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[摘 要]岩性密度测井仪用于储层孔隙度计算和岩性评价，广泛应用于石油勘探测井领域。目前国内测井公司所保有的此种仪器电子线路趋于老化，其出厂耐温参数是无法满足深井、超深井测井要求的。我们在研究仪器电路影响基础上，提出了可行改造方法，并将改造后的仪器下井使用，取得了较好效果。
[关键词]钻井技术；深井测井；高压；岩性密度测井仪器；改进
中图分类号：TD65 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）34-0197-01
随着钻井技术的不断发展和油田勘探开发的深入，深井测井工作量日益增加。深井高压环境对测井仪器耐高压性能提出更高的要求。针对目前国内测井公司保有的岩性密度测井仪器老化率高，性能差的问题，提出了可行的性能改造方法，并在深井测井中投入使用，取得了很好效果。
随着目前石油钻井的深度不断增加，深井、超深井带来的高压环境给测井仪器的正常工作带来了新的更大挑战。深井通常是指完钻井深为4500～6000米的井，超深井通常指完钻井深为6000米以上的井，为保证测井仪器能完成深井、超深井的下井施工任务，我们在研究了温度对仪器电路的影响的基础上，提出了可行改造方法，并将改造后的仪器下井使用，取得了较好效果。
1 温度对电路的影响
温度对电子线路的影响最主要还是对电子元件的影响。随着温度的变化，使得电子元件的一些特征和性能产生变化，从而影响到电路。半导体是现代集成电路元件的主要材料，它一种热敏材料，随着温度升高，它的许多参数也将会随之变化，特别是本征承载流子的密度还与温度成正比，从而使得PN结的反向电流增加的很明显，进而导致功率损耗增加，噪声增大以及阻抗降低，最后，随着温度逐渐的升高，电子元件的内部结构受到破坏，致使电子元件的性能受损。有实验表明：随着半导体结温每10℃的增加，元件无故障时间将缩短一倍。所有电子元件都有其的性能额制限度，由于元件工作自身也会产生温度，其工作不能超过本身的温度允许值。
2 提升岩性密度测井仪性能的方法
目前岩性密度测井仪的应用现状是仪器电子元器件耐温性达不到当下深井和超深井的测井要求，且电路板老化严重。结合生产实际，本文给出了提升岩性密度测井仪性能的两种方法，能有效的提升仪器性能，满足性能深井的测井需求。
2.1 电子器件的性能筛选
岩性密度测井串由探头和线路两支仪器组成，为提升其性能，必须找出两支仪器中的不耐温电子器件，并更换耐性能器件。利用电烘箱模拟井下性能环境，将岩性密度仪器电子线路部分放入其中，联机检测（在短道有放射源条件下）。设置烘箱温度为150℃（电子线路在仪器中有保温瓶保温作用，环境温度260℃时能保持瓶温130℃）并保持一个小时。
为了能准确找出耐温性能差的电子器件，需要选定监测点。密度探头部分，选取了 LS IN、SSIN、 LS OUT、 SS OUT、 LS CONTROL、 SSCONTROL六个信号监测点，如图所示。密度线路部分，选取了MODE2、MODE5、COMMAND以及进入CONTROL板的LS、SS信号作为监测点，如图所示。加温过程中，每5分钟记录一次监测点情况。根据信号流程，下一级信号出错，则从上级正常的监测点处至出错的部分来确定损坏的器件。筛选出耐温性差的电子器件后，更换同类型性能低耗的器件（耐温200℃以上），继续进行性能筛选，直至仪器通过设定的温度环境。
2.2 仪器线路性能改造
为提高仪器性能，对仪器改造包括下面三个主要方面。（1）保温瓶的改进。保温瓶性能对于仪器耐温至关重要。通过改变吸热剂配方，加大保温瓶几何尺寸增大吸热剂容量，使其达到更好的保温效果（性能仪器保温瓶加温至230℃，恒温6h，在无热源情况下，瓶内温度不超过120℃）。（2）线路在仪器内部的布局。在充分实验论证的基础上将探头及主要电子线路放置在保温瓶内，提高仪器耐温性。
（3）电路板的改进。筛选耐性能、低功耗元器件，对电源电路、探头放大电路进行重新设计制作，使线路高度集成化，在元器件滿足工作的情况下减少其自身发热。
2.2.1 电源电路的性能改造。传统的电源电路使用的是整流桥和电阻电容的电路网络，自身功耗和发热量较大，为此，使用耐性能、低功耗元器件，设计了集成化、低功耗的电源电路。
2.2.2 探头放大电路的性能改造。探头的放大电路没有保温瓶保护，受温度影响最大，也是上井故障率最高的部分。为了提高其性能性能，对电路采取性能集成化的设计，并选用耐性能的放大器件和其他元件。两种提升方法实施完成后，使用电烘箱对仪器进行试验，性能提升显著。
参考文献
[1] 鞠晓东、李会银、成向阳等，新型岩性密度测井仪研制[J]，测井技术，2015，29（1）：59～62.
[关键词]钻井技术；深井测井；高压；岩性密度测井仪器；改进
中图分类号：TD65 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）34-0197-01
随着钻井技术的不断发展和油田勘探开发的深入，深井测井工作量日益增加。深井高压环境对测井仪器耐高压性能提出更高的要求。针对目前国内测井公司保有的岩性密度测井仪器老化率高，性能差的问题，提出了可行的性能改造方法，并在深井测井中投入使用，取得了很好效果。
随着目前石油钻井的深度不断增加，深井、超深井带来的高压环境给测井仪器的正常工作带来了新的更大挑战。深井通常是指完钻井深为4500～6000米的井，超深井通常指完钻井深为6000米以上的井，为保证测井仪器能完成深井、超深井的下井施工任务，我们在研究了温度对仪器电路的影响的基础上，提出了可行改造方法，并将改造后的仪器下井使用，取得了较好效果。
1 温度对电路的影响
温度对电子线路的影响最主要还是对电子元件的影响。随着温度的变化，使得电子元件的一些特征和性能产生变化，从而影响到电路。半导体是现代集成电路元件的主要材料，它一种热敏材料，随着温度升高，它的许多参数也将会随之变化，特别是本征承载流子的密度还与温度成正比，从而使得PN结的反向电流增加的很明显，进而导致功率损耗增加，噪声增大以及阻抗降低，最后，随着温度逐渐的升高，电子元件的内部结构受到破坏，致使电子元件的性能受损。有实验表明：随着半导体结温每10℃的增加，元件无故障时间将缩短一倍。所有电子元件都有其的性能额制限度，由于元件工作自身也会产生温度，其工作不能超过本身的温度允许值。
2 提升岩性密度测井仪性能的方法
目前岩性密度测井仪的应用现状是仪器电子元器件耐温性达不到当下深井和超深井的测井要求，且电路板老化严重。结合生产实际，本文给出了提升岩性密度测井仪性能的两种方法，能有效的提升仪器性能，满足性能深井的测井需求。
2.1 电子器件的性能筛选
岩性密度测井串由探头和线路两支仪器组成，为提升其性能，必须找出两支仪器中的不耐温电子器件，并更换耐性能器件。利用电烘箱模拟井下性能环境，将岩性密度仪器电子线路部分放入其中，联机检测（在短道有放射源条件下）。设置烘箱温度为150℃（电子线路在仪器中有保温瓶保温作用，环境温度260℃时能保持瓶温130℃）并保持一个小时。
为了能准确找出耐温性能差的电子器件，需要选定监测点。密度探头部分，选取了 LS IN、SSIN、 LS OUT、 SS OUT、 LS CONTROL、 SSCONTROL六个信号监测点，如图所示。密度线路部分，选取了MODE2、MODE5、COMMAND以及进入CONTROL板的LS、SS信号作为监测点，如图所示。加温过程中，每5分钟记录一次监测点情况。根据信号流程，下一级信号出错，则从上级正常的监测点处至出错的部分来确定损坏的器件。筛选出耐温性差的电子器件后，更换同类型性能低耗的器件（耐温200℃以上），继续进行性能筛选，直至仪器通过设定的温度环境。
2.2 仪器线路性能改造
为提高仪器性能，对仪器改造包括下面三个主要方面。（1）保温瓶的改进。保温瓶性能对于仪器耐温至关重要。通过改变吸热剂配方，加大保温瓶几何尺寸增大吸热剂容量，使其达到更好的保温效果（性能仪器保温瓶加温至230℃，恒温6h，在无热源情况下，瓶内温度不超过120℃）。（2）线路在仪器内部的布局。在充分实验论证的基础上将探头及主要电子线路放置在保温瓶内，提高仪器耐温性。
（3）电路板的改进。筛选耐性能、低功耗元器件，对电源电路、探头放大电路进行重新设计制作，使线路高度集成化，在元器件滿足工作的情况下减少其自身发热。
2.2.1 电源电路的性能改造。传统的电源电路使用的是整流桥和电阻电容的电路网络，自身功耗和发热量较大，为此，使用耐性能、低功耗元器件，设计了集成化、低功耗的电源电路。
2.2.2 探头放大电路的性能改造。探头的放大电路没有保温瓶保护，受温度影响最大，也是上井故障率最高的部分。为了提高其性能性能，对电路采取性能集成化的设计，并选用耐性能的放大器件和其他元件。两种提升方法实施完成后，使用电烘箱对仪器进行试验，性能提升显著。
参考文献
[1] 鞠晓东、李会银、成向阳等，新型岩性密度测井仪研制[J]，测井技术，2015，29（1）：59～62.