雙側向測井儀EDLT 典型故障維修

汪金柱

（中海油田服務股份有限公司油田技術事業部塘沽作業公司，中國 天津 300459）

0 引言

為了滿足不同地層電阻率的測量，EDLT 雙側向測井儀設計了多種工作模式，淺側向具有兩種操作模式：淺標準模式（StdSh）和淺增強模式（EnhSh），淺標準和淺增強是通過手動切換電路中VEQ 板上U1 插座位置來實現。 深側向也具有兩種操作模式：深標準模式（StdDp）和格羅寧根模式（GrnDp），深側向標準和格羅林根是通過控制繼電器換擋來實現。

1 雙側向井下儀器的組成

EDLT71XA 雙側向測井儀包括兩部分：儀器電子線路部分（EA）和儀器電極系部分（MA）。 所有的電子線路都包含在電子線路部分中， 電極系中無電子線路。 EDLT71EA 電子線路部分包括直流電源電路、邏輯與深側向參考電路、深側向驅動電路、淺側向參考電路、淺側向驅動電路、電壓前置放大電路、電流前置放大電路、相敏檢波電路、刻度電路、電壓補償電路、平衡監控電路等。EDLT71MA 由芯軸、電極等構成，電極呈對稱狀分布。

2 典型故障分析及解決思路

EDLT 雙側向測井儀是一個復雜的閉環系統，并涉及負反饋，儀器的工作原理和電路比較復雜，儀器的測量回路貫穿整個儀器串，任何一個環節出現問題都會導致雙側向測井曲線異常。

故障現象1：儀器深側向值正常，淺側向ES、IS 值異常。

檢測和維修方法： 懷疑淺側向信號產生電路、淺側向處理電路或淺側向回路存在問題。 首先，用示波器測量邏輯深參考板上的深淺側向時鐘DPCLK 和SHCLK， 深側向時鐘DPCLK 信號正常， 淺側向SHCLK 的時鐘信號基線抬高了2.5 V。 繼續用示波器往前測量頻率振蕩器U1、U2 和U4 輸入輸出都正常，懷疑后面電路的影響。 查閱電路圖可知，邏輯深參考板上淺側向時鐘信號分兩路， 一路淺側向時鐘信號SHCLK 產生淺側向屏流參考信號至淺側向驅動電路， 另一路QS 去相敏檢波電路用于給淺側向檢波提供參考信號。 分別斷開去淺側向參考板SHCLK 和去PSD 板QS，發現斷開去PSD 板QS 信號后，測量邏輯深參考板上的深淺側向時鐘信號均正常。經排查發現是PSD 板上U3 AD7512 芯片的問題，更換后，儀器深淺側向值均正常。

故障現象2：調試雙側向電子線路，發現儀器標準模式值正常，增強模式值異常。

檢測和維修方法：目前，EDLT 測井主要用的標準模式， 儀器調試時需要切換到增強模式， 雙側向EDLT71XA 淺側向標準模式與增強模式反饋信號不同，標準模式下反饋信號來自PSD 板上U4 芯片輸出V2DS=2ED，淺側向受深側向控制。增強模式下淺側向反饋信號來自PSD 板上U5 輸出V2S=1.14ES+IS，淺側向與深側向獨立。標準模式與增強模式切換是通過手動改變電路中VEQ 板上U1 插座位置來實現的。用萬用表測量增強模式下U1 通路正常， 懷疑增強模式下反饋信號異常導致值異常。用萬用表測量相敏檢波板上U5 HI5104 的14 腳V2S 明顯異常，更換U5 后，儀器標準模式和增強模式值均正常。

圖1 淺側向時鐘SHCLK 信號走向

圖2 淺側向反饋信號

故障現象3：在渤海某井進行大滿貫作業，在上測過程中發現雙側向儀器在低阻地層的RD 和RS 曲線分的較開，不符合地層的正常響應。

圖3 雙側向深淺側向曲線分開

檢測和維修方法：觀察異常曲線可以看出，低阻地層淺側向RS 明顯偏低， 連接儀器串并接上雙側向外部測試盒， 外部線性值RS 低檔位偏低，0.2 檔為0.1，1 檔為0.78，但高檔位正常，RD 線性值正常，通過交叉對比，確認電子線路EDLT71EA 的問題。 用萬用表和示波器測量淺側向回路信號，發現淺側向反饋信號V2S（增強模式下淺側向的反饋信號）異常，V2S 將ES 的原始值拉低了十幾豪伏， 對低檔位RS 影響較大，對高檔位影響甚微。 更換U5（HI 5104）芯片后，RS和RD在各檔位的線性值均正常。

圖4 BUCKER 板上LOG 檔時KN1 繼電器的狀態

故障現象4：在渤海某井進行大滿貫作業，深側向RD 偏低，淺側向RS 正常。

檢測和維修方法：連接儀器串并接上雙側向測試盒，外部線性值RD 偏低，RS 正常。 地面加載服務表供電后，將EDLT71EA 打到LOG 檔，用萬用表對照電路圖來測量LOG 檔時儀器的通路，排查發現LOG 檔時平衡監控電路（BUCKER 板上）的KN1 繼電器的1腳和11 腳不通，導致EDLT71MA 的3#電極沒有接入到儀器串。而2#、3#電極是監督電極，這就會導致雙側向外部檔通路異常。 更換BUCKER 板上的KN1 繼電器后，RD 和RS 的值線性值均正常。

故障現象5： 雙側向EDLT 井下偶爾擋位切換不過來。

檢測和維修方法：懷疑電源適配器ESAT 提供換擋電壓不夠、繼電器線圈供電不足或換擋繼電器性能不穩定。 用示波器測量ESAT 提供換擋脈沖滿足儀器換擋要求，繼續測量發現EDLT 儀器繼電器線圈供電在24VDC 以下， 但繼電器線圈額定工作電壓為26.5VDC。懷疑繼電器線圈供電偏低，在井下溫度較高的情況下容易引起繼電器切換困難， 從而出現EDLT的ZERO/CAL/LOG 檔切換異常。 查閱電路可以看到繼電器線圈的供電是經過電源變壓器降壓次級未穩壓得到的，說明電源變壓器T1 次級輸出電壓偏低，更換T1 電源變壓器型號，提高變壓器次級輸出電壓，此時測量繼電器線圈供電能達到約28 V， 更換電源變壓器后再也沒有出現換擋困難的現象。

3 結語

EDLT 雙側向測井儀工作原理難懂， 儀器電路復雜，解決問題前要弄懂儀器的工作原理和熟悉信號流程，做到心中有數，這樣才能快速的定位到故障點，將故障徹底排除，保證現場作業的順利進行。