石油測井儀器可靠性設計及穩定性評價

周慧穎(大慶鉆探工程公司測井公司，吉林 松原 138000)

石油測井儀器可靠性設計及穩定性評價

周慧穎(大慶鉆探工程公司測井公司，吉林 松原 138000)

石油測井儀器是一種專門用于探測油井的設備，隨著現代石油開發力度的增大，對石油測井儀器的應用頻率也越來越高。若想確保石油測井質量，得到準確可靠的測井數據，首先要保證測井儀器的可靠性及穩定性,這就要從設計和評價方法入手,筆者結合實際，對石油測井儀器可靠性設計及穩定性評價方法進行分析，供同業者參考。

石油測井儀器；可靠性；穩定性；設計；評價

1 石油測井儀器的可靠性設計方法

1.1 機械可靠性設計

無論是在制作、生產、利用、運輸以及維修當中，石油測井設備都會經受各種機械作用，例如發動機所造成的振動作用、爆炸、碰撞等所造成的沖擊作用等。一般情況下，石油測井儀器在運行過程中都是處于受振狀態的，而受沖擊、振動等的影響，儀器設備中的一些電子元器件和機械結構等即可能會發生損傷，乃至出現損壞。而為了解決這一問題，確保石油測井儀器能夠在不等的機械振動和不同的沖擊環境內正常運行，必須要進行機械可靠性設計。首先要對儀器骨架進行抗震設計。共振的產生會導致石油測井儀器的部分元器件及設備整體受到嚴重破壞，因此對其進行抗振設計的中心思想就是防止共振。一般在石油測井儀器骨架固有頻率的計算中，通過設計方法使其＞200Hz，即可避免出現二者共振的現象。其次是對探測器進行防沖擊及抗振設計。探測器是放射性測井儀器中最薄弱的一個部分，其運用了玻璃器件光電倍增管和晶體，十分易碎。在其的可靠性設計中，防沖擊及抗振設計非常重要，目前常使用減振器將沖擊與振動影響進行隔離，并加強儀器剛度和強度，以此來提高其防沖擊性能和抗振能力。

1.2 電氣可靠性設計

電氣可靠性設計是基于對石油測井儀器的電子元器件的失效規律的扎實掌握。目前常用的可靠性保障技術主要有：元器件的選擇和篩選、噪聲的抑制、熱設計以及變壓器的三防設計等等。首先，在元器件的選擇和篩選方面，由于相較于具有特定用途的等級和產品應有的等級而言，若選擇具有很高溫度和質量等級的元器件，則必然會產生較大的浪費，而若選擇等級較低的元器件，則又無法滿足儀器的可靠性設計要求，因此在實際設計時，元器件的選擇和篩選應當要遵循降額運用的原則。其次，在噪聲的抑制方面，通過利用雙絞屏蔽線，可以合理屏蔽電磁干擾，以保證數據傳送的可靠性和準確性，同時通過優化印刷板引線布局，能夠進一步抑制電源所帶來的干擾。第三，在熱設計方面，通過對吸熱與隔熱結構進行合理設計，從而延長石油測井儀器的穩定工作時間，確保儀器的保溫性能，并且對于部分大功率的器件還要進行進一步的散熱設計，優化設計其安裝方式，以防止元器件因局部過熱而發生損壞。最后，在變壓器的三防設計方面，由于石油測井儀器中運用的變壓器的型號較多，所引發的問題也較多，因此在實際設計中最好是采取三防設計，即在變壓器的安裝結構與鐵芯間進行端封處理或者灌封處理，對線包進行絕緣處理，以使安裝結構、鐵芯以及線包組成一個整體，以增強變壓器的整體可靠性。

2 石油測井儀器的穩定性評價方法

2.1 常規方法及局限性分析

在石油測井儀器的開發與制造過程中，必須要對儀器的穩定性進行科學有效的評價。而常用的石油測井儀器穩定性評價方法，通常是電源拉偏試驗、高溫穩定性試驗以及長期穩定性試驗等。雖然站在時間與空間的角度上來看，這些試驗都是互無關聯、各自獨立的，但實際上它們都是將儀器的使用特征進行了靜態割裂，而并未對儀器的使用特征進行精確模擬。在實際測井工作當中，石油測井儀器往往會同時受到多種應力的作用，而這種情況是無法在常規方法中體現出來的，因此也不能很好地反映出儀器的穩定性。

2.2 新的穩定性評價方法分析

改進后的石油測井儀器穩定性評價方法，具有如下特點：首先，增長了高溫試驗階段的最高溫度恒溫時間，延長了全程溫度試驗階段的時間周期。通常在石油測井過程中，每個井段應測量至少兩次，但期間石油測井儀器所承受的溫度會發生改變，只不過再改變也不會超過最高溫度，因此通過最高溫度來進行模擬非常合適。全面分析發現，高溫試驗的最高溫度恒溫時間為3小時，實際測井時間一般在8小時以內，因此溫度試驗的時間周期設計為8小時最具代表性。其次，每個環節都要進行電源拉偏試驗和沖擊振動試驗。實際石油測井過程可分為四個階段，分別是：升溫階段、常溫階段、最高溫度恒溫階段以及降溫階段，而各個環節都要進行電源拉偏試驗。而在試驗過程中，若石油測井儀器保持靜止狀態，則無法體現出具體情況，所以還需進行沖擊振動試驗。

3 結語

綜上所述，石油測井是石油勘探開發中的一項重要工作，而石油測井儀器則是一種重要的儀器設備。為確保石油測井儀器設計的可靠性，要重視機械設計和電氣設計，積極運用可靠性保障技術。而對于石油測井儀器的穩定性評價，則需要在傳統方法的基礎上采取新的辦法，以提高評價的準確性。

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[2]俞國軍，陸浩.淺談石油測井儀器可靠性設計及穩定性評價方法[J].機電信息，2012,(21)：143+145.

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周慧穎(1987- )，女 ，吉林松原人，助理工程師，本科，主要從事測井電纜張力刻度，三相流模擬井下刻度裝置使用，泥漿杯電阻率盒刻度等工作。