隨鉆電阻率儀器外嵌式天線的維修

高博躍

摘 要

本文主要描述了維修隨鉆電阻率天線的過程，包括對天線組件的拆卸、測繪到組裝，以及天線的整體封裝和調諧等步驟。

關鍵詞

電阻率;調諧;封裝

中圖分類號： TN713 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 08 . 44

0 前言

隨鉆電阻率EWR由四個發(fā)射極和兩個接收極組成，通過測量每一組發(fā)射極和接收極之間的相位差和電磁波幅度衰減，探測不同深度的電阻率曲線和組合電阻率曲線。但隨著儀器長年使用和復雜井況等原因，都加快了EWR天線的損耗。

1 EWR天線的組成配件

EWR儀器有6組天線，每組天線主要由6個部分構成，包括天線支架、天線外支架、連接塊、電路板、蓋板及天線環(huán)等。天線支架主要材質為具有耐磨及耐高溫性能的膠木。一支完整的天線支架由三部分組成，即兩個1/4天線支架和一個1/2天線支架。貫通線與天線環(huán)交匯在連接塊中，是EWR天線與電路板連接的樞紐，其內部凹槽用于放置電路板。 EWR的每組天線有26塊天線外支架，均勻分布在天線支架的外側，其作用是使天線支架固定在儀器本體上，同時在井下作業(yè)時減小井壁的摩擦對EWR天線本體的損害。天線環(huán)中間部分存有一個電感，與連接塊中電容組成LC振蕩電路。發(fā)射電極的天線環(huán)為單芯線，接收電極的天線環(huán)為3芯線。

2 注膠機及注膠模具

2.1 注膠機

注膠機主要由兩個泵組成，分別為真空泵與液壓推力泵。真空泵通過抽真空把注膠磨具及待注膠天線里的空氣抽凈，使模具內的壓力成負壓狀態(tài)。注膠時使天線密封膠充分填充到天線配件的縫隙內，避免氣泡存在于天線內，造成天線的中空現(xiàn)象。液壓泵通過帶動液壓裝置，推動注膠缸把缸內的天線密封膠注入注膠模具中。

2.2 密封膠

EWR天線裝配以后，其配件與EWR本體還有縫隙，所用于填縫的膠必須具有很好的密封性與耐磨性，因此選用了MERECON生產的ECN-809與Hardener 10（表1）。

3 EWR天線的組裝流程

3.1 天線的組裝

首先將連接塊用螺絲固定在天線本體上，四周用4塊斜金屬楔子塞入，使儀器本體與連接塊的縫隙填滿，對連接塊的固定起到加強的作用。其次，將有兩端裸露電線的天線環(huán)分別插入連接塊的兩側，并分別用螺絲固定在連接塊上。再次，安裝天線3塊支架與26塊外支架，需要注意的是在安裝天線支架時，天線環(huán)要完全在支架內側的凹槽里，防止損壞天線環(huán)。最后，在天線環(huán)焊接時先要在電路板背面涂抹專用膠后，固定在連接塊凹槽內，待膠稍凝固后方可開始焊接工作。發(fā)射端天線環(huán)的焊接方法：單芯天線的一端連接A點，另一端連接C點;EWR本體貫通線的屏蔽線連接G點，中心線連接D點，電容焊在A點與C點之間。接收端焊接方法：接收天線環(huán)為3芯線。接收天線環(huán)的6個線端分別接在電路板的A、B、C、D、E、F 6個點上，其中F和B共用一根線，A和E共用一根線，C和D共用一根線，EWR本體貫通線的中心線焊在F點，屏蔽線焊在C點，電容焊在G點與F點間。

3.3 電容的調試

STAR軟件調試：此次調試安裝電容所采用的是直觀調試的方法，根據(jù)以往所用電容的取值范圍，選擇容量大致一樣的電容直接安裝在電路板相應位置上，通過STAR軟件中EWR測試中的Trouble Shoot選項，觀察相應各個天線幅值大小。 如果需要對幅值微調，可以調試發(fā)射電路板上的4個微調旋鈕。

阻抗分析儀調試法：阻抗分析儀連接儀器發(fā)射極針腳，并試焊接常規(guī)電容一枚。等待幾分鐘，待器件冷卻參數(shù)穩(wěn)定后，手動調節(jié)Target＼Search Right，觀察阻抗分析儀Marker3的諧振點頻率， 諧振點頻率應當接近2MHz。否則更換不同容量的電容。以此類推，依次調試天線，觀察兩個諧振點頻率的變化。當高頻諧振點的頻率達到2000 KHz -2005KHz之間，低頻諧振點的頻率達到1000KHz -1003KHz之間，且兩個諧振點的對應的極角在±3°以內時，儀器調諧結束。

4 天線注膠具體操作步驟

EWR天線分別用一套注膠模具罩住，兩個氣口分別置于儀器的垂直上下兩個位置。上下氣口分別連接注膠機的真空泵與注膠缸。取出一定量的ECN-809密封膠，按照10：1的比例倒入1份的Hardener 10，迅速攪拌后倒入注膠缸中。先打開真空泵使其工作，通過壓力表檢查模具壓力為負壓，然后打開液壓泵開始注膠，當觀察到天線膠已經完全充滿整個模具內時，關閉注膠機，封堵上下兩氣口。依次給其余天線注膠。當6支天線全部注膠完成后可放置于架子上，待密封膠自然凝固干透，也可放入烤箱內加熱至約140°加速天線密封膠的凝固。

5 EWR測試

EWR天線注膠并凝固后，需用軟件再次進行測試，確保儀器各項指標均在要求范圍之內：包括Confidence test測試、Trouble shoot測試、SUB Cool Down測試、Airhang測試等。

6 總結

通過對EWR天線的簡易維修，滿足了正常的使用要求，雖然在一些施工工藝及材料上與原裝天線還有些差距，但通過后期的逐步改進工藝及完善流程，也將進一步提高儀器的使用時間。