石油测井仪器可靠性设计及稳定性评价

2017-03-07周慧颖大庆钻探工程公司测井公司吉林松原138000

化工管理 2017年19期

周慧颖(大庆钻探工程公司测井公司，吉林松原 138000)

石油测井仪器可靠性设计及稳定性评价

周慧颖(大庆钻探工程公司测井公司，吉林松原 138000)

石油测井仪器是一种专门用于探测油井的设备，随着现代石油开发力度的增大，对石油测井仪器的应用频率也越来越高。若想确保石油测井质量，得到准确可靠的测井数据，首先要保证测井仪器的可靠性及稳定性,这就要从设计和评价方法入手,笔者结合实际，对石油测井仪器可靠性设计及稳定性评价方法进行分析，供同业者参考。

石油测井仪器；可靠性；稳定性；设计；评价

1 石油测井仪器的可靠性设计方法

1.1 机械可靠性设计

无论是在制作、生产、利用、运输以及维修当中，石油测井设备都会经受各种机械作用，例如发动机所造成的振动作用、爆炸、碰撞等所造成的冲击作用等。一般情况下，石油测井仪器在运行过程中都是处于受振状态的，而受冲击、振动等的影响，仪器设备中的一些电子元器件和机械结构等即可能会发生损伤，乃至出现损坏。而为了解决这一问题，确保石油测井仪器能够在不等的机械振动和不同的冲击环境内正常运行，必须要进行机械可靠性设计。首先要对仪器骨架进行抗震设计。共振的产生会导致石油测井仪器的部分元器件及设备整体受到严重破坏，因此对其进行抗振设计的中心思想就是防止共振。一般在石油测井仪器骨架固有频率的计算中，通过设计方法使其＞200Hz，即可避免出现二者共振的现象。其次是对探测器进行防冲击及抗振设计。探测器是放射性测井仪器中最薄弱的一个部分，其运用了玻璃器件光电倍增管和晶体，十分易碎。在其的可靠性设计中，防冲击及抗振设计非常重要，目前常使用减振器将冲击与振动影响进行隔离，并加强仪器刚度和强度，以此来提高其防冲击性能和抗振能力。

1.2 电气可靠性设计

电气可靠性设计是基于对石油测井仪器的电子元器件的失效规律的扎实掌握。目前常用的可靠性保障技术主要有：元器件的选择和筛选、噪声的抑制、热设计以及变压器的三防设计等等。首先，在元器件的选择和筛选方面，由于相较于具有特定用途的等级和产品应有的等级而言，若选择具有很高温度和质量等级的元器件，则必然会产生较大的浪费，而若选择等级较低的元器件，则又无法满足仪器的可靠性设计要求，因此在实际设计时，元器件的选择和筛选应当要遵循降额运用的原则。其次，在噪声的抑制方面，通过利用双绞屏蔽线，可以合理屏蔽电磁干扰，以保证数据传送的可靠性和准确性，同时通过优化印刷板引线布局，能够进一步抑制电源所带来的干扰。第三，在热设计方面，通过对吸热与隔热结构进行合理设计，从而延长石油测井仪器的稳定工作时间，确保仪器的保温性能，并且对于部分大功率的器件还要进行进一步的散热设计，优化设计其安装方式，以防止元器件因局部过热而发生损坏。最后，在变压器的三防设计方面，由于石油测井仪器中运用的变压器的型号较多，所引发的问题也较多，因此在实际设计中最好是采取三防设计，即在变压器的安装结构与铁芯间进行端封处理或者灌封处理，对线包进行绝缘处理，以使安装结构、铁芯以及线包组成一个整体，以增强变压器的整体可靠性。

2 石油测井仪器的稳定性评价方法

2.1 常规方法及局限性分析

在石油测井仪器的开发与制造过程中，必须要对仪器的稳定性进行科学有效的评价。而常用的石油测井仪器稳定性评价方法，通常是电源拉偏试验、高温稳定性试验以及长期稳定性试验等。虽然站在时间与空间的角度上来看，这些试验都是互无关联、各自独立的，但实际上它们都是将仪器的使用特征进行了静态割裂，而并未对仪器的使用特征进行精确模拟。在实际测井工作当中，石油测井仪器往往会同时受到多种应力的作用，而这种情况是无法在常规方法中体现出来的，因此也不能很好地反映出仪器的稳定性。

2.2 新的稳定性评价方法分析

改进后的石油测井仪器稳定性评价方法，具有如下特点：首先，增长了高温试验阶段的最高温度恒温时间，延长了全程温度试验阶段的时间周期。通常在石油测井过程中，每个井段应测量至少两次，但期间石油测井仪器所承受的温度会发生改变，只不过再改变也不会超过最高温度，因此通过最高温度来进行模拟非常合适。全面分析发现，高温试验的最高温度恒温时间为3小时，实际测井时间一般在8小时以内，因此温度试验的时间周期设计为8小时最具代表性。其次，每个环节都要进行电源拉偏试验和冲击振动试验。实际石油测井过程可分为四个阶段，分别是：升温阶段、常温阶段、最高温度恒温阶段以及降温阶段，而各个环节都要进行电源拉偏试验。而在试验过程中，若石油测井仪器保持静止状态，则无法体现出具体情况，所以还需进行冲击振动试验。