XMAC接收板的常見故障與排除

楊懷韜

(大慶油田有限責任公司鉆探工程公司測井公司 黑龍江 大慶 163412)

·經驗交流·

XMAC接收板的常見故障與排除

楊懷韜

(大慶油田有限責任公司鉆探工程公司測井公司 黑龍江 大慶 163412)

XMAC偶極聲波測井儀是5700系列井下儀器之一。近年來XMAC測井時偶爾會遇到波形異常或缺失等問題，故障大多出在接收板上，XAMC的接收板在其接收頭1678MB中，接收板可對接收探頭所產生的信號進行接收，選擇，放大和濾波。根據實際維修，闡述了接收板常見的故障問題，給出了故障的原因分析和維修方法。

XMAC偶極聲波測井儀；接收板；故障解析

0 引 言

XMAC儀器為美國原裝進口的Eclips-5700儀器，早期故障率較低，且1678MB接收板電路元件全部為貼片式，維修難度大，因此早期一旦確定接收板有問題，直接更換整個電路板。近幾年，隨著儀器使用時間增長和進口儀器和配件的國產化，1678MB接收板故障率明顯升高，為了節約成本，于是我們對有問題的接收板進行更加細致的檢查維修。1678MB接收電子線路包括兩個接收板，每個接收板可對接收探頭所產生的信號進行接收，選擇，放大和濾波，接收板的故障會導致XMAC波形缺失或異常。對接收板故障快速、準確的判斷，對維修XMAC具有重要意義。

1 XMAC交叉偶極子測井原理

XMAC偶極聲波測井儀器由五部分構成：發射線路1678FA，發射探頭1678BA，柔性短節1678PA，接收探頭1678MB和聲波數據采集短節1677EA，其結構示意圖如圖1所示[1]。1678MB接收陣列由8組32片片狀偶極接收傳感器組合而成。當測井系統選擇了偶極交叉測井模式時，由1677EA產生采集控制信號，激發1678FA激勵電路產生發射器激勵高壓，使得發射器按順序依次工作，產生聲源。1678MB上的接收陣列采集所感應到的聲信號。

圖1 XMAC結構示意圖

2 1678MB故障現象與分析解決

1678MB接收電子線路包括兩個接收板，這兩塊板安裝在電子線路骨架上。每個接收板可對4個接收探頭所產生的信號進行接收和處理。第一塊接收板接收和處理前4個接收探頭的信號，第二塊接收板接收和處理后4個接收探頭的信號[2]。

2.1 故障一

在井底測井過程中，XMAC第二道波形異常。返回后在常溫下進行內建測試信號通道測試，未見異常。將電子線路置于加熱至120℃，發現第二道波形飽和，異常；其他通道波形正常。

1)故障原因分析

1678MB接收板自動增益部分電路圖如圖2所示。對第二道進行信號測量發現，在固定增益下，U30增益控制位QG4/QG3( U30-16/ U30-1腳)中，QG4正常為低電平(100 mV以內)，而實際測量為2～3 V，正是因為該增益控制異常而導致波形飽和。

圖2 1678MB接收板自動增益部分電路圖

懷疑外圍電路元件故障所至，更換增益控制芯片U49(U30-16/ U30-1腳分別與U49-7/ U49-6有電氣連接)，和外圍芯片U30，U31，再次測量U30增益控制位QG4/QG3，故障現象依舊。斷開與增益控制芯片U49有電氣連接的U30、U31兩芯片，測量U49-7腳，故障現象依舊。

1678MB接收板自動增益部分增益控制芯片U49通過增益控制位QG3,QG4向芯片U30,U31發送可控增益信號，故固定增益下，U30增益控制位QG4與正常值不符，有可能是U49或U31故障所導致

懷疑U49插座相關管腳絕緣性能下降。從電路板上移除U49、U30、U31，對比測量U49插座各管腳對地的絕緣，發現U49插座的第4、5、6、7腳對地電阻值為200K，而另外兩組增益控制位對應的第11、12、13、14腳對地電阻值均大于20M。這與實際的故障現象一致。

測量U49，U30，U31的外圍電阻、電容，未發現異常。懷疑印刷電路板上與U49插座第4、5、6、7腳相連的印刷電路絕緣性降低。

直接用高溫電熱風扇對電路板加熱，在加溫后，測得U49插座的第4、5、6、7腳邏輯電平變化明顯，高電平12V變為6～7 V，低電平0V變為3～4 V；而對比測量其它同樣功能的插座管腳高低電平沒有變化。

2)結論

印刷電路板上與U49插座第4、5、6、7腳相連的印刷電路絕緣性低。在高溫情況下，控制位電平變化明顯，從而邏輯“0 /1”誤判，在更換新的電路板以后，儀器恢復正常。

2.2 故障二

小隊測井過程中，XMAC第三道波形跳動。返回后在常溫下內建測試信號通道測試，第三道波形跳動，增益時大時小。

1)故障原因分析

因測試信號通道測試出現問題，可判斷故障應出在測試信號輸入之后的電路上，可逐級排查。

1678MB接收板多路選擇部分電路如圖3所示。用示波器測量測試點ACEG，輸出脈沖信號相同，繼續往下測量。

測量多路選擇芯片U24,U25,U26,U27第8腳，發現U26第三道輸出脈沖信號與其它三道不同。

懷疑增益控制芯片U50故障導致。U50-4，U50-5，U50-6腳分別與U26-1，U26-16，U26-15腳有電氣連接。將U50與其功能相同的芯片U51交叉后，故障現象依舊。

懷疑多路選擇芯片U26故障，焊下相同作用的芯片U27，移除U26后，把U27焊到U26的位置，檢測，發現第三道波形恢復正常。

圖3 1678MB接收板多路選擇部分電路圖

把前期損壞的1678MB接收板取回,焊下相同芯片，恢復了這塊1678MB接收板。

2)結論

印刷電路板上芯片U26損壞，更換前期損壞接收板上的相同芯片后，儀器恢復正常。但是這種貼片式電路板焊接困難，維修難度大。

3 結束語

鑒于1678MB在XMAC儀器中的重要性，增加對1678MB接收板了解有利于保證XMAC儀器測井的成功率。通過介紹幾種故障現象和故障的排除過程，更好地了解XMAC儀器的工作原理，對將來關于XMAC儀器的進一步維修帶來方便。

[1] [美]貝克休斯公司. 1678MB Tool manual[Z].2006:143-146.

[2] [美]貝克休斯公司. Instrument Operating Guide[Z].2006:98-102.

Common Failures and Maintenance of XMAC Receiver

YANG Huaitao

(LoggingandTestingServicesCompany,DaqingOilfieldCo.Ltd.,Daqing,Heilongjiang163412,China)

XMAC dipole acoustic logging tool is one of the 5700 series downhole instrument. XMAC logging, in recent years, occasionally meet such problems as abnormal waveform or missing, the fault is mostly on the receiver, XAMC receiver is in the first 1678 MB of receiving, the signals from the receiving sonde receiver, choice, amplify and filter by the receiver. According to the actual maintenance experience, the common problem of the receiver is expounded, the failure cause is analyzed, and maintenance method is gived.

XMAC dipole acoustic logging tool; receiver; fault analysis

楊懷韜，男，1987年生，助理工程師，2010年畢業于黑龍江大學電子信息工程專業，現主要從事儀器維修工作。 Email: yyhhtt3122@163.com

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2096-0077(2016)06-0095-03

2016-05-18 編輯：高紅霞)