改进录井设备总线箱的接线方法

摘要：本文通过对目前使用的接线箱的接线在录井过程中出现的问题入手，论述了前者接线问题存在的一些问题，在综合录井应用方面的缺陷，同时说明了改进后更适用于综合录井，从而提出了在综合录井中用后者替代前者的观点。

关键词：综合录井 安全栅 电磁干扰

引言

综合录井作为钻井现场实时监控的重要手段，在钻井工程安全保障方面具有不可替代的作用。录井作业中各项参数显示的异常变化，与钻井工程事故的发生紧密相关。因此，参数的准确和稳定是我们实时录井的最基本的要求，也是确保安全施工的重要任务。而目前采用的外置接线箱的接线问题，给我们实时录井，准确录井造成了很大的问题。

一、目前录井队中使用的总线式的外置接线箱存在的问题

1、显示参数的曲线

显示的曲线，存在着很多毛刺，特别是体积传感器，传来的数据严重的影响了我们实时监控泥浆体积的要求，对我们实时安全钻井，做好一级有效井控，都带来了很大的困难，如图一。

从图中的曲线我已经可以看到，体积的曲线变化量已经没有任何的参考价值。

2、曲线毛刺产生的原因

目前外置接线箱内的接线方法都是用一个轮流读取数据模块（4018）来完成对，多个传感器的信号的录取。在给传感器供电我们采取了中间接安全隔离栅的方法，其中安全隔离栅与传感器的接线电路图，如图二。

接线中我们运用1脚给安全栅提供24V直流电源，2脚作为信号线反馈回轮流读取数据模块（4018），5脚给传感器提供工作电源，6脚作为信号线，4、、8脚作为屏蔽线接地，3脚接0V电位。安全栅内部线路图如下，图三。

安全栅内部的线路图明显看出来，如果屏蔽线带有电压，势必会有电流，电流的方向指向地线，当然在屏蔽线也存在的一定的电压，当7点的电势高于6点的电势，二级管B就回导通，这样就会有一个电流增加到2号脚上，2脚采集到的电流就是 传感器过来的电流和通二极管B的电流的和，安全栅的要求中写道：1、安全栅接地端用导线接在接地端子夹头上，实现安全栅接地端和接地导轨的连接，导线截面积须大于4mm2的铜线，接地导轨须和供电电源的“0V”相连，保证接地导轨处于“0V”电平上。2、安全栅总的接地电阻值应不大于1欧姆。3、禁止用齐纳安全栅的地线进行电焊等强电操作，以免造成齐纳安全栅损坏。

我们在现场钻井过程中，运用的大型电机，例如泵的电动机，泥浆管中的搅拌机，等都是大型的电动设备，在启停的过程中，会产生很大的电磁干扰，造成电路的电压的不稳，和设备的带电，而我们录井设备中都是运用的弱点流，很小的电压波动或者电磁干扰都回造成了屏蔽线带电，这样就形成了电流的叠加，使得我们的路径曲线上产生很多的毛刺，如图一。

3、线路故障排查困难

作为总线箱内的安全栅接线都并联到一起的，供电的电源连接到一起，屏蔽线的3、4、7、8脚连在一起，应用万用表检查时候，如果检查任意一个脚1、2、5、6和 屏蔽脚3、4、7、8、的电阻时，按照图三所示，屏蔽脚的电势高于1、2、5、6脚的时候，电路就导通，存在电阻，如果是安全栅内部的二极管烧坏，同样1、2、5、6、脚的电势高于屏蔽脚的电势的一样导通，所以，在我们判断安全栅是否好坏的时候我们很难来用万用表来实现我们的目的。当然，在安全栅使用说明中也明确指出，禁止用万用表测量各个脚之间的电阻，因此，我们在实际的应用就就真难查出安全栅是否好坏，如果一个安全栅坏掉了，只能一个接一个的来接通电源来测试，他的好坏，带电作业容易烧坏设备，当然这也是禁止的。所以线路的排查给我们的工作带来了很大的困难。

二、总线式的外置接线箱安全栅接线解决的办法

1、安全栅的作用

安全栅的作用就是隔离强电压和强电流对设备的损坏，把录井设备的内部元件隔离在安全区内，使仪器房内部的设备，不会受到因传感器的问题而受到损坏。

2、保险丝的作用

从安全栅的作用我们找到替代的元件，安全栅内部两两的接线脚之间装有熔断保险丝，这样我们就省掉安全栅直接应用熔断保险来替代。经我们更换为熔断丝后测试的结果如图四。

3、接线方法的改变

从上面介绍的产生毛刺的原因中我们看到是接屏蔽线的问题，另一种方法是，把传感器的屏蔽线直接接到接线箱上，而安全栅的屏蔽脚3、4、7、8要接到供电电源的0V的接线脚上。综合这两种改线方法，我们更提倡是直接应用保险丝来替代安全栅的作用。

图四

三、总结

通过对安全栅的原理的分析，和线路中产生毛刺现象的分析，以及我们处理故障过程中带来的麻烦，应用简单的保险熔断丝替代安全隔离栅，使用效果良更好，主要表现为以下几点：

1、电路信号不会因为屏蔽线带电而产生一个附加电流，致使的曲线产生毛刺现象。

2、应用熔断保险丝，给故障排查带来方便，使得我们在处理故障和发现问题过程中更直接和有效，节省了时间。

3、节省了成本，保险丝的成本远小于安全隔离栅的价格，缩小的材料成本。

4、使用保险丝，节约了空间，使得我们的设备更加轻便。

参考文献

1、《电路》（第四版）邱关源主编 高等教育出版社

2、《电子技术基础》（模拟部分）康华光主编 高等教育出版社模拟电路

3、《电子技术基础》（数字部分）康华光主编 高等教育出版社数字电路

4、《安全栅使用说明书》