yuǎn)大于其它通道輸入端的對(duì)地阻抗值。判斷造成以上故障的根本原因?yàn)镸ODE2和MODE7并聯(lián)接入4個(gè)選通開關(guān)時(shí)出現(xiàn)旁路，可依次斷開每個(gè)開關(guān)，進(jìn)行逐一排除，最后確定哪一個(gè)開關(guān)發(fā)生損壞，即可排除故障。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)排除確認(rèn)為A15發(fā)生故障。

圖3　SDB板電路結(jié)構(gòu)示意圖

典型故障3：ECLIPS 5700雙側(cè)向測(cè)井儀器深電壓ED信號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

分析及排除思路：雙側(cè)向測(cè)井主要是為了測(cè)量深淺電阻率，儀器在測(cè)量過(guò)程中一切正常，但測(cè)量完畢讀取刻度值時(shí)發(fā)現(xiàn)ED內(nèi)刻度值錯(cuò)誤，高低值不變，而電流值正確，由此分析判斷儀器發(fā)射正常，深淺側(cè)向處理部分工作正常，故障可能發(fā)生于深電壓的采集和處理部分上。

通過(guò)采用逐步測(cè)量各輸出端ED數(shù)值的方法，初步判斷故障發(fā)生于PCM3516部分，進(jìn)一步利用示波器觀察信號(hào)波形變化，發(fā)現(xiàn)雙側(cè)向測(cè)井儀器深電壓端發(fā)送的信號(hào)并沒(méi)有發(fā)送到下接收板塊(如圖4所示)，即可以判斷下接收塊與儀器數(shù)據(jù)接收端(腳7端)沒(méi)有聯(lián)通，出現(xiàn)斷路，導(dǎo)致無(wú)信號(hào)被上傳到處理通道中，ED刻度值出現(xiàn)錯(cuò)誤。經(jīng)排除該線路板中的斷路情況，測(cè)試信號(hào)恢復(fù)正常，即故障排除。

圖4　雙側(cè)向測(cè)井儀器數(shù)據(jù)傳統(tǒng)通道示意圖

典型故障4：ECLIPS 5700系統(tǒng)中，電纜某一根纜芯斷裂，導(dǎo)致儀器MODE2和MODE5通訊無(wú)法同時(shí)建立。

在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)井過(guò)程中，常常遇到由于電纜某一根纜芯斷裂，導(dǎo)致MODE2和MODE5不能夠同時(shí)建立通訊，沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)組合測(cè)井，發(fā)揮不出ECLIPS-5700測(cè)井的優(yōu)勢(shì)。我們可以避開斷芯電纜，在系統(tǒng)、魚雷之間倒線，使得電纜各芯匹配，MODE2和MODE5能夠同時(shí)建立通訊，完成測(cè)井。電纜纜芯1#、4#供電，2#、3#、5#、6#為通訊，如圖5所示。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)幾次試驗(yàn)說(shuō)明，為保證通訊正常，要求通訊纜芯之間物理對(duì)稱，即正常情況是2#-5#，3#-6#。遇到斷芯，充分利用供電的1#、4#纜芯，因?yàn)楣╇姴灰蠼^對(duì)對(duì)稱。下面演示如何倒線，模擬為3#斷芯，如圖6所示。

圖5　電纜纜芯分布

這種倒線方法在現(xiàn)場(chǎng)很實(shí)用，但有缺點(diǎn)：1)普通綜合測(cè)井，在不使用MODE7，即不使用7#纜芯的情況下才能夠適用；2)系統(tǒng)建立通訊與儀器、電纜纜芯之間匹配有很大關(guān)系，存在不成功的情況。

圖6　模擬3#電纜芯斷裂的倒線圖

3　結(jié)　論

ECLIPS-5700系統(tǒng)在石油天然氣勘探及開發(fā)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用，但是井下環(huán)境比較復(fù)雜，且大多數(shù)測(cè)井儀器中所涉及的電路繁多且復(fù)雜，導(dǎo)致在使用過(guò)程中很容易發(fā)生故障，對(duì)生產(chǎn)造成較大影響。本文分析并探討了ECLIPS-5700系統(tǒng)測(cè)井儀的幾個(gè)典型故障，并針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，根據(jù)初步判斷再逐一排除的解決思路，首先判斷故障出現(xiàn)在哪一部分，是硬件損壞還是電子線路損壞或者軟件問(wèn)題，然后可采用萬(wàn)用表、示波器等檢測(cè)工具或檢測(cè)程序?qū)€(gè)電路的工作端點(diǎn)測(cè)量，排查，并進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)，這些典型故障的分析和排除方法可以為使用和維修該儀器的工作人員提供一定的參考依據(jù)。

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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

陽(yáng)建波，男，1981年生，工程師，2004年畢業(yè)于西南石油大學(xué)勘查技術(shù)與工程專業(yè)，現(xiàn)從事測(cè)井儀器及測(cè)井解釋方面工作。E-mail：1363312694@qq.com

P631.8

A

2096-0077(2016)04-0098-03

2015-11-16 編輯：屈憶欣)