測井儀器制造過程質量控制

中國石油大慶鉆探工程公司測井公司儀器維修中心（黑龍江大慶163412）

■質量

測井儀器制造過程質量控制

張小平，李永柏，趙廣平，王麗梅

中國石油大慶鉆探工程公司測井公司儀器維修中心（黑龍江大慶163412）

分析了測井儀器制造過程中質量控制的重要性，對制作期、機加期、組裝期、調試期、標定期等階段的潛在危害進行了梳理，從人員培訓、防靜電工作區設置等方面闡述了靜電防護過程的質量控制。認為儀器標定質量控制的關鍵點在于標定前的安裝過程，隨意安裝導致獲取的數據誤差大，計算的標定因子不可靠。安裝完成后，按照計算機操作平臺的提示，即可正確完成標定工作。各種測井儀器標定的質量控制點都不相同，必須嚴格按照有效的行業標準和油田公司企業標準進行操作,列舉3個實例即標準器的控制、聲波儀器的標定控制和密度儀器的標定控制。最后就3種儀器焊接及儀器標定的質量控制提高儀器制造質量提出了建議。

測井儀器；質量控制；制造過程；檢測點

測井就是沿井身測量鉆井地質剖面上地層的各種參數，是油井建設過程中獲取井下信息的主要方式之一，包括地層的物理參數、化學參數、地層結構及井身幾何特性等各種信息[1]，是合理開發油氣和科學鉆探的主要依據。同時，測井儀器在野外移動作業，在油氣田惡劣井眼環境條件下采集信息，要承受高溫高壓和較大沖擊力考驗。高質量的測井儀器具有低的故障率，能夠保證測井時效[2]。

1 制造過程中的質量控制

1.1 靜電防護[3]

在儀器制造中，由于儲存、搬運、拆裝、焊接等各工序的接觸、碰撞、摩擦等原因產生的物體靜電和人體運動產生的人體靜電，當積累到一定程度時，會產生相當高的電壓。在靜電放電或靜電感應時，使單極型集成電路等靜電敏感元件遭受靜電危害和損害，產生立即失效和潛在失效，潛在失效占電子產品失效總數的90%。主要控制點如下:

1）人員培訓。對處置和可能接觸電子產品的人員進行靜電防護知識上崗培訓周期培訓,考試合格獲得上崗資格。

3）防靜電工作區的管理。處置任何電子產品，均應在防靜電工作區內進行；在入口處設置警示標識；出入人員實行控制；規定區內溫度和濕度控制范圍。

1.2 焊接過程的質量控制

1.2.1 焊接準備控制

清理電路板上的銹跡、多余的焊錫膏等表面的附著物，露出銅箔本色；用刀片刮出連接線端上的銹層，露出銅色。調整好烙鐵溫度260℃左右。銅箔表面和導線掛焊錫。焊錫絲的粗細依據焊點大小選擇。電路板上和連接線端的銹層沒有清理干凈，是形成虛焊的主要原因。

1.2.2 焊接過程控制

將掛焊錫絲的導線和電路板銅箔并放，利用烙鐵將2個焊錫融合，向右上45°方向迅速移開烙鐵，結束焊接。導線和電路板銅箔上的焊錫剛一完全融合，將烙鐵趕快撤離。焊接質量主要在烙鐵撤離的時間和方向控制?；魏赴ê稿a凹陷、拉尖、焊面過度氧化和焊錫堆積等，是產生接觸電阻大和電路干擾的原因。

1.2.3 CMOS元件的焊接控制

焊復合互補金屬氧化物半導體（CMOS）集成塊。先找一塊比集成塊稍大的鋁箔和一塊平整的泡沫塑料。鋁箔平放在塑料泡沫上，將CMOS集成塊垂直插入泡沫塑料后隨即拔起，使鋁箔附在集成塊上以使引腳全部短路。然后將集成塊插入線路板的規定位置，像焊其他集成塊那樣焊接，焊好后撕去鋁箔即可[4]。焊絕緣柵場效應管。保留原塑料套管或保護鋁箔，用一段細裸銅絲在管腳根部繞3~4圈，使管腳可靠地接在一起。然后將細裸銅絲兩端擰好，去掉原保護層，正常焊接。

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1.3 儀器標定的質量控制

儀器標定質量控制關鍵點在于標定前的安裝過程，隨意安裝導致獲取的數據誤差大，計算的標定因子不可靠，失去獲取合格測井資料的基礎。安裝完成后，按照計算機操作平臺的提示，即可正確完成標定工作。各種測井儀器標定的質量控制點都不相同，必須嚴格按照有效的行業標準和油田公司企業標準進行操作,舉3種儀器為例。

1.3.1 標準器的控制

標準器必須與相應的儀器配套使用，而且處于在檢定周期內合格有效的狀態，是保證儀器標定質量的基礎。

1.3.2 聲波儀器的標定控制

隔聲體皮囊外側附著的原油等污染物清理干凈，減小聲阻抗，減少聲波幅度衰減；整個聲系處于相同的介質內，避免發射聲波在介質界面朝接收器相反的方向反射；聲波儀器扶正器安裝緊固完全，保證聲波從儀器傳感器到井壁的路徑相等，保證聲波計算結果精度。聲波探頭置入仿真自由套管內，加入足夠清水，把儀器全部浸入，加壓至（3±0.1）MPa,儀器交流供電（180±10）V，預熱30~35min。

1.3.3 密度儀器的標定控制

在儀器周圍10m內沒有其他的放射性源情況下，采集本底值；密度儀器的刻度線與標準刻度巖塊的標記線距離控制在±3.5mm以內；密度儀器探頭的窗口向下垂直正對標準刻度巖塊中心，偏轉控制在±3°內；對儀器施加壓力，控制在(1.5±0.1)kPa以內；安裝放射性源準確到位，源倉門關閉嚴實，固定螺桿徹底擰入；注入足夠清水，把儀器全部浸泡，處于現場使用相同的狀態。每個數據的采集時間控制在300s以上。儀器交流供電（180±10）V，預熱30~ 35min。

1.3.4 雙側向儀器的標定控制

標準地層模擬盒接線柱與電極連接線之間的接觸電阻為R1，電極連接線自身阻值為R2，電極連接線與儀器電極之間的接觸電阻為R3，電阻值之和R1+R2+R3≤0.5Ω，儀器交流供電（180±10）V，預熱30～35min。

2 制造過程質量控制的建議

2.1 虛擬制造技術的應用

虛擬制造技術（Virtual manufacturing technology，VMT）是在以計算機為核心的虛擬空間內把生產要素轉變為虛擬產品及制造機能的全部行為，涵蓋了從產品概念、結構設計、生產場地規劃、制造工藝、生產流程、性能測試、市場銷售等全過程[5]，是一種處在應用前沿的制造技術。

VMT技術在測井儀器制造中的應用主要體現在兩個方面，一是在互動性三維可視化環境下，利用計算機仿真技術和計算機虛擬技術通過模擬來評估和優化制造過程，在實際制造前發現問題，在不消耗實際生產資源的情況下找出最優方案，達到提高產品質量、縮短周期的目的，在“以生產為中心的虛擬制造”中可以快捷優化生產計劃和制造環境的配置，同時對儀器產品的質量檢測以及工序管理進行控制。另一方面，可以實現儀器制造活動的虛擬化，實現機械與人之間的人機合一，對儀器性能進行試驗與評價，從而減少儀器制造過程中技術實現的隨意性，降低制造成本，增強儀器可靠性，延長使用壽命，提高整體效能。

2.2 復合型質量控制體系的建立

十多年以來,國內測井公司獲得ISO 9000質量保證體系認證證書后,質量管理體系都得到有效運行，并且時刻關注顧客需求的變化，持續改進質量管理體系和業績，保證產品質量不斷提高。但是ISO 9000質量保證體系有其自己的不足，一方面以文字為載體的管理標準體系，主要是人工運作，其運作過程有一定的彈性。ISO 9000體系的推行缺乏有效的固化手段，雖然ISO 9000標準倡導文件化，這是對質量管理制度及作業流程的固化，但由于文件與業務是可分離的，企業業務運作是否按照文件的要求執行會因企業管理水平、員工的質量意識的不同而相差甚遠。另一方面ISO 9000只關注企業的物流和信息流，不關注資金流。

制造執行系統（Manufacturing Execution System, MES）能夠通過信息的傳遞，對從訂單下達開始到產品完成的整個產品生產過程進行優化的管理，是企業資源系統（Enter-prise Resource Planning，ERP）的子集，可以為提高測井儀器制造質量提供有效手段。與IS0 9000體系比較，ERP系統重點在于資源優化和質量提高。

制造執行系統的建設使用，有中石油全面推廣ERP系統的良好條件基礎。ERP系統和ISO 9000體系相互融合，既有利于推進企業信息化建設，也有利于ISO 9000質量管理體系的穩定運行。推廣MES系統，建議研究測井儀器在線質量管理系統設計，滿足對測井儀器質量管理的實時動態性、可視化和交互性的要求，進一步提高儀器質量。

2.3 制造過程信息采集與共享技術

全過程采集儀器制造和使用信息，利用智能手機、平板電腦、攝像頭、便攜式檢測設備及快速檢測設備將采集到的信息，通過云存儲在采購銷售、制造、野外采集、繪解計算、過程控制以及維修保養等多部門之間共享，可以提高儀器質量的可控性和可追溯性。因此車間和測井現場的便攜檢測設備的開發和推廣，快速監測方法，信息共享軟件，儀器制造信息數據庫都是未來急需的研究方向。

2.4 質量保證審核制度的建立

為了確保儀器制造過程質量控制，除了推動質量保證技術的研發、質量保證技術標準和規范的制修訂及推廣外，還應該在決策層面上提高管理力度。如根據不同的制造規模，確立相關的制造責任單元，確立明確的質量保證審核小組，對制造過程進行對標審核，對制造過程的質量隱患進行風險評估并提供解決方案，開發優質、高效、穩定、低能耗物耗的制造技術，并對制造人員進行指導。儀器制造審核可擴展至整個儀器使用、銷售、維修過程的審核，由裝備部門負責。除了從財務的角度對投入的資金額進行審核，還要對儀器制造的方案、流程進行嚴格把關，把使用、維修獲得的智慧匯入到制造方案中去。建立儀器質量保證審核制度不僅可以保障儀器質量，還可以提高儀器技術性能，延長儀器使用壽命，降低生產成本，提高市場競爭能力。為了建立儀器質量保證審核制度，需要開展大量的理論基礎研究。

3 結束語

測井儀器制造可以滿足科研新成果推廣的需要，也是提高企業經濟效益，促進經濟增長的需要。促進測井儀器制造質量是保證測井資料準確性的基礎，其重要性在于準確解釋和評價地層結構，更在于精細描述油氣藏和準確發現油氣層，提高石油產量。制造過程的質量控制基礎措施是做好靜電防護，消除儀器的潛在失效和立即失效。在全面分析儀器制造質量潛在危害的基礎上，質量控制的關鍵點是容易產生人為差錯的焊接和標定過程，更好地指導儀器制造。根據企業的發展需求，從科技引領、制度建設和文化建設等方面出發，提高儀器制造技術和建立質量標準，是全體測井科技和工程技術人員所面對的巨大挑戰和機遇。

[1]張明德.加強質量管理提高企業質量安全[J].石油工業技術監督，2014，30（11）：58-60.

[2]連經社,王樹山.采油工藝[M].北京：中國石化出版社，2011.

[3]董國永.安全監督[M].北京：石油工業出版社，2003.

[4]馬風才.質量管理[M].北京：機械工業出版社,2009.

[5]崔文峰.創新質量管理機制推進企業卓越發展[J].石油工業技術監督，2012,28(9)：47-50.

本文編輯：左學敏

The importance of quality control in the manufacturing process of the logging instrument is discussed.The potential hazards in the design period,the machining period,the assembly period,the debugging period and the calibration period of the logging instrument are analyzed,and the quality control in the static electricity prevention process is described from personnel training and anti-static electricity working area arrangement.It is held that the key of the quality control in the instrument calibration is the installation process of the instrument before the calibration,and the random installation will lead to a large data error and an unreliable calibration factor.After the installation is completed,the calibration work is carried out according to the prompts on the computer operating platform.The quality control points in the calibration of different well logging instruments are different,and the calibration operation must strictly implement industry standards and the enterprise standards oil field company.

logging instrument;quality control;manufacturing process;detection point

2015-06-25

張小平（1969-），男，高級工程師，主要從事測井儀器研制及維修工作。