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SLQX36数字取心仪电路分析与故障排除

2015-04-20刘学广

电子技术与软件工程 2015年6期
关键词:维修通讯电路

刘学广

摘 要 SLQX36数字取心仪由数字取心测井仪和取心枪组成,是一种采用数字技术设计的新型取心仪,同时具备普通电法测井校深功能和爆炸撞击式井壁取心功能,是测井资料的有效补充,也更加的直观。

【关键词】SLQX36数字取心仪 电路 通讯 维修

利用SLQX36取心仪进行井壁取心,不仅能取得直观、可靠、真实的地质资料,还能大大降低取心的难度、成本。为了方便SLQX36取心仪的维修,本文对其进行分析。

1 SLQX36取心仪电路分析

SLQX36取心仪的电路被仪器化,点火电源和测量电源公用同一个电源变压器,19芯插座在上端,37芯插头在下端。该仪器电子线路由4块电路板组成:仪器电源电路板及稳压电路模块、数字电路板、测量电路板、选发电路板。它们被装配在电路骨架上,由带锁紧功能的17芯插座通过高温导线相互连接,骨架采用橡胶滑轮导向的铝合金骨架,维修方便并且有减震功能。

经4#、6#缆芯,地面交流供电电源与取心仪的电源变压器相连,经过整流、滤波、稳压成为+12V模拟电源、-12V模拟电源、+5V数字电源、+28V继电器电源、点火电源,供仪器测量及控制使用(如图1所示)。

经2#、5#缆芯,地面系统与通信变压器相连,以M2方式进行双向数据通讯。信号变压器、驱动电路、放大电路、整形电路、曼彻斯特编码/译码电路(HD155380)完成曼彻斯特信号解码与传输;单片机、震荡复位电路、A/D转换器、程控放大器、多路开关、控制锁存等组成典型的单片机数据采集控制系统,进行通讯控制、信号采集、命令执行、增益控制、刻度控制、选发控制等功能。同时,还能完成电缆头电压监视、电路舱内部温度检测、药饼测试及点火电流检测功能(如图2所示)。

测量电路完成测量方式选择、刻度方式选择、电极系供电、测量信号放大与检波等功能。电源板的全波信号经整形、分频后形成规则方波,该方波经功率驱动后输出到电极系,作为电极系恒流供电电源。来自MN的检测信号经模拟电路放大、相敏检波、滤波等处理后形成电极系供电电流和MN测量电压(如图3所示)。

选发电路完成点火电源检波、滤波、点火、药饼电流取样及测试开关、点火开关、选发开关的选通等控制功能。该电路采用MOS功率开关控制方式,由来自电源变压器的点火电源整流成直流电源,然后由点火开关控制,直流点火(如图4所示)。

2 SLQX36取心仪故障的排除

2.1 常规检测

由于该仪器工作在高温高压条件下,仪器内部不设有保温瓶,且仪器长期处于剧烈震动的环境中,仪器顶部19芯连接器插针、内部插头及连线、各个可插拔元器件,较重的电解电容、MOS功率管、电路板紧固件均有可能振松,振坏,故通断检测、外观检查较为重要。19芯插座的2#5#之间应有2Ω左右的电阻;4#6#之间应有30Ω左右的电阻;8#9#之间、8#12#之间、9#12#之间应有1.0MΩ左右的电阻;8#10#之间、9#10#之间应有0.5 MΩ左右的电阻;12#10#之间应有420KΩ左右的电阻。

2.2 正常检测

2.2.1 电源故障

在保证电缆通断/绝缘正常的情况下,断开电源板JK102插座,连接地面测试面板并给仪器提供180V的交流电,测量电源板各直流电源输出,保证其测量值如下:5V电源:5V±5%;12V电源:12V±5%;-12V电源:-12V±5%;28V电源:28V±5%。连接JK102插座,各电压值保持稳定,供电电流为50mA±5%,证明仪器电源供电正常,否则断开各电路板连接插座以确定故障点,并进行相应的维修。

2.2.2 通讯故障

如果电源正常,连接地面测试面板并给仪器提供180V的交流电,通过测试面板下发刻度命令,相应的刻度继电器动作,下发测井命令有测量数据显示,否则执行下面的测试步骤。

2.2.3 系统故障

检查单片机U7的时钟输入为稳定的8M方波信号,U4的编解码时钟为稳定的250KHz的方波,系统复位信号为低电平。否则检查相应的电路以确定故障点,并实施相应的维修措施。

2.2.4 下传故障

下发测井命令,测量数字板D4两端信号,在2.5V直流电平上存在幅度小于1V的曼码信号,否则检查通讯变压器T1的通断/绝缘。测量U2的6脚输出,存在幅度为5V的NRZ格式的曼码信号,U4的1脚有正脉冲形式的有效字信号。否则检查相应的电路以确定故障点。

2.2.5 上传故障

下发测井命令,测量数字板U1的1、6引脚有相位相反的NRZ格式的曼码信号,D2,D3的正端有同样的信号出现,否则检查相应的电路以确定故障点。

3 测量故障

在保证通讯检测正常的情况下,连接地面测试面板并给仪器提供180V的交流电,通过测试面板下发测井命令,仪器温度、缆头电压测量值应正确无误,否则执行下面的测试步骤:

3.1 信号采集故障

察看温度传感器是否完好,检测多路开关及程控放大电路、AD采集芯片U12工作是否正常。根据屏幕显示的测量值,确定出现问题的测量环节,并据此检测相应的测量电路。

3.2 电极系测量电路故障

检查测量板测试点SYN应出现12V频率为12.5/25Hz的方波信号;测试点REF为稳定的100mV直流信号;测试点DRV存在±2.5V频率为12.5/25Hz的方波信号。下传高刻命令,测试点OUT存在6.4V±5%的方波信号;测试点MN有相应幅度的方波测量信号;测试点MNSIG和测试点V有检波后相应幅度的直流信号及稳定的直流电平;测试点ISIG和测试点I有2.5V±5%的直流信号及稳定的2.5V直流电平。

4 点火故障

在保证通讯检测正常的情况下,连接地面测试面板及取心枪模拟器并给仪器提供180V的交流电,通过测试面板下循环点火命令,根据相应的指示灯确定故障点并检测相应的电子开关及控制信号。

5 取心枪故障

取心枪的37芯插座的各插针与相应的引火螺丝触点间电阻应小于0.2Ω,各插针之间、插针与枪体之间的绝缘电阻应大于10MΩ。否则,进行相应的维修。

6 结束语

与传统取心仪相比,SLQX36取心仪的工作时效和取心成功率更高,但由于作业环境较为恶劣,取心仪经常出现一些问题。通过本文的论述,希望大家对SLQX36取心仪的电路及维修方法更加的了解,最大延长取心仪的寿命。

参考文献

[1]贺鲁石.谈SLQX-36数字取芯仪的研制[J].胜利油田职工大学学报,2008,22(6):49-50,53.

作者单位

中国石油化工集团胜利测井公司 山东省东营市 257000

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