核磁成像儀器常見故障分析

張文忠

(西部鉆探測井公司 新疆克拉瑪依)

核磁成像儀器常見故障分析

張文忠

(西部鉆探測井公司 新疆克拉瑪依)

MRIL-P核磁共振成像測井儀是井眼居中的測量儀器,是解決地質問題的一種重要的測井技術,它提供了巖石孔隙中流體含量的信息,流體特性的信息以及流體孔徑的信息,這些信息是常規測井儀器無法提供的。對于儲層評價等諸多地質方面的研究具有特別重要意義。

核磁共振成像測井儀;MRIL-P;檢測;test;故障;fault

0 引 言

MRIL-P測井技術能確定孔隙度和滲透率,圖像清晰,信息量豐富,分析直觀。它還可應用于低阻儲層和氣層評價及砂泥巖薄互層油氣評價,高含水稠油油藏識別、水淹層和未動用層、碳酸鹽層儲層評價,判斷儲層傷害程度,指導注水方案實施,準確評價儲層特性及產能以及在泥質砂巖儲層和混基泥漿中的應用。

1 MRIL-P的測量原理

MRIL-P儀器的中心是永久磁鐵,它產生的磁場使地層物質磁化。質子的旋轉軸向著靜磁場方向排列。磁體的外部有一天線,它把預先設置的射頻脈沖發射到地層中。使這些被極化的質子磁共振,達到新的平衡。在這些脈沖之間,天線用來接收質子共振產生的回波信號。就是交變電磁場撤后,質子就會逐步回到靜磁場使之極化的狀態。由于質子的共振頻率與外加永久磁場的強度成正比,因此,通過調節發射和接收能量的頻率就可以對儀器周圍不同直徑上的圓柱體區域進行探測[1]。

2 MRIL-P儀器簡介

儀器有三部分組成:電容短接MRCC、電子線路MREC、探頭MRSN。共包括高壓繼電器、電源變壓器、低壓電源供電、數字控制、HI-LINK數據傳輸、發射電路接口、發射電路供電模塊、DSP數字處理、輔助測量模塊、激發模塊、發射脈沖濾波模塊A,B、A,B發射器模塊、刻度電路、B1傳感器、高壓DC電壓輔助供電、前置放大器、接收電路 3繼電器驅動、天線接口等14個模塊[2]。

3 儀器的快速檢測

快速檢測設備采用FLUKE數字兆歐表和FLUKE數字萬用表。

(1)對電纜的檢測:用FLUKE數字兆歐表,若沒有也可使用通常使用的手動搖表,檢查每一根纜芯的絕緣通斷情況,每根纜芯的絕緣應該在500M以上。

(2)對電容短接的檢測:FLUKE數字萬用表檢查電容短接上接頭13、14、16、19的絕緣情況是否正常,對地儀器外殼電阻值應為無窮大。用電容表從電容短接下接頭的PIN22(正)和PIN34(負)之間測量應電容值為3.2mf

(3)對探頭的檢測:B1回路電阻值大約為50Ω(PIN36,PIN37)。在室溫下,RTD電阻溫度傳感器的阻值大約為100Ω(PIN30,PIN31)。

(4)電子線路的檢測:用FLUKE數字萬用表歐姆檔量核磁電子線路上接頭的 PIN22(HVDC+)和PIN34(HVDC-),正常情況下應為2 000Ω左右。

4 儀器常見故障分析[3～5]

核磁儀器一般大功率部分容易壞,檢測步驟:(1)快速檢測法判斷儀器好壞;(2)將儀器線路從外殼中拔出,觀看有沒有燒糊的地方;(3)加電測電壓電流是否正常;(4)用斷路法、短路法和替換法判斷排除故障;(5)用波形法、溫度法和干擾法排除干擾故障等。

如核磁儀器不能正常供交流W5,電流大,電壓上不來,零表也不回零,這時用上述快速檢測法(1)(2)(3)(4)項分別對電纜、儀器電容短接、儀器電子線路和儀器探頭檢測。

4.1 檢測核磁電容短接問題

將儀器從外殼中拔出,檢查CROSSOVER FILTER模塊的L1、L2,此模塊主要是對電源供電進行濾波以保證回波信號的質量,L1、L2漆包線較細容易被擊穿從而導致供電短路,致W5不能正常供電。參照電路圖N102085檢查E1 E7,E2 E8,E3 E9,E4 E10,E5 E11,E6 E12用萬用表電阻檔測量是否導通,若E1 E2 E3 E4 E5 E6之間不通,確定有損壞,就地更換。沒有L1、L2時,L1、L2可以去掉并短路,如,E1和 E2發生短路,則將電路板上的E1 E2,和 E7 E8從板子上焊開,將E1和E7直通;E2和E8直通即可,不會影響上井使用。如果儀器容值不對,用電容表檢測出壞的電容并更換。

4.2 檢測核磁電子線路問題

首先把儀器黑色的模塊(高壓模塊部分)斷掉,檢查儀器低壓電源供電模塊,圖N001170,檢查D1→D16整流管,檢查電容和七個穩壓器,如果有壞的,修復或更換。再加電測試儀器,核磁主窗口增益等參數都顯示正常,此時說明儀器所有低壓模塊都能正常工作。再檢查儀器高壓模塊部分。

4.3 檢測ATTACH

軟件顯示吸合成功后,給儀器加40 VDC～100 VDC電壓,但是在核磁主窗口HVMAX,HVMIN顯示電壓值為0,這種情況說明繼電器模塊內兩個高壓繼電器沒有吸合,出現故障。按圖N100200更換或將繼電器模塊的K1,和K2繼電器的7腳和8腳直接短路,也就是說,將從測井電纜1,2和4,5中心抽頭下去的W2直流電壓直接接到了E6和E7端,兩個繼電器就不起作用了。此時,繼續檢查儀器,加40 V左右直流電壓后,在HVMAX,和HVMIN顯示正常,說明儀器已經修復。

4.4 檢測START發射

將儀器高壓升至100 V～200 V左右時,突然不能正常加高壓,出現直流電流特別大,而直流電壓上不去的情況。用FLUKE數字萬用表歐姆檔量核磁電子線路上接頭的PIN22(HVDC+)和PIN34(HVDC-),正常情況下應為2 000Ω左右。再檢查儀器黑色的高壓模塊,如圖N102229發射器模塊,用萬用表二極管檔檢查40個雙二級管即八組二極管串,2025值為280 mV,3045值為140 mV。12個場效應管黑筆接D,紅筆接S,用萬用表歐姆檔測值為1.6 MΩ～1.9 MΩ,更換損壞件,再接上高壓模塊部分,加電測試儀器正常。

4.5 儀器GAIN檢測

供電正常,運用增益參考線,線圈一端接PIN36、PNI37,一端接前放板,增益為450～550,說明線路正常。再檢查天線接口模塊圖N102451,N102452,用萬用表歐姆檔測A1板、A2板,若正常,再檢查十個開關管,有壞的更換,再運用增益參考線,線圈一端接PIN36,PIN37,另一端接 PIN28,PIN29。如果儀器GAIN正常后,接探頭。ATTACH提供20 V～30 V直流電壓,主窗口HVMIN HVMAX顯示正常后,發射,AM=50,觀察幾分鐘,B1,B1MOD正常后,可以做一次主刻度,檢測維修結果。

4.6 探頭檢測

如果接儀器模擬探頭或探頭,掃頻都不對,不掃頻時狀態GAIN始終都正常,掃頻時不是出現增益太低就是掃不出結果,那么電子線路一般沒有問題,用快速檢測法對探頭測量,一般為:(1)線或PIN接觸不好;(2)天線脫焊或斷;(3)繼電器有壞的或脫焊;(4)電容有壞的或脫焊;(5)有強電磁波干擾,排除以上原因,儀器正常工作。

5 結 論

上述儀器故障為比較常見故障,儀器故障現象差不多,但儀器故障原因有可能不一樣。具體問題具體分析,問題的解決方法有多種。為了提高施工效率,特總結幾點維修經驗,冀希望與各位同行一起探討。

[1] 馮啟寧.測井新技術培訓教材[M].北京:石油工業出版社,2004

[2] 王會平.MRIL-P核磁共振成像測井儀器[M].北京:北京環鼎核磁儀器服務中心出版,2007

[3] 趙學敏.無線電修理技術[M].北京:北京大學出版社,1995

[4] 藤井信生.電子實用手冊[M].北京:科學出版社,2002

[5] 三浦宏文.機電一體化實用手冊[M].北京:科學出版社,2005

P631.8+3

B

1004-9134(2011)03-0095-02

張文忠,男,1968年生,工程師,2003年畢業于西南石油學院算機應用與維護專業,2007年1月畢業于長江大學勘察技術與工程專業,函授本科,現在西部鉆探工程有限公司測井公司測井六分公司工作。郵編:834000

2010-12-02編輯劉雅銘)

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