摘要：本文从生产实际出发,结合射孔现场施工实际情况,通过检查测量示意图,简明扼要、通俗易懂的阐述了磁性定位仪常见故障的检查及排除方法。主要注重故障判断与检查,为射孔班组检查磁性定位仪常见故障提供了可靠的理论与实际参考依据，缩短了排除故障的时间；同时也为员工技术培训、技能鉴定以及技师职业技能鉴定培训提供了较好的参考资料。
主题词：磁性定位仪；测量原理；检查方法；故障排除
1引言
射孔施工时，磁性定位仪会经常发生故障。由于施工人员对仪器结构、测量原理等理解不好，所以，排除故障思路就不一样。磁性定位器结构简单，所用元器件一目了然，只要掌握相关电子元件的基础知识，故障排除经验，就能够迅速排除故障。实际下井测量时主要表现在信号时有时无、忽大忽小、曲线较乱、主负尖峰不明显，下放测量时能够正常测量出接箍信号，而上提测量时则是时有时无，甚至没有信号。由于仪器信号总成部分是相互连接、焊接、接触组装上的，所以，造成上述现象的原因一般是焊点脱落、虚接、虚焊、接触不良、腐蚀生锈或形成氧化层造成线圈接触电阻明显变大、线圈绝缘降低、点不响雷管等。几十年来没有停止对磁性定位仪改进。不论怎样改进与提高仪器抗震效果，由于射孔器爆炸威力越来越大，对仪器的损坏夜越来越严重，总会发生故障的。这就要求相关人员要熟练掌握判断、检查与排除磁性定位仪的方法。
2磁性定位器结构、技术指标、测量原理
2.1仪器结构
由两块磁钢、线圈、双向二极管、弹簧、上下接头、外壳、芯杆、密封圈、金属垫片、绝缘胶管、绝缘垫片等组成。
2.2技术指标
2.2.1磁钢的磁场强度在7000Gs
2.2.2线圈匝数15000，线圈的直流电阻1200Ω±100Ω，线圈与外壳的绝缘电阻大于10MΩ，信号幅值大于200mV，幅宽为40µs。
2.2.3双向二极管直流电阻450-650Ω，点火通道的直流电阻为1650Ω±100Ω，双向二极管导通电压0.7V。
2.2.4耐温：大于150℃，耐压：大于60MPa
2.3测量原理
根据法拉弟电磁感应原理可知，当磁铁与线圈做相对运动时,就会在线圈的闭合回路中产生感应电动势。磁性定位仪主要由两块磁铁和一个线圈以及点火通道的双向二极管等组成,两块磁铁同极性相对分别放置在线圈两端,装在非磁性材料的仪器外壳里，由于磁性定位仪的磁铁和线圈都是相互固定在一起的，无法作相对运动，所以只好依靠外界铁磁物质的变化来测量感应电动势。如图1和图2
图1-磁性定位仪测量原理图
当磁性定位仪在套管内匀速滑行时，不产生感应电势，原因是外界铁磁物质（套管壁厚）没有发生变化，即仪器线圈中的磁通量没有发生变化。当经过套管接箍时,由于接箍处套管加厚以及接箍中间环形缝隙的变化,致使磁力线的分布瞬时发生了变化，改变了磁铁周围的磁场分布，磁力线切割线圈,使穿过线圈的磁通量发生改变,产生了感应电动势，经电缆传输到地面仪器进行整形、放大、记录。
磁钢刚进入套管接箍时感应电动势是一个增加的过程,第一块磁钢全部进入后感应电动势为零,逐渐移出感应电动势是反向增加的过程。第二块磁钢与第一快磁钢相位相差90度,由于磁钢的同极相对所产生的感应电动势与第一块磁钢产生的感应电动势相反.因此最终所测得的感应电动势的信号是两个感应电动势的叠加值。磁性定位器测量原理，如图1所示。
3常见故障的检查及排除
在分不清是何故障时，首先通过检查判断是地面仪器故障还是井下仪器故障，一般是通过地面仪器自检来分清故障部位。通过测量检查故障参照，图2-单芯磁性定位仪线路图。
图2-单芯磁性定位仪电器线路图
3.1点火部分检查及故障排除
3.1.1检查双向二极管。正常值：A、C两点之间正反向电阻均为450-550Ω。
双向二极管断路：用万用表表笔交替测量A、C两点，双向均不导通，正反向直流电阻为无穷大。
双向二极管短路：用万用表交替测量仪器A、C两点，正反向直流电阻均为零值。
双向二极管击穿：用万用表交替测量仪器A、C两点，正反向均导通，直流电阻可能为零或阻值比正常小很多，可以视为直通。
3.1.2故障排除。不论是断路还是短路，都不能使用了。将二极管拆卸下来，更换一个好的二极管即可。
3.2信号部分检查与故障排除
3.2.1检查磁钢。磁钢装反检查：一是用一短的小铁钉,在外壳上面滑动，如果磁钢装反，则无论小铁钉在什么位置，总是紧贴外壳，小铁丝在线圈中点立不直，相邻磁极的磁力线虽然对小铁钉也有相等的吸引力，但由于极性不同，磁力线的方向是从一个磁极到另一个磁极，对小铁钉来说是一推一拉，因此必然倾向一边。二是用万用表50μA挡检测信号,表头微动,信号极弱;找不到记录中点。三是在实际测量接箍信号时,信号弱小,只有一正一反两个尖峰。
磁钢强度降低:磁通量降低会造成信号弱。用万用表为50μA挡测量信号强度，可发现表针摆动幅度小，说明信号较正常时弱。
排除故障方法：如果是磁钢装反，取出磁钢，将磁钢同性相对排列,即N--N极性相对S—S极性相对排列组装即可。如果是磁钢强度不够，将磁钢取下来,更换新磁钢即可。
3.2.2检查线圈。用万用表分别检查仪器上、下端，即A、D与D、C之间的阻值应在1250-1650Ω之间。仪器上端是双向二极管的阻值，仪器下端是双向二极管与线圈串联阻值之和。
绝缘降低：经过长时间使用，线圈潮湿，用兆欧表检查时绝缘较初次使用时逐渐下降趋势，有时绝缘下降严重时会影响到测量信号的质量。如图1。
断路：用万用表测量仪器上端，A、D两点之间的阻值为无穷大。一是枪身炮弹发射的震动、仪器保管、使用不当，线圈受到震动可能发生断路现象；二是线圈焊点、接点脱落而造成的线圈断路。用万用表测量仪器下端，D、C两点之间的阻值为1250Ω，可知为线圈的阻值。从线路原理图上分析可知：是双向二极管正反向都击穿或者短路造成的。如果阻值为500Ω，可知是双向二极管的阻值，是线圈短路。如果测量仪器下端阻值为无穷大，即点火线线路不通。可知是双向二极管、仪器线圈、接地线等各个连结点断路造成的。
短路：用万用表测量仪器上端A、D两点之间的阻值为为零，是线圈短路造成的。如果阻值很小，是线圈有部分短路造成的。用万用表测量仪器下端D、C之间的阻值为零，是仪器线圈、双向二极管都短路了造成的。
记录点位置检查:可在外壳上面检查。用一个小铁钉放在外壳上面滑动，若他不再记录点位置时，铁钉总是向与记录点相反的方向倾斜；当对准记录点后，由于两块磁铁是同极性相对放置，对小铁钉的吸引力相等，小铁钉不能倾斜向一边，而是垂直立于外壳上，既有拉力，又有推力。
故障排除：如果是绝缘降低，将线圈拆卸下来，进行晾、嗮干后组装后继续使用；如果是断路，将线圈拆卸下来，找出断路位置，组装后继续使用；如果是短路，将线圈拆卸下来，查出短路位置，组装后继续使用。
3.2.3其它问题引起的故障。下井测量时信号互通互断、忽大忽小、下放测量时能正常测出接箍信号，而上提测量时则是时有时无，甚至没有信号。由于仪器信号总承部分是相互连接、焊接、接触组装上的，所以，造成上述现象的原因一般是焊点脱落、虚焊、接触不良、造成线圈接触电阻明显变大等等，而引起的故障。
影响测量信号因素是多方面的,比如马笼头、电缆、等绝缘及通断情况是否良好，有时是由多种故障综合在一起，检查比较困难。
4结束语
排出磁性定位仪故障的前提是掌握其仪器结构、电器原理图、测量原理，技术指标以及相关电子元器件的基本知识，逐步积累排除故障的经验，在发生故障时，做到准确判断发生故障的部位，在通过检查来迅速排除故障。
作者简介
于重金，大庆油田有限责任公司试油试采分公司射孔大队，射孔取心高级技师，从事油气井射孔、探井取心方面的工作。
论文作者:于重金
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/4
标签：线圈论文; 磁钢论文; 阻值论文; 测量论文; 故障论文; 电动势论文; 信号论文; 《基层建设》2019年第10期论文;