ECIM5540 一体化测井仪典型故障分析

肖全平 王文学 张凯亮 杜秀军 郑 波 崔小帅

(中国石油测井有限公司华北事业部 河北 廊坊)

1 仪器简介及原理［1］

ECIM5540 电极系连斜井径微电极组合测井仪是EILOG-05 快测平台的专用测井仪器，是对电极系、井斜角、方位、井径微电极进行组合测井的井下仪器。它主要包括电极系供电测量电路、微电极井径供电测量电路、连续测斜电路和机械推靠器四个部分。

电极和微电极供电测量电路对电极系微电极进行方波恒流供电，然后对电极信号微电极信号进行采集、相敏检波、滤波和放大，最后经过低通滤波输出直流信号进入A/D 转换。电极测量4 m 梯度2.5 m 梯度和0.4 m 电位;微电极可以同时测量两路信号，分别是微电位和微梯度。

微电极有三个纽扣电极，一个回流电极和一个参考电极(无穷远电极)组成。电极A 为供电极，电极M1和M2 为测量电极，回流电极为极板框架，参考电极在距极板较微电极测井一般可以同时测量一条1 in 梯度曲线和一条2 in 电位曲线。远的地方，2 in 电位电极系的探测深度稍大于1in 梯度电极系的探测深度。微梯度的探测深度约为40 mm，微电位的探测深度约为100 mm。井壁有泥饼存在时，1in 梯度曲线主要是反映了泥饼的影响，而2 in 电位电极系则可以探测到地层冲洗带。因此，根据电位和梯度曲线的差异，可以判断井壁是否存在泥饼，并根据泥饼的存在可间接地确定渗透性地层。

由于测井环境比较恶劣及仪器本身某些方面的限制，仪器在使用的过程中，多有故障产生。根据异常现象快速准确的判断及排除仪器故障是测井作业的技术关键。

2 维修实例

故障现象1

4 m 电极数据为10 V 左右固定值，仪器换档正常，其它各电极、微电极数据正常。

分析及解决方法［2］:开机通电检查发现无论在零刻、高刻还是测井状态4 m 电极数据显示为10 V 电压值无变化。2.5 m 梯度和0.4 m 电位电极测量数据正常。初步分析问题出在电极测量板。测量板电路如图1 所示，分析信号流程可知，电极信号通过电极专用处理模块DJCL1 后，再经两级放大输出。在高刻状态下用示波器观察DJCL01 的M2、N2、点均为交流方波，频率25 Hz，信号幅度约为百毫伏级。用万用表检查模块4 m 输出数值正常，一级放大OP07 输出为不正常高值。查OP07 外围电路元件发现电阻R19开路。分析电路可知R19为负反馈放大电阻，该电路放大倍数为20倍，R19开路后为无穷大，使得信号放大后限幅，输出为死值。更换同阻值电阻后，4 m 数据恢复正常。

故障现象2

某仪器下井后在直井段，测量井斜数据变化较大。

原因分析及解决［3］:该故障大部分原因为加速度计损坏，该仪器有X、Y、Z 三个加速度计因此需要分别测量判断。加速度计表头示意图如图2 所示，表头共有八个引出端，其中1 脚为信号输出端。在正常情况下，仪器静止状态下加速度计输出稳定;若对其进行翻动，信号输出也随之变化，万用表测量加速度计1 脚电压范围一般在-4 V ～+4 V。仪器上校验台对仪器进行精度调试，通过测量发现加速度计Y 输出变化不稳定数值乱变。判断加速度计Y 损坏，更换后仪器正常。当出现以下类似故障时应考虑对加速度计进行更换:

图1 电极系放大电路图

1)加速度计输出为零值或过高值，翻转仪器时输出不变化，此种现象直接更换即可，然后仪器上校验台对传感器进行刻度。

2)怀疑是伺服电路的问题可以与其它加速度计更换1 脚引线，从而判定是电路的问题还是加速度计的问题。

3)仪器静止状态下加速度计输出不稳定时应进行更换。

图2 加速度计表头示意图

图3 继电器结构图

故障现象3

井径微电极组合仪无法推靠。

分析及解决方法:出现此类故障应首先判断是电子线路还是机械推靠部分，更换推靠仪器后故障依旧。因此判断问题出在电子线路部分。推靠器马达工作和供电极性切换由微电极板上的K1、K2、K3 三个电磁继电器来控制。其中，K1 为紧急收腿，K2 为禁止或允许推收，K3 为控制张开或收拢，即马达供电极性的切换是由K3 来完成的，所以K3 损坏的几率最大。继电器结构如图3 所示。继电器的1、8 脚为供电线包，2、3、4为一组触点5、6、7 为一组触点，当1、8 之间没有加电时2、4;5、7 接在一起，当1、8 之间加上24 V 的换档电压后，2、3;6、7 导通。测量24 V 换档电压正常但加电后继电器无动作，判断继电器损坏，更换后仪器正常。

3 结束语

本文列举了一些连斜、电极、井径一体化仪器的典型故障，讲述了通过信号流程快速判断问题的方法和步骤，总结了一些维修经验和预防措施，为维修人员提供参考。

［1］中国石油测井有限公司. ECIM5540 电极系连斜井径微电极使用维修手册. 2000 (资料)

［2］石明贤. 井径微电极组合测井仪的应用研究［J］. 测井技术，1998，22(3)

［3］王成杰，柯 攀. 影响连斜稳定性及调校精度原因分析及改进［J］. 石油仪器，2011，25 (2)