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(yè)部塘沽作業(yè)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(xiàn)。 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(xiàn)。

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(jiān)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(huán)系統(tǒng)，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(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會導致雙側向測井曲線異常。

故障現(xiàn)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(chǎn)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(xù)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(chǎn)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(fā)現(xiàn)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(jīng)排查發(fā)現(xiàn)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(xiàn)象2：調(diào)試雙側向電子線路，發(fā)現(xiàn)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(diào)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(xiàn)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(xiàn)象3：在渤海某井進行大滿貫作業(yè)，在上測過程中發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(tài)

故障現(xiàn)象4：在渤海某井進行大滿貫作業(yè)，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(fā)現(xiàn)LOG 檔時平衡監(jiān)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(jiān)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(xiàn)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(wěn)定。 用示波器測量ESAT 提供換擋脈沖滿足儀器換擋要求，繼續(xù)測量發(fā)現(xiàn)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(xiàn)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(jīng)過電源變壓器降壓次級未穩(wěn)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(xiàn)換擋困難的現(xiàn)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(shù)，這樣才能快速的定位到故障點，將故障徹底排除，保證現(xiàn)場作業(yè)的順利進行。