TGR電纜遙測伽馬測井儀故障維修方法探討

1、    tgr電纜遙測伽馬測井儀故障維修方法探討    陳華【摘要】在測井施工中tgr電纜遙測伽馬測井儀實際應(yīng)用時，經(jīng)常出現(xiàn)一定的故障，并對實際工作質(zhì)量產(chǎn)生了影響。本文將對tgr電纜遙測伽馬測井儀的特點及維修方法進行相應(yīng)的研究與總結(jié)。【關(guān)鍵詞】tgr電纜遙測伽馬測井儀；故障現(xiàn)象；維修方法530快速測井平臺系統(tǒng)是現(xiàn)今我國各個油田勘探開發(fā)中應(yīng)用較為廣泛的一類測井儀器。在現(xiàn)今石油工業(yè)不斷發(fā)展的情況下，對于測井儀器的測量精度以及測量穩(wěn)定性和提高測井時效方面具有重要意義。tgr電纜遙測伽馬測井儀又是530快速測井平臺系統(tǒng)中的關(guān)鍵測井儀器之一，它與530系統(tǒng)中的其它

2、井下儀器配接完成測井作業(yè)。為了能夠保證其具有更好的工作效率及效果，下面我對這些年該儀器日常應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)的問題以及對應(yīng)的解決方法做深入的研究與探討。一、tgr電纜遙測伽馬測井儀特點tgr電纜遙測伽馬測井儀是以t5模式的傳輸方式和地面系統(tǒng)進行通訊，在井下接收由地面計算機經(jīng)電纜發(fā)送來的指令信息，經(jīng)解調(diào)、處理后送各井下儀用戶，接收由井下采集并送來的上傳數(shù)據(jù)并進行處理、調(diào)制、驅(qū)動，最后經(jīng)模式變壓器配接電纜上傳至地面計算機。同時提供自然伽馬參數(shù)的測量。它和各儀器之間以dtb三總線的形式進行通訊，同時為井下儀提供模擬波形通路和井下儀供電通路。tgr電纜遙測伽馬測井儀在530系統(tǒng)儀器串中的組合連接方式如下圖

3、1。在圖1中共用電子線路段1對來自伽馬能譜探頭、補償中子探頭、巖性密度及微球探頭等探頭采集的信號進行處理。共用電子線路段2對來自連斜探頭、雙側(cè)向探頭、高分辨率聲波等探頭采集的信號進行處理。tgr向下輸出一組總線（俗稱三總線），用于連接各井下儀器。地面計算機用特定的地址，經(jīng)電纜后由tgr通過此總線與井下各儀器對話。井下儀總線dtb包括下行信號線dsig、上行時鐘線uclk和上行數(shù)據(jù)通行線udata/go，還有一根公共返回線。這里，下傳指令與上傳數(shù)據(jù)是采用雙向半雙工同步方式工作的。在530系統(tǒng)里，下發(fā)指令和上傳數(shù)據(jù)都是以幀為單位實現(xiàn)的，每幀數(shù)據(jù)包括下發(fā)指令和上傳數(shù)據(jù)，上傳數(shù)據(jù)中包含所有井下儀器一次

4、的數(shù)據(jù)。一幀傳完再傳下一幀周而復(fù)始，而地面系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)也是以幀為單位。所有儀器上傳字數(shù)：三個參數(shù)1個字、電纜遙測儀2個字、自然伽馬1個字、伽馬能譜9個字、巖性密度13個字、補償中子2個字、微球3個字、雙測相8個字、雙感應(yīng)2個字、連斜7個字、井徑2個字、每個字寬度160txs。該儀器組成分兩部分：第一部分tgr遙測部分包含模式變壓器、電源板、ap01（模擬電路板）、ap02板（下行指令調(diào)解板）和ap03（上行信號處理板）；第二部分自然伽馬電子線路由信號處理板、高壓電源電路板和探測器組成。二、儀器使用中常見的故障現(xiàn)象分析及維修方法（一）tgr無纜頭電壓。無上下通訊現(xiàn)象：給儀器加電時電流很大，沒有纜

5、壓上傳或者上傳波形出現(xiàn)畸變。分析：首先檢測ap04板tgr電源提供的±24vdc直流電和±12vdc直流電均正常，而后檢查ap01板上的互補推挽功放電路。因為下行信號和上行數(shù)據(jù)都需經(jīng)功放電路饋往電纜向地面?zhèn)鬏?。其電路如圖2。功放電路由ap01板上的8只晶體三極管等元件組成。v1（a），v2（a）為輸入級射隨放大器，v3，v4為恒流源，分別作v2（a）、v1（a）的re。v1（b）、v2（b）為共發(fā)激勵放大器，v6、v7接成二極管作為兩管的rc之一部分，v1（a、b）、v2（a、b）為兩只雙三極管，有溫度互補作用。v5、v8構(gòu)成互補推挽共發(fā)放大器，兩管的集電極結(jié)點為功放輸出端

6、，r19為rc。圖中n4（a、b、c）三只模擬開關(guān)在frame信號為低電平時（即指令下傳期間）接通，使v1（a）、v2（a）基極短地，無信號（或干擾）輸入到放大器，v1（b）、v2（b）各自的be結(jié)短接，使v1（b）、v2（b）截止從而導(dǎo)致功放管v5、v8也截止，呈高阻抗輸出，這就避免了下行信號經(jīng)功放分流的損失。當(dāng)frame為高電平時（即數(shù)據(jù)上傳期間），三只模擬開關(guān)均斷開，上行數(shù)據(jù)得以往上傳輸。維修：初步檢查ap01板推挽功放末級功放管v5和v8，焊下后用數(shù)字萬用表檢查三級管pn結(jié)，rbc=011，rbe=0il，pn結(jié)完全被擊穿，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)v5、v8散熱片與三級管之間的導(dǎo)熱硅酯完全干透失效，

7、致使基級電流ib放大，從而引發(fā)集電級電流ic上升超過極限參數(shù)將功放管燒毀，由此也造成了電阻r15、r16、r17、r18燒毀。更換元器件v5、v8；r15、r16、r17、r18后。故障消除，電路正常。（二）tgr無伽馬計數(shù)現(xiàn)象：通訊正常，“530快速平臺便攜式測試面板”顯示伽馬計數(shù)值為零。分析：首先檢測tgr電源±12vdc直流電。tct遙測電路正常否。然后檢查gr短節(jié)的高壓值，如果高壓值在儀器正常范圍內(nèi)，再察看晶體和光電倍增管有無損壞。使用示波器測量信號處理板信號輸入端（sigin）有無輸入信號波形。高壓電路如圖3。維修：打開儀器鋼筒取出保溫瓶，檢查±12v電源正常否。

8、若正常，則斷開探測器與高壓電源之間的連線，用高壓表測量“hvout”接線柱對地電壓，測得高壓不正常，僅有幾百伏。再用高壓表檢查高壓電源板的“hvin”測量點，測得1000伏以上的高壓，這有可能是電阻hrl內(nèi)部斷路、hwl損壞及高壓濾波電容hc5內(nèi)部短路，經(jīng)過排查發(fā)現(xiàn)hc5（5100p/3kv）電容被擊穿，從而拖垮“hvout”。更換hc5電容后，“hvout”高壓正常，給儀器加電，伽馬計數(shù)值正常。在高壓電源電路的檢修中有兩點需要注意，一是高壓過高。高壓過高可能使光電倍增管脫離坪區(qū)工作，導(dǎo)致儀器伽馬計數(shù)率升高，若長時間工作，會使其性能下降甚至損壞。對策是調(diào)節(jié)電位器hw1使高壓輸出值在1500伏1

9、600伏之間。二是高壓不可調(diào)整的原因。儀器長時間使用后晶體和光電倍增管等器件性能下降，還有更換光電倍增管后，探測器的工作電壓都需要重新調(diào)整，而調(diào)節(jié)電位器hw1或高壓模塊的損壞都能造成高壓不可調(diào)整。（三）tgr無通訊信號同時也無伽馬計數(shù)值現(xiàn)象：連接“530快速平臺便攜式測試面板”后，給儀器加電，發(fā)現(xiàn)面板上syn燈（同步信號燈）不閃爍，即表明無通訊信號，并且gr計數(shù)顯示為零值。分析：打開儀器鋼筒，取出保溫瓶，首先檢查電路板上元器件有無松動，然后震動儀器，觀察到syn燈正常閃爍，再用電吹風(fēng)機對ap03板加熱，syn燈停閃，通訊中斷；停止加熱后，冷卻1分鐘后，syn燈恢復(fù)閃爍。通過這些檢查初步懷疑問題出在ap03板上。ap03上的幀起始電路、幀時序電路、上傳時鐘信號發(fā)生器、go脈沖形成電路、上傳數(shù)據(jù)探測器、端頭電壓a/d變換電路、狀態(tài)字2、狀態(tài)開關(guān)、狀態(tài)字1、幀同步模式fsp和crc形成電路、幀同步模式轉(zhuǎn)變開關(guān)、雙相信號形成電路、信號交換電路及ap01板上的波形信號開關(guān)電路、功放等電路起著上行數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔?。ap03板溫度性能的下降，直接影響了儀器的正常工作，即在“530快速平臺便攜式測試面板”造成無通訊信號和伽馬計數(shù)值顯示。維修：將tgr線路放入烘箱中做加溫實驗，當(dāng)加熱到100時，儀器出現(xiàn)異常一syn燈停閃，無通訊信號和伽馬計數(shù)值。更換上新的ap03電路板后，給儀器加電，再做