張 濤 王茂林 黃 偉 任 聰 馬新亞

(1.中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司國(guó)際事業(yè)部 北京 102206;2.中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司長(zhǎng)慶事業(yè)部 陜西 西安 710200)

0 引 言

MPAL6620 多極子聲波測(cè)井儀作為EILog 快速成像測(cè)井系統(tǒng)中一支重要的成像測(cè)井設(shè)備，由于儀器自身的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，被許多油田勘探方所青睞，并且自投產(chǎn)至今以良好的穩(wěn)定性和卓越的性能不斷得到了國(guó)內(nèi)、以及國(guó)外用戶的肯定，現(xiàn)就儀器在日常使用過(guò)程中容易遇到的一些問(wèn)題及處理方法進(jìn)行介紹，希望對(duì)在使用該儀器中的您有所幫助。

1 MPAL6620 多極子測(cè)井儀器的特點(diǎn)［1 ～3］

1.1 儀器測(cè)量原理

儀器囊括:單極子測(cè)井、交叉偶極子測(cè)井、四極子測(cè)井。單極子測(cè)井就是利用單極子采集地層反饋的全波列信息。交叉偶極子測(cè)井是利用偶極發(fā)射器能產(chǎn)生沿井壁傳播的撓曲波，撓曲波是一種頻散界面波，它在低頻下以地層橫波的速度傳播，在高頻下則以低于地層的橫波速度傳播，通過(guò)撓曲波的測(cè)量來(lái)計(jì)算地層的橫波速度;四極子測(cè)井是利用四極子聲源在井眼中激發(fā)螺旋波單一模式波及其高階模式，較低頻率的四極子源有抑制縱波的作用，對(duì)于橫波測(cè)井非常有利。

1.2 儀器設(shè)計(jì)特點(diǎn)

MPAL 多極子聲波儀器由發(fā)射電路短節(jié)、發(fā)射聲系短節(jié)、隔聲體短節(jié)、接收聲系短節(jié)和接收控制采集電子線路短節(jié)等五部分組成。接收單元主要完成信號(hào)的采集處理，并將處理后的聲波信號(hào)傳到遙傳進(jìn)行采集。發(fā)射單元主要是按照接收時(shí)序?qū)Ω邏杭?lì)部分進(jìn)行觸發(fā)，將400 V 的高壓作為觸發(fā)換能器的能量。發(fā)射聲系短節(jié)內(nèi)裝有發(fā)射激勵(lì)變壓器組和發(fā)射探頭，接收換能器陣由八組三十二個(gè)接收探頭構(gòu)成陣列聲波信號(hào)接收器。儀器具備多種測(cè)井模式，因此在一次測(cè)井過(guò)程中可同時(shí)采集八組不同源距的單極波列、八組四種模式不同源距的偶極波列(包括交叉偶極波)以及四組仿單極子波列。通過(guò)單極陣列、偶極陣列和仿單極子組合，無(wú)論在快速地層或慢速地層中都可獲得縱波、橫波、斯通利波資料。此外，儀器可進(jìn)行地層各項(xiàng)異性的識(shí)別。

2 故障現(xiàn)象分析及相應(yīng)解決辦法［4、5］

2.1 高壓激勵(lì)模塊IGBT 故障

故障現(xiàn)象:儀器在測(cè)井時(shí)供電電流大，無(wú)法建立通訊。

故障原因:一是發(fā)射高壓激勵(lì)部分IGBT 損壞;二是低壓穩(wěn)壓模塊損壞。解決辦法:在該儀器多次的使用當(dāng)中，出現(xiàn)問(wèn)題最多的就是IGBT 這個(gè)器件損壞，由于IGBT在常溫下耐壓可以達(dá)到1 000 V 以上，但隨著溫度的升高，該器件耐壓也隨之降低，尤其是在應(yīng)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)井時(shí)，突發(fā)的工作電流變大往往就是該器件引起。首先斷掉儀器上高壓激勵(lì)部分，通電后如果儀器電流還大需要檢查低壓穩(wěn)壓模塊部分，量取各個(gè)模塊輸出數(shù)值基本就能確定;通電后如果電流正常，量取6 組IGBT 中各個(gè)極之間是否短路基本就可以確定是哪個(gè)IGBT 故障或者性能下降導(dǎo)致發(fā)射高壓短路儀器過(guò)載，取下更換即可。

2.2 發(fā)射控制板故障

故障現(xiàn)象:偶極不發(fā)射、或者遠(yuǎn)單時(shí)發(fā)射時(shí)不發(fā)射等等，發(fā)射時(shí)序錯(cuò)亂。

故障原因:DK637 損壞。解決辦法:如圖1 所示，首先用示波器檢查U4 DK637 的輸出2 腳，正常時(shí)可以看到3.3 V 的串行時(shí)鐘信號(hào)，但由于儀器內(nèi)變壓器或者發(fā)射換能器可能某次有打火漏電的時(shí)候，高壓影響到信號(hào)的輸入，即SCLKH、SCLKL 信號(hào)變形，D4 -D7 損壞無(wú)法鉗制差分信號(hào)的幅度時(shí)，會(huì)造成DK637 損壞，這樣發(fā)射時(shí)鐘信號(hào)SCLKB 出現(xiàn)變形，從而導(dǎo)致各極子發(fā)射順序混亂的現(xiàn)象。

圖1 發(fā)射控制板DK637 差分接收器部分

2.3 一個(gè)或多個(gè)極子正常發(fā)射后的接收波形異常

故障現(xiàn)象:一個(gè)或多個(gè)極子接收波列異常。

故障原因:一是變壓器有漏電打火現(xiàn)象;二是發(fā)射換能器性能老化。解決辦法:當(dāng)儀器工作出現(xiàn)波列異常的時(shí)候，如圖2 所示，首先排除電子線路的影響，地面可以通過(guò)切換TEST 模式，檢查接收線路是否正?！邮站€路通過(guò)自身產(chǎn)生的模擬信號(hào)傳到采集通道直至上傳到地面，通過(guò)8 道波形情況是否正常就可以排除接收線路是否有問(wèn)題。發(fā)射線路是否正常，我們可以通過(guò)簡(jiǎn)單的交叉儀器來(lái)進(jìn)行快速排除。當(dāng)問(wèn)題確定為發(fā)射聲系的時(shí)候就需要對(duì)聲系中的變壓器和換能器進(jìn)行檢查，發(fā)射部分的絕緣能否達(dá)到500 M 以上、變壓器是否有燒焦的現(xiàn)象、換能器的容值和外觀檢查等。由于換能器和變壓器一直處于高壓下工作，容易出現(xiàn)老化現(xiàn)象，特別是換能器，容易出現(xiàn)銀皮脫落或者換能器表面有細(xì)小的開(kāi)裂現(xiàn)象，直接導(dǎo)致儀器在工作時(shí)接收到相應(yīng)發(fā)射極的信號(hào)波形出現(xiàn)跳變等異常情況，這時(shí)候就需要更換發(fā)射變壓器和換能器。

圖2 遠(yuǎn)單接收波列異常

2.4 隔聲體絕緣低導(dǎo)致的通訊異常并出現(xiàn)接收波形異常

隔聲體作為儀器中間連接段雖然只起到了阻隔直達(dá)波，貫通上下信號(hào)的作用，在使用中它的絕緣高低直接會(huì)影響到儀器的使用。如發(fā)射時(shí)序信號(hào)需要從隔聲體穿過(guò)、儀器的CAN 總線控制信號(hào)也要通過(guò)隔聲體等等，當(dāng)隔聲體絕緣低時(shí)，儀器內(nèi)的發(fā)射高壓(接近2 000 V)一旦耦合到外殼上或者漏電到外殼上就會(huì)對(duì)隔聲體內(nèi)信號(hào)線的信號(hào)產(chǎn)生影響，造成儀器不能正常工作，所以當(dāng)通訊異?；蛘叱霈F(xiàn)接收波形異常時(shí)，也要排查隔聲體的絕緣問(wèn)題。

3 結(jié) 論

陣列聲波曲線采集質(zhì)量至關(guān)重要，MPAL 多極子陣列聲波儀器測(cè)井一次成功率有待進(jìn)一步提高，這就要求儀器盡可能少出現(xiàn)故障，保證儀器的性能。如果遇到故障，能夠很快的查找原因并解決問(wèn)題。雖然在日常的儀器使用過(guò)程中可能會(huì)遇到其它不同的故障問(wèn)題，通過(guò)歸納總結(jié)以上幾種比較具有代表性的問(wèn)題，可以幫助我們很好的了解儀器內(nèi)各電路的功能特點(diǎn)，對(duì)儀器的常見(jiàn)典型故障有一定的了解，熟悉并掌握解決辦法，從而幫助我們?cè)谑褂肕PAL6620 多極子聲波測(cè)井儀時(shí)更快速的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和更好的解決問(wèn)題，提高測(cè)井時(shí)效，提高測(cè)井曲線質(zhì)量，從而達(dá)到促進(jìn)MPAL6620 多極子聲波測(cè)井儀更好的服務(wù)于油田的勘探開(kāi)發(fā)。

［1］中國(guó)石油測(cè)井有限公司. MPAL6620 用戶操作手冊(cè).2010(資料)

［2］中國(guó)石油測(cè)井有限公司. MAPL6620 用戶維修手冊(cè).2011(資料)

［3］趙軍龍，楊雙定.測(cè)井方法原理［M］. 西安:陜西省人民教育出版社，2008:8，79 -81.

［4］熊孝云，朱愛(ài)民. MPAL 多極子陣列聲波測(cè)井的應(yīng)用［J］.國(guó)外測(cè)井技術(shù)，2009，(2):26 -29.

［5］李玉霞，李亞敏.MPAL 多極子陣列聲波測(cè)井儀［J］. 測(cè)井技術(shù)，2008，32(5):439 -442.