LOGIQ井下儀器故障分析與解決

鮑文輝 曹 斌 宋長強(qiáng) 包春暉 張瑞新

(中國石油集團(tuán)測井有限公司長慶事業(yè)部 陜西高陵)

LOGIQ井下儀器故障分析與解決

鮑文輝 曹 斌 宋長強(qiáng) 包春暉 張瑞新

(中國石油集團(tuán)測井有限公司長慶事業(yè)部 陜西高陵)

文章對LOGIQ成像測井系統(tǒng)井下儀器BCAS DSNT-SDLT DLL-MSFL GTET SDDT出現(xiàn)的多例故障進(jìn)行了探討分析,并成功排除解決,希望能對同行們能起一點(diǎn)借鑒作用。

LOGIQ成像系統(tǒng);井下儀器;BCAS DSNT-SDLT DLL-MSFL GTET SDDT

0 引 言

隨著石油勘探和開發(fā)的深入發(fā)展,對測井的要求越來越高,遇到的問題也越來越復(fù)雜,測井工作經(jīng)歷了定性評價(jià)、半定量評價(jià)和定量評價(jià)階段,現(xiàn)在已進(jìn)入綜合評價(jià)階段。長慶測井解釋面臨主要問題是裂縫儲(chǔ)層判別及孔、滲、飽等參數(shù)計(jì)算,低阻油氣層識(shí)別,水淹層測井解釋及剩余油評價(jià)。陜甘寧盆地中部氣田屬于低孔隙儲(chǔ)層,傳統(tǒng)的測井技術(shù)評價(jià)這類儲(chǔ)層十分困難。LOGIQ成像測井技術(shù)的引進(jìn),在上述領(lǐng)域有所突破。長慶事業(yè)部LOGIQ成像系統(tǒng)從引進(jìn)至今已經(jīng)6年了,根據(jù)我們多年的維修經(jīng)驗(yàn),選取了BCAS、SDDT、DSNT/SDLT、DLLT-I、GTET典型故障加以探討分析。

1 地面設(shè)備介紹

LOGIQSM測井系統(tǒng)是從美國哈里伯頓公司引進(jìn)的具有世界先進(jìn)水平的測井設(shè)備,是基于WINDOWS操作界面之下,可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、處理、繪圖的綜合測井系統(tǒng),具備遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)能力,兼容性強(qiáng),支持INSITE組合測井,支持DITS組合測井,具備MRIL和RDT測井的地面升級(jí)能力,同時(shí)支持套管井測井服務(wù),如RMT儲(chǔ)層監(jiān)測儀、VDL、生產(chǎn)井、射孔、工程測井作業(yè)服務(wù)等。

LOGIQ系統(tǒng)設(shè)計(jì)支持三大類型信號(hào)的井下設(shè)備:

INSITE(THE INTEGRATED SYSTEM FOR INFORMATION TECHNOLOGY AND ENGINEERING)井下儀,采用快速連接的非對稱數(shù)字用戶線(ADSL-ASYMETRICAL DIGITAL SUBSCRIBER LINE)遙傳方式。配備的井下儀器有GTET DSNT-SDLT BCAS DLLMSFL CSNG HRAI ACRT WSTT ICT IDT。

DITS(DIGITAL INTERFACE TELEMETRY SYSTEM)井下儀,采用曼徹斯特編碼遙傳方式。

配備的井下儀器有D4TG BHPT FIAC SDDT WSTT XRMI CAST-V MRIL-P。

2 故障現(xiàn)象與分析解決

2.1 BCAS陣列聲波儀

故障現(xiàn)象1:5道接收信號(hào)中第4道接收信號(hào)在測井過程中偶爾丟失。

故障分析:根據(jù)BCAS陣列聲波儀器電路框圖分析,5個(gè)接收器接收到的5道信號(hào)首先進(jìn)入前放濾波板進(jìn)行差分放大,然后送到INC板進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼傳送,考慮到5道接收信號(hào)中只有第4道接收信號(hào)不正常,首先排除INC板的問題,問題應(yīng)該在前放濾波板。

解決辦法:更換前放濾波板后儀器工作正常。

故障現(xiàn)象2:BCAS陣列聲波測井時(shí)無法建立通訊,其下端儀器也無法建立通訊。

故障分析:此故障的發(fā)生可以初步判定是同軸電纜終端電阻沒接通導(dǎo)致?；鼗貦z查發(fā)現(xiàn)BCAS儀器下端12+1尼綸插頭被頂入內(nèi)陷,無法和下端儀器相連,該現(xiàn)象在兩個(gè)LOGIQ隊(duì)已出現(xiàn)多次,分析認(rèn)為是儀器有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)缺陷,下尼綸插頭沒有設(shè)計(jì)合適的固定筒硬固定,而是僅靠尼綸插頭背面一薄片卡簧阻止倒退,和儀器連接時(shí)稍微有對接誤差碰撞,尼綸插頭將掙脫卡簧倒退,從而內(nèi)陷。我們對儀器的下部頭分析研究后決定設(shè)計(jì)加一個(gè)厚為4 mm的圓形金屬墊環(huán),襯墊在12+1尼綸插頭背部用來阻抗碰撞力。

解決辦法:兩個(gè)隊(duì)自2007年8月在BCAS陣列聲波儀器中加入圓形金屬墊環(huán)后,此故障現(xiàn)象至今再無出現(xiàn)。

2.2 DSNT-SDLT補(bǔ)中密度儀

故障現(xiàn)象1:SDLT密度測井時(shí)譜線規(guī)律錯(cuò)亂。

故障分析:DSNT和SDLT共用一個(gè)INC板進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通訊,DSNT正常,SDLT不正常排除了INC板的問題,直接找到SDLT極板探頭內(nèi)部,量高壓輕敲擊后發(fā)現(xiàn)高壓1 200 V不穩(wěn)定,因此懷疑是高壓包的問題。

解決辦法:更換高壓包部件號(hào)為101271761后,密度譜線規(guī)律正常,SDLT儀器信號(hào)全部正常。

故障現(xiàn)象2:DSNT-SDLT儀器測井時(shí),系統(tǒng)連續(xù)提示CAN BUS COMM ERROR,無法繼續(xù)測井。

故障分析:DSNT和SDLT共用一個(gè)INC板進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通訊,INC板在DSNT線路內(nèi)部和SDLT儀器之間是通過CAN BUS總線進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)傳送。CAN BUS COMM ERROR分析可能是INC板檢測不到SDLT儀器的工作狀態(tài),或由于自身原因檢測不到SDLT傳來的數(shù)據(jù),兩個(gè)儀器互換INC板驗(yàn)證分析結(jié)果,證明分析正確。

解決辦法:更換INC板部件號(hào)為101298039后,連接儀器測試CAN BUS通訊良好,儀器一切正常。

故障現(xiàn)象3:DSNT-SDLT儀器測井時(shí)中子值亂變PE值不穩(wěn)定跳變,密度譜線無規(guī)律亂變,監(jiān)視窗口提示PAD TEMP與INST TEMP相差超過50℃度,密度譜線8窗口內(nèi)有一窗口為“0”COUNTS,儀器斷電,重新供電后正常。

故障分析:室內(nèi)測試時(shí)SDLT譜線正常,高壓低壓穩(wěn)定,敲擊DSNT儀器外殼,長短兩通道均有幾十個(gè)COUNTS變化,但數(shù)據(jù)顯示高壓低壓穩(wěn)定,做儀器PM1正常,室內(nèi)測試故障現(xiàn)象沒出現(xiàn)。與小隊(duì)協(xié)商繼續(xù)觀察幾口井,后來測井中發(fā)現(xiàn)密度譜線直接沒有了,回基地后室內(nèi)仔細(xì)檢查,發(fā)現(xiàn)該串儀器通電200 V DC時(shí)電流只有45 mA而正常儀器為75 mA,于是檢查電源部分發(fā)現(xiàn)INNOVA 2模塊無正負(fù)15 V DC輸出。

解決辦法:更換INNOVA 2模塊部件101424239后,儀器一切正常,上述故障測井時(shí)再未出現(xiàn)。

故障現(xiàn)象4:SDLT通訊突然丟失

故障分析:對儀器做徹底的PM1檢查發(fā)現(xiàn)同軸電纜芯不通,其余正常,拆開SDLT上部接頭檢查發(fā)現(xiàn)上部腔內(nèi)同軸線芯連接處卡簧斷掉了,接頭脫落了。

解決辦法:重新配卡簧。

2.3 DLL-MSFL雙側(cè)向微球

故障現(xiàn)象1:測井時(shí)深側(cè)向?yàn)橐恢本€,淺側(cè)向正常。故障分析:室內(nèi)連接DLLP和DLLI做儀器內(nèi)刻,發(fā)現(xiàn)深側(cè)向內(nèi)刻值與標(biāo)準(zhǔn)值相差較大而淺側(cè)向內(nèi)刻值與標(biāo)準(zhǔn)值相差較小,并且深淺電流值都是正常的。因?yàn)閮?nèi)刻時(shí)與發(fā)射控制電路無關(guān),所以故障應(yīng)在V0測量板或A0電源放大電路。用示波器測量A0電源放大電路的輸出,復(fù)合頻率波形正常,所以故障應(yīng)在V0測量板。用示波器測量U1的1、2、3腳信號(hào)正常,如圖1所示,測量12、14腳發(fā)現(xiàn)有較大直流基值,TP1上的直流基值達(dá)到14 V。由此判斷U1電源擊穿。因?yàn)樯顐?cè)向信號(hào)頻率低幅度大,而淺側(cè)向信號(hào)頻率高幅度小,淺側(cè)向信號(hào)疊加在深側(cè)向信號(hào)上形成復(fù)合頻率交流信號(hào),這一復(fù)合頻率信號(hào)在放大時(shí)疊加在直流基值上,因?yàn)樵赥P1上的直流基值達(dá)到14 V,相當(dāng)一部分正半周交流信號(hào)被飽和切掉。因?yàn)樯顐?cè)向信號(hào)頻率低幅度大,而淺側(cè)向信號(hào)頻率高幅度小,所以深側(cè)向信號(hào)損失很大而淺側(cè)向信號(hào)損失較小。

圖1 V0測量板中的U1

解決辦法:更換UI芯片,在電容C1、C9的前端各安裝正反向保護(hù)二極管。

故障現(xiàn)象2:DLL在標(biāo)準(zhǔn)井測井時(shí),有雙軌現(xiàn)象。

故障分析:在兩支儀器線路和電極系交叉驗(yàn)證過程中,得出是電極系的原因。

解決辦法:徹底打開電極系更換兩個(gè)前放板上的放大器元件,雙軌現(xiàn)象消失。

故障現(xiàn)象3:微球刻度時(shí)2000檔值不穩(wěn)定,連續(xù)做兩次刻度相差太大。

故障分析:徹底檢查微球的PM1數(shù)值正常,通電檢查電路各元件工作點(diǎn)和輸出正常后,和廠家聯(lián)系咨詢得知,這是一個(gè)軟件問題。

解決辦法;微球刻度時(shí),開腿后斷輔電,鼠標(biāo)點(diǎn)開腿的OPEN狀態(tài),重新刻度數(shù)值一切正常。如果開腿后在STOP狀態(tài),就出現(xiàn)上述現(xiàn)象。

2.4 GTET遙傳儀

故障現(xiàn)象1:GTET沒通訊

故障分析:LOGIQ通訊是地面“貓”板和井下“貓”板通過電纜上的ADSL通訊數(shù)據(jù)格式進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳和命令下發(fā)。井下“貓”板在GTET遙傳內(nèi)部。井下儀器之間是通過各自的INC板用以太網(wǎng)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。沒通訊首先懷疑井下“貓”板。

解決辦法:更換井下“貓”板。

故障現(xiàn)象2:GTET沒伽馬信號(hào)

故障分析:GTET中所有模擬信號(hào)是通過模擬接口板送到INC板數(shù)據(jù)上傳,測量發(fā)現(xiàn)沒伽馬信號(hào)出來,也沒高壓,低壓正負(fù)15 V DC沒有,是INNOVA 2電源模塊壞了。

解決辦法:更換INNOVA 2電源模塊

故障現(xiàn)象3:GTET伽馬信號(hào)不穩(wěn)定

故障分析:檢查發(fā)現(xiàn)伽馬高壓不穩(wěn)定。

解決辦法:更換高壓包部件號(hào)101295467 HIVLTGE PWRSPLY。

故障現(xiàn)象4:GTET沒張力信號(hào)。

故障分析:GTET中所有模擬信號(hào)是通過模擬接口板送到INC板數(shù)據(jù)上傳,有張力信號(hào),但地面沒數(shù)據(jù),自然懷疑模擬接口板。

解決辦法:更換ANALOG INTERFACE PCB部件號(hào)101293966 PCB ASSY ANALOG INTERFACE GTET TSTD。

2.5 SDDT連斜儀

故障現(xiàn)象1:供電不正常,與FIAC井徑組合供不下去電,井場單接亦供不下去,電纜頭電壓只有40～50 V AC,正常120 V AC。

故障分析:室內(nèi)連接測試發(fā)現(xiàn)供電50 V AC時(shí)電流已經(jīng)140 mA,明顯電流不正常,應(yīng)該是電源部分有問題,測量檢查發(fā)現(xiàn)PRE-REGULATOR CR17 IN3004B 82V穩(wěn)壓二極管燒壞。

解決辦法:由于生產(chǎn)任務(wù)急,三個(gè)隊(duì)只有兩支連斜儀器,非常緊急的情況下,我們在其它儀器找到同型號(hào)的管子配件,使SDDT連斜恢復(fù)了正常。

故障現(xiàn)象2:連斜SDDT的加速度計(jì)和磁通門信號(hào)數(shù)據(jù)測井時(shí)變化劇烈異常。

本次調(diào)查主要采用的是調(diào)查問卷的形式，調(diào)查的時(shí)間是2010年3月至2018年10月。調(diào)查地點(diǎn)和時(shí)間為城陽區(qū)毛公山及山色峪櫻桃山會(huì)期間8256份，有效問卷的回收率為91.4%。

故障分析:室內(nèi)測試發(fā)現(xiàn)儀器稍微震動(dòng),加速度計(jì)和磁通門信號(hào)數(shù)據(jù)變化劇烈,儀器穩(wěn)定后數(shù)據(jù)還在變,重新供一次電變化才正常,震動(dòng)儀器現(xiàn)象同樣出現(xiàn)。對每個(gè)線路板隔離震動(dòng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)是RTU板引起。

解決辦法:更換RTU板,確定跳線位置準(zhǔn)確,JUMPER3連接方式:3-12;6-9;7-8。

2.6 ACRT陣列感應(yīng)

故障現(xiàn)象:測井曲線在平穩(wěn)的一段滲透層或泥巖層異常跳動(dòng)。

故障分析:室內(nèi)測試檢查ACRT時(shí),發(fā)現(xiàn)缺少29 in(1 in=25.4 mm)接收器信號(hào)波形,如圖2所示,數(shù)據(jù)窗口顯示R12K29為-300;X12K29為-119,將兩塊前放板交換對調(diào),發(fā)現(xiàn)對面6in無信號(hào),于是確定前放板有問題,后來仔細(xì)查找發(fā)現(xiàn)是前放板U10電子開關(guān)壞。

解決辦法:更換ACRT前放板部件號(hào)101308014。

圖2 缺少29 in接收器信號(hào)波形

2.7 CSNG伽馬能譜

故障現(xiàn)象:伽馬能譜儀器兩支,儀器的晶體震碎。

故障分析:在發(fā)生兩支CSNG伽馬能譜儀器晶體震碎的故障現(xiàn)象后,我們分析發(fā)現(xiàn)儀器的保溫桶底部和儀器芯子底部有2 mm差距,儀器芯子并未頂?shù)奖赝暗撞?而是靠幾個(gè)螺絲連接碳膜纖維晶體外殼懸掛在保溫桶中,沉重的晶體在使用中會(huì)拉長纖維殼的螺絲孔,進(jìn)而震斷晶體卡銷,引起晶體脫落,這樣就造成晶體震動(dòng)間隙增大,從而加速晶體的損壞。

解決辦法:我們自己設(shè)計(jì)加工了減震彈簧支撐,再未發(fā)生類似問題。

3 結(jié)束語

LOGIQ成像測井系統(tǒng)的高組合性能,使儀器出現(xiàn)故障的原因較復(fù)雜,牽涉面較廣,如果在測井生產(chǎn)過程中出現(xiàn)偶然故障時(shí),建議儀修人員從系統(tǒng)提供的信息及結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn),先透過故障現(xiàn)象分析原因,再進(jìn)行邏輯功能判斷,采用儀器更換、相同功能板互換,最終將故障問題定位在最小范圍的元件部分,進(jìn)而解決,使LOGIQ高級(jí)成像測井裝備提高時(shí)效創(chuàng)造出更大經(jīng)濟(jì)效益。

[1] [美]哈里泊頓公司測井培訓(xùn)部.LOGIQ系統(tǒng)培訓(xùn)資料.2006(資料)

[2] [美]哈里伯頓公司.100146453,Dual laterolog tool DITS(DLLT-B)service manual.1992(資料)

[3] [美]哈里伯頓公司.GAMMA TELEMETRY TOOL INSITE(GTET-I)SERVICE MANUAL.2003(資料)

P631.8+3

B

1004-9134(2010)06-0077-03

鮑文輝,男,1970年生,工程師,1992年7月畢業(yè)于西南石油學(xué)院測井專業(yè),現(xiàn)在中國石油測井有限公司長慶事業(yè)部儀修中心從事5700和LOGIQ兩種系列所有儀器的維修保養(yǎng)工作。郵編:710201

2010-03-20編輯:高紅霞)