采集工序外部设备故障分析与排除方法.pdf

摘要：408UL、428XL仪器是目前石油物探领域中普遍使用的数字地震仪器，由法国SERCEL公司生产，428XL仪器是408UL仪器的升级换代产品。408UL、428L仪器在野外生产中,外线经常会出现排列故障。使用双绞线传输电缆作为野外大线,数据以8.960Mb/s的速率串行传输。因此对传输导线的性能要求较高。在地震勘探过程中,由于插接头的磨损、大线的老化以及外界条件的影响，经常出现排列故障,严重影响了生产进度。因此及时排除故障是保证施工生产顺利进行的必要条件。本文阐述了在三维地震采集过程中，外部采集设备经常出现的故障（如：站与线之间的传输故障、线与线的传输故障、线与检波器串之间的传输故障等），以及排除故障的方法分析探究。关键词：地震仪；外部设备；采集站；检波器；故障排除采集工序外部设备故障分析与排除方法张魁军（东方地球物理公司大庆物探二公司）0引言地震数据采集是地震勘探的重要步骤，采集的数据由计算机处理和解释，用于寻找油气藏。地震数据采集是地震勘探的核心。野外采集系统包括：地震电缆采集站FDU、检波器和地震仪器组成。习惯上，把接收地震信号的装置称为地震检波器。传递地震信号的装置称为地震电缆。把记录地震信号的装置称为地震仪器，地震仪器是地震勘探中收集基础资料的核心装置。地震检波器收集人工激发的地震波，通过地震电缆传输到地震仪器，通过计算机记录完成基础资料采集。1交叉站的布设、常见故障分析及排除1.1 交叉站的布设及相关应用408UL、428XL地震数据采集系统是目前较先进的常规地震数据采集系统之一，由地震仪和外设（交叉站、采集站、电缆、检波器等）组成。地震仪器到达任务书指定地点后，将接地线插在地面上，并在插入的地方洒点水，使其与大地导通良好。外线连接上车电缆时，仪器车上的接口有left、right两种接口，如果这根上车线的一端连接在left接口上，另一端连接在交叉站的right接口上，再取一根交叉线，线的一端连接在这个交叉站的left接口上，另一端连接下一个交叉站的right接口，依次连接交叉站left接口、right接口。仪器的另一个right接口与left接口连接的方法相反。每一个交叉站在使用时需加12V电瓶、用专用电源线连接。如果遇到特殊障碍物或特殊地形交叉线短，连接不到下一个交叉站，可以用两根交叉线中间用备用交叉站连接或者用转换接头连接。408UL、428XL 地震仪交叉站可以混合使用。将408UL交叉站升级为428XL版本，将428XL交叉站放在排列的主干线上，将升级的408UL交叉站放在排列的支干线上使用。428XL交叉站也可降级为408UL交叉站使用，可以解决单种交叉站短缺的问题。交叉站还可以充当电源站用，为FDU（采集站）供电，解决电源站短缺。1.2交叉站的常见故障分析及排除第一作者：张魁军（1972-），男，特级技师，2014年中国石油大学毕业（北京）石油工程专业，现主要从事地震资料采集地面设备检测方面的工作。开发应用 石油工业计算机应用COMPUTER APPLICATIONS OF PETROLEUMMarch.20232023年3月1212023年3月石油工业计算机应用1.2.1 主机启动之后，一个交叉站也不进首先检查上车线连接是否正确，观察插孔内插针是否完好。第二、检查交叉站电源线连接是否正确，电源指示灯是否闪烁。第三、如果电源线连接正确，电源指示灯不亮。第四、用万用表电压档测量电瓶电压。第五、如电压低于正常电压，更换电瓶，如电压正常用万用表欧姆档，检查电源线是否通路，如断路更换好的电源线，如果电源线是通路，电源指示灯闪烁正常。第六、将这个交叉站转移到已经叫进来的最近的交叉站位置，进行与叫进来的交叉站进行替换验证，如果能叫进来说明交叉线有问题，检查交叉线两端接口及交叉线电缆是否损坏，如果损坏更换交叉线。如果叫不进来说明交叉站有问题，进行更换好的交叉站。1.2.2 仪器单侧的交叉站没有进全首先到最后进来的交叉站处，观察交叉站插孔内插针是否完好。检查交叉线接头插针是否完好、连接是否正确。第二、回到没叫进来的这个交叉站位置检查插孔插针是否完好，交叉线与插孔连接是否紧密。第三、如完好，检查电源线连接是否正确，观察电源指示灯是否闪烁。第四、如果电源线连接正确，电源指示灯不亮。第五、用万用表电压档测量电瓶电压。第六、如电压低于正常电压，更换电瓶，如电压正常用万用表欧姆档，检查电源线是否通路，如断路更换好的电源线，如果电源线是通路，电源指示灯闪烁正常。第七、将这个交叉站转移到已经叫进来的最近的交叉站位置，进行与叫进来的交叉站进行替换验证，如果能叫进来说明交叉线有问题，检查交叉线两端接口及交叉线电缆是否损坏，如果损坏更换交叉线。如果叫不进来说明交叉站有问题，进行更换好的交叉站。2 采集链的常见故障分析与排除采集链是地震采集系统外设中重要的采集单元，一个采集链一般由四个采集站（FDU）靠地震电缆连接组成；采集站作为采集链的核心部件,具有地震数据采集、数据预处理、数据传输和管理等多项功能。电缆做为地震仪与采集站之间的信号传输工具，具有电缆芯数少、质量轻、可靠性强、抗干扰能力强、传输信号频率高、信息量大等特点。由于电缆内部的稳定性要求高，因此电缆的抗拉力一般小于200N。电缆在雨季使用时，一定将FDU背面的接地线与大地耦合好，防止雷击，烧坏芯体。2.1 仪器叫站只进来交叉站，交叉站高、低端均不进FDU首先检查交叉站高、低端接口插针有无问题。观察电缆接头极柱是否弯曲或脱落。观察极柱、极孔磨损情况，极孔内弹片是否变形或失去弹性。观察是否有污染物进入插头内或极柱孔内，极柱是否被腐蚀氧化，造成接触不良。如有污染物清除、如果有氧化现象可用除锈剂清洗。如果极柱弯曲用尖嘴钳扶正，如脱落更换整段大线。第二、如果没有以上现象，将高、低端的电缆插头，互换连接在交叉站上，观察是否可以进站，如进站说明电缆插头接触不良，调整或更换。如不进站，检查电缆头到第一个FDU之间的电缆线，观察有无破损，发现伤口及时修补，如无外伤可能是FDU内部出现问题，更换电缆。2.2仪器叫站交叉站只有一端进线检查交叉站不进站一端的端口，观察插针有无缺失或弯曲。如果正常检查与它相接的大线接头的插针情况。如果正常，将这个插头与已经叫进来的插头互换连接，如果能叫进来说明交叉站的端口有问题，更换交叉站。如果仍然叫不进来检查本段电缆（采集链）出现问题，及时更换电缆。2.3 整段大线只叫进一个FDU检查第一个FDU到第二个FDU之间的电缆线，观察是否有损坏，如损坏及时修补或更换。如无破损或外伤可能是FDU内部问题，更换电缆。2.4 整段大线只叫进来两个FDU检查第二个FDU到第三个FDU之间的电缆观察是否有破损或外伤，如果无外伤和破损到本段电缆与下一段电缆的接头处断开，看是否可以叫进来。如果叫进来说明本段线是好的，如果叫不进来，可能是第三个FDN内部有问题，更换电缆进行修复。2.5 在排列已经叫通的情况下，一端排列突然又叫到交叉站首先到交叉站位置，检查掉站一端电缆接头与地震电缆采集站与检波器连接示意图1222023年3月交叉站接口接触是否良好，检查这段电缆的插头到第一个FDU之间的电缆线是否损坏，如无损坏到这段电缆与下一段电缆的接头处断开，如果本段线可以进来说明这段线没问题，接好插头。回到交叉站观察交叉站，如果叫站指示灯长明不闪烁，说明掉下来的排列中有短路线存在，这是采取开路法判断短路线位置，如果断开电缆位置仪器依然叫不到，说明短路点在仪器与断开电缆点之间，向着仪器方向继续断线判断，如果仪器可以观察到断开电缆的点，说明短路点在背离仪器的方向，断线的人应向着远离仪器的方向继续用开路法判断短路点位置。3 电源站常见故障及排除电源站（LAUL428）是428XL仪器的重要组成部分，主要功能是给采集站提供48V电源，高速传输并临时存储采集站的数据，接收和发送采集站的状态，对采集站的外部和内部检测等。408UL仪器到428XL仪器地面设备在电路设计和电子器件上都进行了完全不同的改变，电路更加紧凑，器件越来越小，电源站（LAUL428）由408 UL的2块电路板变为目前的1块电路板。3.1 电源站本身叫不进来检查电源站指示灯是否闪烁，如不闪烁检查电源线是否连接错误，电源线连接没有错误，用万用表检查电源线是否正常，如果电源线完好，用万用表测量电瓶电压，电压不正常更换电瓶。如果电源站指示灯闪烁正常，检查电源站两端插头，观察插针是否脱落、是否氧化造成接触不良。检查电源站插头是完好的。如果还没进站，将电源站的连接头高、低端互换连接在排列中，观察是否进站。如果不进站，检查电源站与仪器车方向端的电缆插头及插头到仪器方向最近的FDU之间的连线，观察有无损坏，损坏更换。如果不能进站可能是电源站有问题，检查并更换好的电源站。还不进站，调换仪器与电源站之间的连接电缆，可能是电缆插头不匹配或电缆内部有问题，做好标记便于查找问题。3.2 电源站连接的下一根大线叫不进来检查电源站与下一段大线连接的插头是否完好，检查这段大线插头是否完好，检查大线插头到下一个FDU之间的电缆是否完好。如果没有外伤，将电源站的高、低端插头互换连接，观察是否进站，如还不进站拿一根好的电缆，在电源站接头和大线接头之间接入。观察是否进站，如果进站说明前两者插头不匹配，如果不进站说明大线的插头有问题，更换大线并修理。在将电源站的高、低端插头互换连接以后，如果电源站叫不进来，则说明电源站的插头有问题，检查修理或更换。4检波器串与FDU连接故障分析及排除地震检波器是一种将地面震动拾起的装置，把机械振动转换为电信号的传感器，或者说是将机械能转化为电能的能量转换装置。地震检波器按工作原理分为，电动式检波器，压电式检波器，涡流式检波器。一组检波器以并联、串联或串并混联的方式连接在一起，称为检波器串。排除检波器串故障之前，必须了解检波器的型号、电阻及组合形式。4.1 电缆与检波器电阻小4.2.1 组合检波器串的阻值小、组合使用时串联少接一般情况下，短路会造成检波器串阻值变小。此时用万用表的最小电流档，把检波器串中的检波器倒放，按次序逐个摇动检波器，若那个检波器摇动时表针不动，则该检波器就是短路的。打开检波器外壳，排除短路故障。现场做好标记，更换好的小线。在串联组合时，少接检波器串会使检波器阻值变小，此时应检查插头是否连接正常，检查单串阻值是否正常。4.2.2 检波器串插头座或夹子进水或接触潮湿的地面，有漏电存在将进水的插头甩掉水，用干布擦拭、烘干。将放在潮湿地上的插头转移到干燥处，或者用竹竿支起。4.2.3 FDU插头座进水或受潮将水甩掉，烘干。4.2.4 个别检波器串插头座短路用万用表检测每串检波器阻值，不正常的修理并更换。4.3 电缆与检波器电阻大4.3.1 检波器插头与FDU插头接触不良检查插头座、FDU插头，接触是否良好，清洁污染物、氧化物。4.3.2 串连组合时，多接检波器串，检波器串中有断路现象或个别检波器阻值变大检查检波器串个数，用万用表检测每个检波器张魁军，等：采集工序外部设备故障分析与排除方法1232023年3月石油工业计算机应用串阻值。检查出原因用胶带做标记，更换并修理。4.3.3 并联组合时，少接检波器串或个别检波器开路检查检波器串个数，用万用表检测每个检波器串阻值。检查出的问题用胶带做标记，更换并修理。4.3.4 FDU开路时有电阻存在（不接检波器串时）更换大线，做好坏点标记方便修理。4.4 电缆与检波器短路4.4.1 检波器插头内部短路打开插头座内部短路，将短路部位分开，检查电缆是否外皮破损和芯线绞合短路。现场不能修理的及时更换好的检波器串。4.4.2 并联组合检波器中任意一个并联电阻或线圈短路及时更换好的检波器串。用万用表检测每一串检波器，查找原因做好标记方便修理。4.4.3 检波器第一个检波器到插头之间线短路更换并检查电缆线，找出原因及时修理。4.4.4FDU插头短路用开路发检查FDU是否短路，如短路及时更换电缆并修理。4.5电缆与检波器断路4.5.1 FDU插头断路用导线短路 FDU 插头极柱，判断 FDU 是否正常，观察FDU极柱是否正常，如断掉做好标记更换大线。4.5.2检波器插头未接到FDU插头上连接好FDU插头和检波器串插头。4.5.3 检波器串断路用万用表检测检波器串是不通，检查插头是否脱焊，打开第一个检波器检查，测量第一个检波器到插头的线是否完好。如果通则可能是第三个检波器负极是否开焊。然后，检查第一个检波器和第二个检波器过路线是否开焊，分段测量逐一排查。4.5.4检波器串插头中极柱孔的弹片松动、极柱磨损严重、弯曲检查极柱孔弹片是否松动、变形，用细钢针挑拨正常，如果极柱弯曲，用尖嘴钳扶正，极柱磨损严重更换插头。4.5.5 波器串线的导线藕断丝连，表现时断时续用万用表的R100档，把检波器串中的检波器放倒，依次序反复用“抖动法”检测每一个检波器，哪个在抖动中阻值有变化，哪一个就是接触不良的。造成接触时断时续的原因是虚焊或开焊。做出标记，更换新线。4.5.6 故障六：检波器插头座极柱断掉，无法导通观察极柱，如果断掉更换新小线，并在原来的插头做标记方便修理。4.5.7 检波器插头座太脏，极柱或极柱孔氧化，互相接触不上清洁剂清除污染物，用除锈剂清除氧化物。4.6 电缆与检波器漏电检波器漏电是指检波器的绝缘电阻小于规定值。检波器本身及相连的导线，将外界的感应引入仪器造成干扰，使记录失真。4.6.1 FDU插头进水或受潮，产生漏电用开路法检测FDU的是否正常，不正常做好标记后进行更换。4.6.2 检波器插头进水、受潮或太脏产生漏电烘干、清除赃物。4.6.3 有漏电检波器在检波器串中存在用摇表检测出漏电检波器，做出标记修理，及时更换小线。4.6.4 检波器串组合线有破损，受潮漏电找到损坏部位做标记，更换小线。4.6.5 FDU或检波器串受高压感应产生漏电尽量垂直高压线摆放检波器图形，在允许的范围内，使大线电缆和检波器尽量远离高压线，将FDU和检波器串插头架空，挖小洞做掩体埋置检波器，利用金属盆状物盖住检波器，连接线尽量短放，将仪器接地线插地处浇水。5 结束语随着地球物理勘探技术的发展，对地震数据采集的精度和质量要求越来越高，要求地震数据具有“宽频、高保真、高信噪比”的特点。需要采集工作者在采集施工过程中，应按照设备使用规范进行科学、合理操作。在设备出现故障时，要根据故障的表象，能够快速推测出故障原因，并顺利地排除故障。本文通过对野外生产中出现故障的总结和提炼，可以快速提高有线设备的操作者，分析故障和排除故障的能力，既而提高生产效率。参考文献：1陆基孟、王永刚.地震勘探原理M.中国石油大学出版社出版,2011.2段云卿.应用地震学M.北京中国地质大学出版社,2005.124