淺談雙感應—八側向石油測井儀器的檢修方法

張文博 張文安

1.西安方元能源工程有限責任公司 710201 ；2.西安方元能源工程有限責任公司 710201

淺談雙感應—八側向石油測井儀器的檢修方法

張文博1張文安2

1.西安方元能源工程有限責任公司 710201 ；2.西安方元能源工程有限責任公司 710201

根據自己的實際工作經驗，淺談了雙感應－八側向石油測井儀器的檢修方法，根據雙感應－八側向測井儀器的畸變曲線來推斷定位出雙感應八側向測井儀器的故障點，文中分析討論了儀器不同故障點的維修方法。

前言

感應測井是利用交變電磁場研究巖層導電性的一種方法，與電阻率測井的供電電極相類似，在感應測井的井下儀器中裝有發射線圈T，其中通以交變電流，這個電流將在其周圍造成一個交變電磁場Φ1,處在交變電磁場中的導電介質便會感應出圍繞井軸的環形電流I1,在均勻各向同性巖層中，環形電流的中心是和井軸一致的。該電流也將造成一個磁場，即二次磁場Φ2,并且在井下儀器的接收線圈中產生感應電動勢，接收線圈中感應電動勢的大小與環形電流的大小相關，而環形電流的強度又取決于巖石的導電性，所以通過測量接收線圈中的感應電動勢，便有可能了解巖石的導電性，感應測井就是根據上述電磁感應原理來測定巖層電阻變化率的。感應測井原理見圖1。

圖1 感應測井原理

雙感應可探測出距井壁不同深處的地層電導率（電阻率），從而提供估計泥漿濾液對地層侵入影響程度的數據，以判斷地層的含水含油性質。在地導電阻率小于100Ω.m的泥漿濾液大于地層水的電阻率情況下能較好地測得地層真電阻率。當泥漿濾液電阻率小于地層水電阻率時，只有在井壁較小（小于8inch），侵入不深（中等或較淺）情況下，才能較好測出地層真電阻率。

八側向由1號電極、2號電極、3號電極和4號電極組成，采用對稱結構，其中1號電極是主電極，2號電極和3號電極是監督電極，4號電極是屏流電極。給1號電極供給一個恒定的1250Hz方波，同時把一個和1號電極相同極性，相同幅度的輔助電壓供給4號電極。這個電壓依靠2號、3號電極間的信號差來自動、快速地調整，去保持和1號電極之間電位差接近于零，因此在1號電極發射電流時，在井內泥漿柱中上下都被阻止了，這樣使得電流全部通過井壁進入地層。由于1號電極供電電壓是恒定的，故隨著地層電導率的變化，其供電電流也就相應的變化。這種變化可以通過從串聯在供電回路中的電阻兩端的電壓反映出來。這就是八側向的測井原理。八側向測井原理見圖2。

圖2 八側向測井原理

目前常用的雙感應-八側向測井儀器型號主要有：JSB801、GY2000、1503、DIL5520。但不管是那種型號的儀器，檢修原理都是相通的。

雙感應-八側向儀器測井儀器比較容易出現故障，當儀器不能正常工作時，首先要解決的問題是確定其故障部位。一種故障現象可能是由多個原因引起，而一種因素又可能會產生多種故障，要找準產生故障點有時比較困難。儀器的故障一般反映在測井曲線上，根據不正確的測井曲線來推斷故障點。在完全理解和掌握雙感應-八側向儀器測井儀器原理和硬件電路的基礎上，根據理論知識和實際經驗再借助一些測試儀器，從畸變的測井曲線出發就比較容易判斷出故障點，下面我就結合我的實際檢修經驗淺談一下雙感應-八側向的檢修方法，以和廣大同仁共勉。

1 雙感應—八側向測井儀常用檢修工具

對雙感應-八側向一般問題的檢修示波器和萬用表用的比較多。

2 雙感應—八側向測井儀檢修

原則

維修儀器的程序是由簡單到復雜，由表及里，由淺入深的過程，也是把復雜的問題簡單化的過程。

儀器有故障時，首先應該看儀器內刻值是否正確，如果內刻值正確的話儀器電子線路基本沒有永久性的故障，當內刻值不正常時應該給電子線路短節接上模擬盒，根據接上模擬盒后數值的正確與否來判斷是不是電子線路短節有問題，排查完電子線路短節的問題后在根據故障現象排查前置放大和線圈系的問題。如果電子線路沒有問題的話，則給線圈系和八測向電極棒裝上刻度器，利用外刻值來判斷線圈系的好壞。

3 雙感應—八側向測井儀的檢修程序

雙感應—八側向是由八側向、中感應、深感應、自然電位四參數為一體的組合測井儀，故儀器在測井過程中出現的故障率相對比較高，而這些故障最終都會反映在測井曲線的質量上，下面就以畸變的測井曲線來說明故障點。

3.1.中深感應部分

3.1.1 八側向深感應正常而中感應測井曲線跳變

整條曲線正常，偶然出現跳變。主要是由于接觸不良造成。對這類問題的解決辦法是：用軟連線連接電子線路，用橡皮錘分別敲擊前置放大短節和電子線路短節，定位出是前置放大板元器件松動還是電子儀中中感應信號放大板元器件松動，或者是二者都有松動，然后打開儀器，重新緊固元器件，涂硅膠，之后再用橡皮錘敲擊檢驗，直到故障排除。

3.1.2 八側向中感應穩定而深感應曲線跳變

由于中深感應電子線路部分對稱，所以原因分析，檢修故障的方法步驟與中感應相同。

3.1.3 八側向正常，中深感應測井曲線同時跳變

八側向正常，只有中深感應同時跳變，引起這種情況的因素很多，問題一定發生在中深感應電路的公共部分，可能是線圈系三層管有脫焊，也可能是中深感應前置放大輸入級耦合變壓器有問題，也可能是中深感應信號通路中公共地接觸不良。

對于這類故障，首先給電子線路接上模擬盒，看中深感應的內刻值是否正確，然后將儀器檔位換到測井檔上，敲擊電子線路看中深感應值有無跳動，如果有問題，就應該著重檢查感應信號放大板的公共地有無虛焊，信號耦合變壓器的的引線有無松動，電子線路排查完后在檢查線圈系，線圈系主要是看線圈系三層管有無脫焊。

3.1.4 八側向正常，但中深感應的曲線發生異常（不同時）跳動的問題

這種情況可能是接觸不良，也可能是線圈系內面有問題，也可能是干擾引起的，也可能是某個元器件老化引起的，這種情況檢查起來比較困難，根據測井曲線看這種現象是不是在全井段都出現，如果在全井段都出現的話，可能就是接觸不良或者是線圈系有問題，如果內刻值都正確的話，就可能是線圈系的問題。如果這種現象只是在儀器工作時間長了以后或者下放到某一深度后出現，這可能就是電子線路上某個元器件老化后性能下降造成的。

3.1.5 八側向正常，中深感應測井曲線同時下掉（包括隨井深逐漸下掉）

測井曲線同時下掉，一般情況下接觸問題可以排除，問題一定發生在中深感應電路的公共部分，比如諧振板、20kHz振蕩電路、信號公共地。

3.2.八側向部分

3.2.1 中深感應正常，八側向測井曲線跳變

對于這種情況，首先應該看八側向的內刻值，用橡皮錘敲擊，如果內刻值都跳變的話，則可能是由電路的接觸不良所致。如果內刻值在敲擊下不跳變的話則要檢查八側向電極棒的通斷絕緣情況，各個電極之間的絕緣電阻，相同電極之間的導通電阻，各電極之間對地的絕緣電阻是不是滿足要求，如果電極棒有問題，則要維修或更換電極棒直到問題得到解決。

3.2.2 八側向測井曲線整條出現異常

該現象的發生是由于八側向的電子線路部分或電極系出現永久性的故障所致。

分別檢查電子線路部分和電極系部分的通斷絕緣情況。

首先用摸擬盒檢查電子線路，若正常，則問題一定出在電極系的通斷絕緣上，按常規檢修電極系，如果電子線路不正常，則應首先檢查八側向的發射信號是不是正常，一般V0放大板上放大器壞的可能性比較大。

3.2.3 八側向測井曲線整條變化不明顯，近似于直線。

對于這種現象，首先要量八側向通斷和絕緣，八側向各電極對地絕緣，再用摸擬盒檢查電子線路，若正常，則問題可能就出在八側向4號電極和電子線路地之間的絕緣太低，4號電極有可能和電子線路地相通，如果電極棒正常，則可能是八側向信號放大板上放大器壞。

3.2.4 八側向測井無信號輸出

這類問題一般是接線斷開或者是某個元器件損壞。對這類問題一般要先接上模擬盒，看內刻值是否對，用內刻值來確定是哪一部分電路的問題。一般來說如果內刻值正確的話，則有可能就是發射板出現問題，如果懷疑是發射板的問題的話，就應該首先用示波器測量1250Hz同步信號是否正確和20kHz參考信號是否正確，如果不正確的話對JSB801感應來說可能就是或非門電路損壞，如果接上模擬盒內刻值都不正確的話，則首先要檢查VO放大板上B104線圈次級輸出的同步信號是否正確，不正確的話，應該查看斬波放大板和B104耦合變壓器，首先檢修好斬波放大板和B104耦合變壓器，等B104線圈次級輸出的同步信號正確后，在檢修VO和Va放大板，這兩個板子一般是放大器和電容壞的多一些。

3.3 八側向、中深感應

3.3.1 八側向和中深感應測井曲線同時無規律的跳

這種現象一般都是直流低壓電源的紋波太大，或者是DTB板有問題。如果在八側向和中深信號放大板上直接用萬用表量輸出直流電壓信號有跳變的話就是電源電路板上濾波電容壞，在一般情況下，濾波電容壞的可能性比較大，大部分就是電容的引腳被振斷，更換好電容后在檢查，如果在八側向和中深信號放大板上直接用萬用表量輸出直流電壓信號沒有跳變的話，則可能就DTB接口板壞，更換DTB板后在檢查，直到故障排除。

3.3.2 八側向、中深感應整條測井曲線值偏高或偏低，但曲線變化趨勢正常

測井曲線的值偏高或偏低，主要是儀器使用的一段時間后，儀器刻度值發生變化所致。

檢修方法是先對儀器進行外刻，再進行主刻，確定出新的乘加因子。

3.4 換檔問題

3.4.1 八側向、中深感應都不能換檔

出現這種情況，對JSB801和GY2000感應來說是電磁繼電器JRC-015M 壞，對DIL5520 感應來說有可能是MC14011壞。

3.4.2 八側向、中深感應有一個換檔正常，其它一個或兩個換檔不正常。

這種情況一般是信號放大板上的繼電器壞。

結束語

雙感應－八側向測井儀器比較容易出現故障，出現故障后也比較難排除，儀器檢修需要理論知識和經驗的同時積累。在實際工作中要不斷思考和總結，對問題舉一反三，日積月累，檢修技能也就會不斷提升。

[1] 康華光.電子技術基礎[M].北京；高等教育出版社.1998.

[2] 王群,龐彥明,郭洪巖.礦場地球物理測井[M].北京；石油工業出版社.1993.

[3] 張守謙,顧純學.地球物理測井基礎及應用[M].北京；石油工業出版社.2002.

TH89

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.14.065

張文博 男，助理工程師。1982年3月出生于甘肅正寧。2004年獲華中科技大學生物醫學工程專業和計算機科學與技術專業學士學位。2010年獲西安交通大學電子與通信工程專業碩士學位。主要從事石油測井儀器的研發和檢修。