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岩性密度仪器故障诊断方案设计

2019/09/19 阅读:

关键词:测井仪修;岩性密度仪器;故障排除方案

岩性密度测井是利用同位素伽玛源向地层辐射伽玛射线,再利用与源相距一定距离的探测器来测量经过地层散射和吸收后的伽玛射线强度。岩性密度测井使用的铯(137Cs)源只放射出0.662MeV的伽玛射线,此能级的伽玛射线与物质作用主要产生康普顿-吴有训效应,其散射截面与地层体积密度密切相关,可利用这个效应测量岩石的密度值。当伽玛射线在地层中能量衰减到0.10MeV以下时,则产生光电吸收效应,使低能伽玛射线大幅度减少。而光电吸收截面与地层物质的原子序数Z密切相关,可用来研究地层的岩石性质。

1仪器结构分析和故障快速诊断思路

从结构上讲,岩性密度仪器分为电子线路短节和机械推靠总成两部分。电子线路短节主要由电源和继电器板、通讯板、CPU板、主放大板4部分构成。机械推靠总成又可分为探头探测器和信号采集、探头高压调节控制、信号初步放大和滤波(前置放大板)、电机控制和纯机械推靠5个部分。电子线路短节实现信号处理和DTB通讯,其拆卸简单,电路复杂。机械总成主要完成机械推靠和信号采集,其结构复杂,拆卸费工费料。为了提高工作效率,要尽可能避免拆卸接卸推靠部分。因此故障快速诊断方案的第一步就是初步判断故障所在短节位置,第二步将故障准确定位到各功能模块。

2仪器故障类型及处理措施

2.1推靠臂开合故障

推靠臂开合故障现象包括无推靠电压、推靠电压无正负翻转、纯机械故障。①无推靠电压:先断开电子线路短节于机械推靠总成的链接,在电子线路短节尾部31芯检查有无推靠电压。A):若有推靠电压,则故障在机械推靠总成部分,主要检查20芯、21芯至推靠总成的电机控制部分的通断和绝缘。B):若无推靠电压,则故障在电子线路短节部分。先检查电子线路短节上31芯的2芯和3芯至电源板变压器的通断和绝缘情况。若2芯和3芯绝缘良好,则检查电路板上的继电器是否被烧坏,使得电路开路。继电器的初始状态是收臂,若强行供电仍无电压输出,则继电器开路。②有推靠电压但开合臂时无电压正负反转:当地面系统发出开臂命令时,通讯板的QQ11148芯片的23~26脚会输出0011信号给C51芯片(收臂时23-26脚输出低电平,0000)。经C51解调后,会在其20和21管脚输出开收臂信号控制P1和P2给QQ11144。QQ11144芯片接收到P1或者P2信号后,对其信号进一步电压拉动,将开收臂信号转换为2.5V的直流电压去驱动继电器工作。当有推靠电压输出,但是开收臂的电压不出现极性翻转,则故障在电子短节上。先检查电子线路部分的通讯板是否工作正常。检查原理如上所述。若通讯板工作正常,则检查电源板的继电器在接收到QQ11144芯片输出的驱动电压后能否正确工作。③有推靠电压,并且开合臂时电压出现正负反转。有推靠电压,并且开合臂时电压出现正负反转,这种现象说明电子线路工作正常。则故障在机械推靠总成部分的电机控制上。主要检查电机控制部分的二极管是否被击穿以及电机控制部分的变压器是否线路短接。

2.2信号采集和传输故障

信号采集故障现象包括地面系统显示长、短源距均无信号、仅有长源距或短源距信号、长、短源距信号出现平顶或过冲、长、短源距有信号但不稳谱4类现象。1)地面系统显示长、短源距均无信号。出现此现象一般由电源部分引起,主要是电子线路部分的电源板工作不正常和机械推靠总成的7芯总线绝缘不好引起。首先在31芯接头处检查是否有供给探头部分工作的-12V电压和24V电压,其中第17芯为24V供电线,18芯为-12V供电线:A):若无此电压,则断开电子线路短节和机械推靠总成部分,在电子线路短节下31芯处继续测量有无-12V电压和24V电压。ⅰ):若有此电压,则故障在机械推靠总成部分上,说明推靠总成部分7芯总线绝缘不好,使得供电电源接地。主要检查信号线和电源线的通断绝缘情况。ⅱ):若无此电压,则故障在电子线路短节部分。主要检查电子线路短节的电源板和电源线的通断绝缘情况。B):若有此电压,则检查7芯总线的通断绝缘情况,以及前置放大板工作电源、高压控制部分的高压驱动部分的单稳态2N3501是否工作、是否有高压无输出。2)地面系统显示仅有长源距或短源距信号。这种现象主要由信号线的通断绝缘不好引起。首先检查31芯插头处有没有长、短源距信号。A):若只有一路信号,则故障在机械推靠部分:先检查此路信号光电倍增管的高压是否正常,再光电倍增管有无信号输出。若以上均正常,则检查前置放大板的信号输入和输出情况。主要检查2510放大器是否工作,耦合电容、取样电阻是否正常。B):若两路信号均有,则故障在电线路短节上。主要检查主放大板的信号输入是否正常。若信号输入正常,则检查QQ11145和QQ1146对长、短源距信号进行谱窗分析和信号幅度分离是否正常,再检查C51芯片是否输出对长、短源距的采样控制信号。

3结束语

本文通过对岩性密度仪器的物理结构进行分析,提出了逻辑模块构造模型。并且对常见故障现象进行分类,并针对其不同的故障现象提出具体的检查步骤和解决方案。这种故障快速诊断方案在实际仪器维修中非常实用,很大程度上提高了仪器维修效率。

参考文献

[1]林玉池.现代传感技术与系统[M].机械工业出版社,2009

[2]庞巨丰.测井原理及仪器[M].科学出版社,2008

[3]杨海,王海宾.428XL仪器的应用技巧和常见故障排除[J].物探装备,2014(01)

作者:牛承东  刘春斌  李晓亮  史国发 单位:中油测井长庆分公司

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