双侧向测井仪EDLT 典型故障维修

时间：2024-05-19

汪金柱

（中海油田服务股份有限公司油田技术事业部塘沽作业公司，中国天津 300459）

0 引言

为了满足不同地层电阻率的测量，EDLT 双侧向测井仪设计了多种工作模式，浅侧向具有两种操作模式：浅标准模式（StdSh）和浅增强模式（EnhSh），浅标准和浅增强是通过手动切换电路中VEQ 板上U1 插座位置来实现。深侧向也具有两种操作模式：深标准模式（StdDp）和格罗宁根模式（GrnDp），深侧向标准和格罗林根是通过控制继电器换挡来实现。

1 双侧向井下仪器的组成

EDLT71XA 双侧向测井仪包括两部分：仪器电子线路部分（EA）和仪器电极系部分（MA）。所有的电子线路都包含在电子线路部分中，电极系中无电子线路。 EDLT71EA 电子线路部分包括直流电源电路、逻辑与深侧向参考电路、深侧向驱动电路、浅侧向参考电路、浅侧向驱动电路、电压前置放大电路、电流前置放大电路、相敏检波电路、刻度电路、电压补偿电路、平衡监控电路等。EDLT71MA 由芯轴、电极等构成，电极呈对称状分布。

2 典型故障分析及解决思路

EDLT 双侧向测井仪是一个复杂的闭环系统，并涉及负反馈，仪器的工作原理和电路比较复杂，仪器的测量回路贯穿整个仪器串，任何一个环节出现问题都会导致双侧向测井曲线异常。

故障现象1：仪器深侧向值正常，浅侧向ES、IS 值异常。

检测和维修方法：怀疑浅侧向信号产生电路、浅侧向处理电路或浅侧向回路存在问题。首先，用示波器测量逻辑深参考板上的深浅侧向时钟DPCLK 和SHCLK，深侧向时钟DPCLK 信号正常，浅侧向SHCLK 的时钟信号基线抬高了2.5 V。继续用示波器往前测量频率振荡器U1、U2 和U4 输入输出都正常，怀疑后面电路的影响。查阅电路图可知，逻辑深参考板上浅侧向时钟信号分两路，一路浅侧向时钟信号SHCLK 产生浅侧向屏流参考信号至浅侧向驱动电路，另一路QS 去相敏检波电路用于给浅侧向检波提供参考信号。分别断开去浅侧向参考板SHCLK 和去PSD 板QS，发现断开去PSD 板QS 信号后，测量逻辑深参考板上的深浅侧向时钟信号均正常。经排查发现是PSD 板上U3 AD7512 芯片的问题，更换后，仪器深浅侧向值均正常。

故障现象2：调试双侧向电子线路，发现仪器标准模式值正常，增强模式值异常。

检测和维修方法：目前，EDLT 测井主要用的标准模式，仪器调试时需要切换到增强模式，双侧向EDLT71XA 浅侧向标准模式与增强模式反馈信号不同，标准模式下反馈信号来自PSD 板上U4 芯片输出V2DS=2ED，浅侧向受深侧向控制。增强模式下浅侧向反馈信号来自PSD 板上U5 输出V2S=1.14ES+IS，浅侧向与深侧向独立。标准模式与增强模式切换是通过手动改变电路中VEQ 板上U1 插座位置来实现的。用万用表测量增强模式下U1 通路正常，怀疑增强模式下反馈信号异常导致值异常。用万用表测量相敏检波板上U5 HI5104 的14 脚V2S 明显异常，更换U5 后，仪器标准模式和增强模式值均正常。

图1 浅侧向时钟SHCLK 信号走向

图2 浅侧向反馈信号

故障现象3：在渤海某井进行大满贯作业，在上测过程中发现双侧向仪器在低阻地层的RD 和RS 曲线分的较开，不符合地层的正常响应。

图3 双侧向深浅侧向曲线分开

检测和维修方法：观察异常曲线可以看出，低阻地层浅侧向RS 明显偏低，连接仪器串并接上双侧向外部测试盒，外部线性值RS 低档位偏低，0.2 档为0.1，1 档为0.78，但高档位正常，RD 线性值正常，通过交叉对比，确认电子线路EDLT71EA 的问题。用万用表和示波器测量浅侧向回路信号，发现浅侧向反馈信号V2S（增强模式下浅侧向的反馈信号）异常，V2S 将ES 的原始值拉低了十几豪伏，对低档位RS 影响较大，对高档位影响甚微。更换U5（HI 5104）芯片后，RS和RD在各档位的线性值均正常。

图4 BUCKER 板上LOG 档时KN1 继电器的状态

故障现象4：在渤海某井进行大满贯作业，深侧向RD 偏低，浅侧向RS 正常。

检测和维修方法：连接仪器串并接上双侧向测试盒，外部线性值RD 偏低，RS 正常。地面加载服务表供电后，将EDLT71EA 打到LOG 档，用万用表对照电路图来测量LOG 档时仪器的通路，排查发现LOG 档时平衡监控电路（BUCKER 板上）的KN1 继电器的1脚和11 脚不通，导致EDLT71MA 的3#电极没有接入到仪器串。而2#、3#电极是监督电极，这就会导致双侧向外部档通路异常。更换BUCKER 板上的KN1 继电器后，RD 和RS 的值线性值均正常。

故障现象5：双侧向EDLT 井下偶尔挡位切换不过来。

检测和维修方法：怀疑电源适配器ESAT 提供换挡电压不够、继电器线圈供电不足或换挡继电器性能不稳定。用示波器测量ESAT 提供换挡脉冲满足仪器换挡要求，继续测量发现EDLT 仪器继电器线圈供电在24VDC 以下，但继电器线圈额定工作电压为26.5VDC。怀疑继电器线圈供电偏低，在井下温度较高的情况下容易引起继电器切换困难，从而出现EDLT的ZERO/CAL/LOG 档切换异常。查阅电路可以看到继电器线圈的供电是经过电源变压器降压次级未稳压得到的，说明电源变压器T1 次级输出电压偏低，更换T1 电源变压器型号，提高变压器次级输出电压，此时测量继电器线圈供电能达到约28 V，更换电源变压器后再也没有出现换挡困难的现象。