王小红 黄芳 徐洋 李伟 刘建东(中国石油测井有限公司天津分公司，天津 300280)

0 引言

连斜电极并测仪(DGLX-1)是一种数字化的高精度连续测斜系统。该仪器用磁通门和加速度计做敏感元件，由计算机控制传感器的姿态量，通过计算得出倾斜角和方位角，并传送到地面进行绘图、显示、存盘，可以和多功能自然伽玛、井径、电极、微电极并测，一次下井录取多条曲线，提高了测井时效[1-4]。而随着仪器的不断频繁使用，其性能和稳定性逐渐下降，并暴露出一些设计上的缺陷，严重影响仪器的一次测井成功率及测井质量，同时在很大程度上影响了仪器的维修效率。

1 问题描述

在仪器使用和维护维修过程中，暴露出的主要问题有两点。首先，该仪器在测井过程中偶出现方位数值突变180 度的现象，但是仪器返回后在室内检测时一切正常，方位数值在各角度显示正常。其次，电路方面，电极微电极电路为分立元件，稳定性和一致性较差，电容高度过高，易与保温瓶产生触碰，影响信号的传输稳定性。另外，跳档电路中采用的电磁继电器，均为双列直插式并直接焊接在电路板上，当继电器出现损坏时，要更换该继电器必须先将继电器拆焊下来，几次拆卸之后电路板损坏较严重，很多焊盘都断开，造成电路不稳定。

2 方位值突变分析解决

针对该组合仪在测井现场出现方位数值突变180 度的现象。经过反复试验，找出原因所在，因为系统软件存在某些设计缺陷，造成仪器在磁力计输出信号接近满量程的拐点时，出现方位角相差180°现象，使得测出的方位角出现明显错误。该仪器在磁场正常的地区测井数值一切正常，但是在磁场较强的某点会造成仪器某方向的磁力计线圈中的磁通量突然加大，从而使其电路输出电压幅度突然加大，超出原程序中设计的最大量，因而产生溢出，造成计算错误，最终导致方位误差180°。为了解决这一问题，将控制芯片中方位计算的有关语句进行了修正后重新写入。

3 电路板改良

3.1 电路模块集成化

电极微电极供电测量短节是对电极系进行供电和测量的井下仪。电极供电测量电路均由分立元器件组成。仪器在使用过程中，逐渐出现电极信号不稳定，信号时有跳 的现象，部分仪器的恒流源电路输出不稳定，造成测量电路测量到的信号状态不稳定。为了消除这种不稳定状况，将部分电路设计成集成模块的形式，见图1，提高了仪器的信号稳定性和一致性，降低了仪器维修难度。

图1 部分电路集成后的电路板

3.2 隔直电容更换

隔直电路用于隔离地层中的干扰信号，同时将0.45 米、2.5 米及0.4 米测量电极测量到的方波信号送入专用集成块进行处理，由于隔直电路采用的是独石电容，焊接在电路板上高度较高，容易与仪器保温瓶产生触碰摩擦。经过与保温瓶几次摩擦后，电容外的保护绝缘层就磨掉了，从而导致电容与仪器外壳短路，使测量信号为零，有时靠近保温瓶的电容还会被蹭断，导致测量信号中断。因此改用高度较矮的贴片电容(见图2)，贴片电容焊点面积大，焊接牢固，且引线电感小，温度特性好，更有利于信号传输。

图2 电容更换前后的电路板

3.3 改进刻度电路

刻度电路可以使仪器在高刻度、零刻度和测井三种状态之间切换。刻度电路主要由近10个直接焊接在电路板上的继电器组成。而在仪器测井或地面检测过程中，需要频繁地进行跳档操作，以确定仪器的各种工作状态是否正常。随着仪器的长时间使用，继电器逐渐出现损坏，需要更换的继电器开始增多，但继电器是直接焊接在电路板上，每个继电器都有八个焊点，更换继电器存在一定的难度和工作量，且对电路板伤害较大，有些板上线路在更换继电器的过程中受到损伤，表面看是连接着的，实际已经断开，这给维修工作造成了很大困难，严重影响维修效率。将刻度电路中的继电器改为圆形的，并焊接专用插座(图3 所示)，这样继电器可以直接拔插。不仅可以方便维修，提高了维修效率，同时极大地减少对电路板的损害，降低电路隐患，保证了信号传输质量。

图3 刻度电路中继电器

4 现场应用

仪器经过改进后，在曾经出现过拐点的太平镇地区进行了再次测井试验，整个测井过程中未出现方位异常现象。从军-X井(见图4)测井曲线图中可以看出，改进后的连斜电极并测组合仪的稳定性好，电极、微电极测井曲线稳定且变化正常，与自然伽马等曲线对应较好。

图4 军-X井测井曲线图

5 结语

本文分析了连斜电极并测仪方位数值产生突变现象原因，并修正了导致该问题的软件缺陷，改进了仪器的电路系统，对电路中的分立元件进行集成化设计，增强了稳定性和一致性，将易损件继电器的封装改成可插拔的圆形插座形式，更换了隔直电路中高度过高的独石电容。通过这些措施，提高了仪器的性能和稳定性，同时可大大提高后期使用过程中的维修效率。