陳　敏，徐　峰，陽成軍，梁　紅，鄭光輝

(川慶鉆探工程有限公司測井公司　重慶　400021)

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·經驗交流·

5700系列2234XA密度刻度超標故障分析及維修

陳敏，徐峰，陽成軍，梁紅，鄭光輝

(川慶鉆探工程有限公司測井公司重慶400021)

摘要：5700系列密度儀用于探測地層的體積密度(ρ) 和光電吸收指數(PE) ，同時還具有測量井眼井徑功能。2234XA是貝克休斯公司相較2228XA升級的產品，在各項性能上均優于2228XA,在川渝地區極限溫度146°C的實際使用中，性能優秀。針對川慶測井一只正常使用中的2234XA出現刻度不能通過問題，總結介紹了一些經驗和解決的方法。

關鍵詞：2234XA；高度集成化電路； 晶體； 光電耦合劑

0引言

目前，全球三大石油公司分別為斯倫貝謝、貝克休斯、哈里伯頓。由貝克休斯公司生產的5700系列測井儀器，自上世紀90年代開始在中國市場銷售以來，在中國各大油田已普遍使用，目前，已經成為各大油田測井公司電纜測井的主打設備。

隨著Baker公司的產品升級換代，該公司在2012年推出2234XA雙能譜密度儀器取代原有的2228XA密度儀器，在原有2228XA的基礎上升級電子線路部分和探頭部分，已經在國內廣泛使用并推廣，在川渝地區高溫高壓井包括傳輸井使用中取得優于原2228XA的使用效果。

目前，國內各石油公司該設備基本都還處于新購狀態，維修積累的經驗還很少。

1儀器介紹

5700系列密度儀用于探測地層的體積密度(ρ) 和光電吸收指數(PE) ，同時還具有井徑測量功能[1]。2234XA(WTS Dual Spectrum Z-Density)主要由三部分組成：上部電子線路、探頭機械部分、密度探頭，其電路邏輯關系如圖1所示。該儀器電路部分采用高度集成化貼片式工藝制造[2]。

1.1上部電子線路

上部電子線路包含：

1)通訊(INTERCONNECTION PCB)板：包含開收腿控制繼電器、探頭和控制部分的電源、馬達電壓監控等；

圖1　2234XA探頭框圖

2)控制板(CONTROLLER BOARD)：包含于地面和探頭電路間的通訊連接，同時，也控制開收腿繼電器。

1.2推靠器機械部分

推靠器機械部分與2228MA基本完全一樣，包含：

1)馬達傳動部分；

2)井徑電位器部分，可實時監控井眼大小和密度探頭貼井壁情況，通過調節儀器開收腿大小控制密度探頭貼井壁狀態；

3)推靠臂部分，包括一個支撐臂幫助將密度探頭側貼井壁。

1.3密度探頭

密度探頭包含：

1)2個穩譜Cs137放射源；

2)探測器部分：2個光電倍增管，2個晶體(分別為長源距和短源距)；

3)2個高壓電源(分別為長源距和短源距)；

4)前級信號放大電路模塊；

5)脈沖高度分析電路模塊。

2維修實例

2.1故障描述

2015年3月川慶測井公司一只2012年購入的2234XA(12569932#)儀器因使用頻繁，探頭部位窗口和耐磨層磨損嚴重，維修更換新的窗口和耐磨塊(進口原裝)后，交小隊刻度，但經過多次主刻度均無法正常通過。將之前同一只儀器刻度通過的刻度表與此次異常情況刻度表對比見表1。

表1　正常/異常刻度表對比

后維修班自行用2228MA三級刻度器放置探頭同一位置處，檢測刻度窗口值讀數觀察，發現新舊窗口針對三級刻度器長源距計數均偏低。

2.2故障分析

儀器刻度的目的是為了更精確地獲取地層資料，儀器經過刻度標準化后，可以使不同儀器對同一地層的測量結果有了可比性，便于資料的解釋和處理[3]。故而，刻度結果也可以作為檢查儀器是否正常、穩定的一種方式。SHR (Ratio of low energy window to high energy window低能窗口對高能窗口的比值)實際計算中，是soft/hard2[4]。其中，soft為60～100 keV期間的計數，hard2為長源距200～540 keV期間的計數，如圖2所示。

1) 對比儀器正常和不正常刻度情況，短源距SS和長源距LS讀值都出現了不同程度的偏低；

2)用三級刻度器放置之后，用新舊窗口測試發現長源距LS計數率出現偏低，估計LS信號出現故障引起儀器刻度SHR超標。考慮診斷儀器長道信號通道；

3) 因該儀器長短道分別高壓控制，考慮長道高壓低于正常值，嘗試用短道高壓對調后檢測確認。

圖2　能級劃分示意圖[5]

2.3故障解決

拆卸儀器探頭，拆卸儀器芯體，發現長源距探頭光電耦合劑出現干化現象，需要重新耦合；另外，特別突出的是，長源距晶體混濁，如圖3所示。

更換一個新晶體，重新耦合劑耦合光電倍增管和晶體之后，重新放置三級刻度器，計數明顯增加，儀器交小隊重新主刻度，順利通過，故障解決。

圖3　新舊晶體示意圖

3結束語

2228XA巖性密度測井儀[6]，是將長源距探測器計數的256道能譜和短源距探測器的計數送到地面系統，穩譜參數通過地面軟件計算，計算結果通過遙測系統送到井下儀器,即井下儀器穩譜是由地面計算計實時控制的。而2234XA采用雙源距穩譜方式，分別檢測長、短源距探測器的穩定性，穩譜數據的處理由井下儀器硬件來完成，分別控制長、短源距控制高壓。

回看故障解決，可以判定該2234XA儀器刻度不能正常通過是2個方面原因引起的：

1)長源距晶體混濁，造成計數率低；

2)耦合劑干化，使得光電倍增管與晶體間光耦合效果不好，造成計數低。

在日常工作中，我們經常發現，同一個故障現象可能有多個故障原因，解決儀器故障必須思路清晰，從儀器的故障現象收集數據，逐一分析，就能找到儀器真正的故障原因，解決故障。

參 考 文 獻

[1] 呂殿中，巖性密度測井儀高壓不穩的故障分析及維修[J].石油儀器，2010,24(2):90-91.

[2] Baker Atlas. Downhole Tool Maintenance Manual. Texas，2013.(資料)

[3] 王文學，伍妍紅.刻度對補償密度測井儀測量值的影響[J].石油儀器，2013,27(1):63-65.

[4] 杜黎君,稽玉華,席習力.對巖性密度測井儀的認識[J].石油儀器，2014,28(5):28-30.

[5] Baker hughes.Training(Radiation Theory and Instruments). Texas，2008.(資料)

[6] 高標，張換耀.巖性密度測井儀井下自動穩譜方法與實現[C].2007年核技術工業應用分會學術年會暨理事會論文摘要集，2007:66-69.

Failure Analysis and Maintenance of WTS Dual Spectrum Z-Density 2234XA

CHEN Min，XU Feng，YANG Chengjun, LIANG Hong，ZHENG Guanghui

(WellLoggingCompany，ChuanQingDrillingEngineeringCO.LTD.,ChongQing400021，China)

Abstract：The 5700 series of density instruments are used to detect the formation bulk density (ρ) and photoelectric absorption index (PE),which also has the function to measure the well diameter. The 2234XA is an upgrade product compared with 2228XA of Co.Baker Hughes, and it was used in Sichuan and Chongqing area where the actual limit temperature is 146℃, it is shown that its performance is much better than that of 2228XA. A normal 2234XA of SLC used in the company can not pass caliberation, in view of the existing problems, some experience and methods are concluded and introduced in this paper.

Key words：2234XA(WTS Dual Spectrum Z-Density )；highly integrated circuit；crystal photoelectric coupling agent

(收稿日期2015-04-29 編輯：屈憶欣)

中圖法分類號：P631.8+17

文獻標識碼：A

文章編號：2096-0077(2016)02-0070-03

第一作者簡介：陳敏，女，1977年生，工程師，1999年畢業于江漢石油學院電子儀器及測量技術專業，現在川慶鉆探工程有限公司測井公司從事儀器維修工作。E-mail：461958088@qq.com