張文博 張文安

1.西安方元能源工程有限責(zé)任公司 710201 ；2.西安方元能源工程有限責(zé)任公司 710201

淺談雙感應(yīng)—八側(cè)向石油測(cè)井儀器的檢修方法

張文博1張文安2

1.西安方元能源工程有限責(zé)任公司 710201 ；2.西安方元能源工程有限責(zé)任公司 710201

根據(jù)自己的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，淺談了雙感應(yīng)－八側(cè)向石油測(cè)井儀器的檢修方法，根據(jù)雙感應(yīng)－八側(cè)向測(cè)井儀器的畸變曲線來(lái)推斷定位出雙感應(yīng)八側(cè)向測(cè)井儀器的故障點(diǎn)，文中分析討論了儀器不同故障點(diǎn)的維修方法。

前言

感應(yīng)測(cè)井是利用交變電磁場(chǎng)研究巖層導(dǎo)電性的一種方法，與電阻率測(cè)井的供電電極相類(lèi)似，在感應(yīng)測(cè)井的井下儀器中裝有發(fā)射線圈T，其中通以交變電流，這個(gè)電流將在其周?chē)斐梢粋€(gè)交變電磁場(chǎng)Φ1,處在交變電磁場(chǎng)中的導(dǎo)電介質(zhì)便會(huì)感應(yīng)出圍繞井軸的環(huán)形電流I1,在均勻各向同性巖層中，環(huán)形電流的中心是和井軸一致的。該電流也將造成一個(gè)磁場(chǎng)，即二次磁場(chǎng)Φ2,并且在井下儀器的接收線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，接收線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與環(huán)形電流的大小相關(guān)，而環(huán)形電流的強(qiáng)度又取決于巖石的導(dǎo)電性，所以通過(guò)測(cè)量接收線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，便有可能了解巖石的導(dǎo)電性，感應(yīng)測(cè)井就是根據(jù)上述電磁感應(yīng)原理來(lái)測(cè)定巖層電阻變化率的。感應(yīng)測(cè)井原理見(jiàn)圖1。

圖1 感應(yīng)測(cè)井原理

雙感應(yīng)可探測(cè)出距井壁不同深處的地層電導(dǎo)率（電阻率），從而提供估計(jì)泥漿濾液對(duì)地層侵入影響程度的數(shù)據(jù)，以判斷地層的含水含油性質(zhì)。在地導(dǎo)電阻率小于100Ω.m的泥漿濾液大于地層水的電阻率情況下能較好地測(cè)得地層真電阻率。當(dāng)泥漿濾液電阻率小于地層水電阻率時(shí)，只有在井壁較?。ㄐ∮?inch），侵入不深（中等或較淺）情況下，才能較好測(cè)出地層真電阻率。

八側(cè)向由1號(hào)電極、2號(hào)電極、3號(hào)電極和4號(hào)電極組成，采用對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，其中1號(hào)電極是主電極，2號(hào)電極和3號(hào)電極是監(jiān)督電極，4號(hào)電極是屏流電極。給1號(hào)電極供給一個(gè)恒定的1250Hz方波，同時(shí)把一個(gè)和1號(hào)電極相同極性，相同幅度的輔助電壓供給4號(hào)電極。這個(gè)電壓依靠2號(hào)、3號(hào)電極間的信號(hào)差來(lái)自動(dòng)、快速地調(diào)整，去保持和1號(hào)電極之間電位差接近于零，因此在1號(hào)電極發(fā)射電流時(shí)，在井內(nèi)泥漿柱中上下都被阻止了，這樣使得電流全部通過(guò)井壁進(jìn)入地層。由于1號(hào)電極供電電壓是恒定的，故隨著地層電導(dǎo)率的變化，其供電電流也就相應(yīng)的變化。這種變化可以通過(guò)從串聯(lián)在供電回路中的電阻兩端的電壓反映出來(lái)。這就是八側(cè)向的測(cè)井原理。八側(cè)向測(cè)井原理見(jiàn)圖2。

圖2 八側(cè)向測(cè)井原理

目前常用的雙感應(yīng)-八側(cè)向測(cè)井儀器型號(hào)主要有：JSB801、GY2000、1503、DIL5520。但不管是那種型號(hào)的儀器，檢修原理都是相通的。

雙感應(yīng)-八側(cè)向儀器測(cè)井儀器比較容易出現(xiàn)故障，當(dāng)儀器不能正常工作時(shí)，首先要解決的問(wèn)題是確定其故障部位。一種故障現(xiàn)象可能是由多個(gè)原因引起，而一種因素又可能會(huì)產(chǎn)生多種故障，要找準(zhǔn)產(chǎn)生故障點(diǎn)有時(shí)比較困難。儀器的故障一般反映在測(cè)井曲線上，根據(jù)不正確的測(cè)井曲線來(lái)推斷故障點(diǎn)。在完全理解和掌握雙感應(yīng)-八側(cè)向儀器測(cè)井儀器原理和硬件電路的基礎(chǔ)上，根據(jù)理論知識(shí)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)再借助一些測(cè)試儀器，從畸變的測(cè)井曲線出發(fā)就比較容易判斷出故障點(diǎn)，下面我就結(jié)合我的實(shí)際檢修經(jīng)驗(yàn)淺談一下雙感應(yīng)-八側(cè)向的檢修方法，以和廣大同仁共勉。

1 雙感應(yīng)—八側(cè)向測(cè)井儀常用檢修工具

對(duì)雙感應(yīng)-八側(cè)向一般問(wèn)題的檢修示波器和萬(wàn)用表用的比較多。

2 雙感應(yīng)—八側(cè)向測(cè)井儀檢修

原則

維修儀器的程序是由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由表及里，由淺入深的過(guò)程，也是把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化的過(guò)程。

儀器有故障時(shí)，首先應(yīng)該看儀器內(nèi)刻值是否正確，如果內(nèi)刻值正確的話儀器電子線路基本沒(méi)有永久性的故障，當(dāng)內(nèi)刻值不正常時(shí)應(yīng)該給電子線路短節(jié)接上模擬盒，根據(jù)接上模擬盒后數(shù)值的正確與否來(lái)判斷是不是電子線路短節(jié)有問(wèn)題，排查完電子線路短節(jié)的問(wèn)題后在根據(jù)故障現(xiàn)象排查前置放大和線圈系的問(wèn)題。如果電子線路沒(méi)有問(wèn)題的話，則給線圈系和八測(cè)向電極棒裝上刻度器，利用外刻值來(lái)判斷線圈系的好壞。

3 雙感應(yīng)—八側(cè)向測(cè)井儀的檢修程序

雙感應(yīng)—八側(cè)向是由八側(cè)向、中感應(yīng)、深感應(yīng)、自然電位四參數(shù)為一體的組合測(cè)井儀，故儀器在測(cè)井過(guò)程中出現(xiàn)的故障率相對(duì)比較高，而這些故障最終都會(huì)反映在測(cè)井曲線的質(zhì)量上，下面就以畸變的測(cè)井曲線來(lái)說(shuō)明故障點(diǎn)。

3.1.中深感應(yīng)部分

3.1.1 八側(cè)向深感應(yīng)正常而中感應(yīng)測(cè)井曲線跳變

整條曲線正常，偶然出現(xiàn)跳變。主要是由于接觸不良造成。對(duì)這類(lèi)問(wèn)題的解決辦法是：用軟連線連接電子線路，用橡皮錘分別敲擊前置放大短節(jié)和電子線路短節(jié)，定位出是前置放大板元器件松動(dòng)還是電子儀中中感應(yīng)信號(hào)放大板元器件松動(dòng)，或者是二者都有松動(dòng)，然后打開(kāi)儀器，重新緊固元器件，涂硅膠，之后再用橡皮錘敲擊檢驗(yàn)，直到故障排除。

3.1.2 八側(cè)向中感應(yīng)穩(wěn)定而深感應(yīng)曲線跳變

由于中深感應(yīng)電子線路部分對(duì)稱(chēng)，所以原因分析，檢修故障的方法步驟與中感應(yīng)相同。

3.1.3 八側(cè)向正常，中深感應(yīng)測(cè)井曲線同時(shí)跳變

八側(cè)向正常，只有中深感應(yīng)同時(shí)跳變，引起這種情況的因素很多，問(wèn)題一定發(fā)生在中深感應(yīng)電路的公共部分，可能是線圈系三層管有脫焊，也可能是中深感應(yīng)前置放大輸入級(jí)耦合變壓器有問(wèn)題，也可能是中深感應(yīng)信號(hào)通路中公共地接觸不良。

對(duì)于這類(lèi)故障，首先給電子線路接上模擬盒，看中深感應(yīng)的內(nèi)刻值是否正確，然后將儀器檔位換到測(cè)井檔上，敲擊電子線路看中深感應(yīng)值有無(wú)跳動(dòng)，如果有問(wèn)題，就應(yīng)該著重檢查感應(yīng)信號(hào)放大板的公共地有無(wú)虛焊，信號(hào)耦合變壓器的的引線有無(wú)松動(dòng)，電子線路排查完后在檢查線圈系，線圈系主要是看線圈系三層管有無(wú)脫焊。

3.1.4 八側(cè)向正常，但中深感應(yīng)的曲線發(fā)生異常（不同時(shí)）跳動(dòng)的問(wèn)題

這種情況可能是接觸不良，也可能是線圈系內(nèi)面有問(wèn)題，也可能是干擾引起的，也可能是某個(gè)元器件老化引起的，這種情況檢查起來(lái)比較困難，根據(jù)測(cè)井曲線看這種現(xiàn)象是不是在全井段都出現(xiàn)，如果在全井段都出現(xiàn)的話，可能就是接觸不良或者是線圈系有問(wèn)題，如果內(nèi)刻值都正確的話，就可能是線圈系的問(wèn)題。如果這種現(xiàn)象只是在儀器工作時(shí)間長(zhǎng)了以后或者下放到某一深度后出現(xiàn)，這可能就是電子線路上某個(gè)元器件老化后性能下降造成的。

3.1.5 八側(cè)向正常，中深感應(yīng)測(cè)井曲線同時(shí)下掉（包括隨井深逐漸下掉）

測(cè)井曲線同時(shí)下掉，一般情況下接觸問(wèn)題可以排除，問(wèn)題一定發(fā)生在中深感應(yīng)電路的公共部分，比如諧振板、20kHz振蕩電路、信號(hào)公共地。

3.2.八側(cè)向部分

3.2.1 中深感應(yīng)正常，八側(cè)向測(cè)井曲線跳變

對(duì)于這種情況，首先應(yīng)該看八側(cè)向的內(nèi)刻值，用橡皮錘敲擊，如果內(nèi)刻值都跳變的話，則可能是由電路的接觸不良所致。如果內(nèi)刻值在敲擊下不跳變的話則要檢查八側(cè)向電極棒的通斷絕緣情況，各個(gè)電極之間的絕緣電阻，相同電極之間的導(dǎo)通電阻，各電極之間對(duì)地的絕緣電阻是不是滿足要求，如果電極棒有問(wèn)題，則要維修或更換電極棒直到問(wèn)題得到解決。

3.2.2 八側(cè)向測(cè)井曲線整條出現(xiàn)異常

該現(xiàn)象的發(fā)生是由于八側(cè)向的電子線路部分或電極系出現(xiàn)永久性的故障所致。

分別檢查電子線路部分和電極系部分的通斷絕緣情況。

首先用摸擬盒檢查電子線路，若正常，則問(wèn)題一定出在電極系的通斷絕緣上，按常規(guī)檢修電極系，如果電子線路不正常，則應(yīng)首先檢查八側(cè)向的發(fā)射信號(hào)是不是正常，一般V0放大板上放大器壞的可能性比較大。

3.2.3 八側(cè)向測(cè)井曲線整條變化不明顯，近似于直線。

對(duì)于這種現(xiàn)象，首先要量八側(cè)向通斷和絕緣，八側(cè)向各電極對(duì)地絕緣，再用摸擬盒檢查電子線路，若正常，則問(wèn)題可能就出在八側(cè)向4號(hào)電極和電子線路地之間的絕緣太低，4號(hào)電極有可能和電子線路地相通，如果電極棒正常，則可能是八側(cè)向信號(hào)放大板上放大器壞。

3.2.4 八側(cè)向測(cè)井無(wú)信號(hào)輸出

這類(lèi)問(wèn)題一般是接線斷開(kāi)或者是某個(gè)元器件損壞。對(duì)這類(lèi)問(wèn)題一般要先接上模擬盒，看內(nèi)刻值是否對(duì)，用內(nèi)刻值來(lái)確定是哪一部分電路的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)如果內(nèi)刻值正確的話，則有可能就是發(fā)射板出現(xiàn)問(wèn)題，如果懷疑是發(fā)射板的問(wèn)題的話，就應(yīng)該首先用示波器測(cè)量1250Hz同步信號(hào)是否正確和20kHz參考信號(hào)是否正確，如果不正確的話對(duì)JSB801感應(yīng)來(lái)說(shuō)可能就是或非門(mén)電路損壞，如果接上模擬盒內(nèi)刻值都不正確的話，則首先要檢查VO放大板上B104線圈次級(jí)輸出的同步信號(hào)是否正確，不正確的話，應(yīng)該查看斬波放大板和B104耦合變壓器，首先檢修好斬波放大板和B104耦合變壓器，等B104線圈次級(jí)輸出的同步信號(hào)正確后，在檢修VO和Va放大板，這兩個(gè)板子一般是放大器和電容壞的多一些。

3.3 八側(cè)向、中深感應(yīng)

3.3.1 八側(cè)向和中深感應(yīng)測(cè)井曲線同時(shí)無(wú)規(guī)律的跳

這種現(xiàn)象一般都是直流低壓電源的紋波太大，或者是DTB板有問(wèn)題。如果在八側(cè)向和中深信號(hào)放大板上直接用萬(wàn)用表量輸出直流電壓信號(hào)有跳變的話就是電源電路板上濾波電容壞，在一般情況下，濾波電容壞的可能性比較大，大部分就是電容的引腳被振斷，更換好電容后在檢查，如果在八側(cè)向和中深信號(hào)放大板上直接用萬(wàn)用表量輸出直流電壓信號(hào)沒(méi)有跳變的話，則可能就DTB接口板壞，更換DTB板后在檢查，直到故障排除。

3.3.2 八側(cè)向、中深感應(yīng)整條測(cè)井曲線值偏高或偏低，但曲線變化趨勢(shì)正常

測(cè)井曲線的值偏高或偏低，主要是儀器使用的一段時(shí)間后，儀器刻度值發(fā)生變化所致。

檢修方法是先對(duì)儀器進(jìn)行外刻，再進(jìn)行主刻，確定出新的乘加因子。

3.4 換檔問(wèn)題

3.4.1 八側(cè)向、中深感應(yīng)都不能換檔

出現(xiàn)這種情況，對(duì)JSB801和GY2000感應(yīng)來(lái)說(shuō)是電磁繼電器JRC-015M 壞，對(duì)DIL5520 感應(yīng)來(lái)說(shuō)有可能是MC14011壞。

3.4.2 八側(cè)向、中深感應(yīng)有一個(gè)換檔正常，其它一個(gè)或兩個(gè)換檔不正常。

這種情況一般是信號(hào)放大板上的繼電器壞。

結(jié)束語(yǔ)

雙感應(yīng)－八側(cè)向測(cè)井儀器比較容易出現(xiàn)故障，出現(xiàn)故障后也比較難排除，儀器檢修需要理論知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)積累。在實(shí)際工作中要不斷思考和總結(jié)，對(duì)問(wèn)題舉一反三，日積月累，檢修技能也就會(huì)不斷提升。

[1] 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京；高等教育出版社.1998.

[2] 王群,龐彥明,郭洪巖.礦場(chǎng)地球物理測(cè)井[M].北京；石油工業(yè)出版社.1993.

[3] 張守謙,顧純學(xué).地球物理測(cè)井基礎(chǔ)及應(yīng)用[M].北京；石油工業(yè)出版社.2002.

TH89

A

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.14.065

張文博 男，助理工程師。1982年3月出生于甘肅正寧。2004年獲華中科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)和計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)士學(xué)位。2010年獲西安交通大學(xué)電子與通信工程專(zhuān)業(yè)碩士學(xué)位。主要從事石油測(cè)井儀器的研發(fā)和檢修。