IQAN 系统在 AHV-480 可控震源的应用

Abstract: This paper introduces the circuit hardware improvement of IQAN system in AHV-480 vibroseis in detail, as well as the setting and meaning of key parameters of IQAN system circuit control principle of IQAN system and fault troubleshooting. At the same time, for the problem of large fluctuation of precharge pressure of AHV-480 vibroseis, IQANrun software is used to analyze the source pressure fluctuation, redesign and install the hydraulic system, so as to increase the precharge pressure when the vibroseis is boosted, reduce the hydraulic fluctuation of the vibration system, and achieve the purpose of protecting the vibration hydraulic system.

Keywords: AHV-480Vibrator,、IQAN system,、Pre-charge pressure、Hydraulic pressure fluctuations,、Troubleshoot。

0 引言

IQAN 系统是 INOVA 研发的可控震源智能控制系统，奠定未来 AI 化基础，目前主要应用于 AHV-480 可控震源。海外超高效混叠地震采集中，IQAN 控制的 AHV-480需兼顾基础功能与压力监控，本文重点解析其电路原理及核心参数。应用初期，AHV-480 常因预充压力降低导致震动系统压力波动，引发关注。

1 IQAN 系统硬件介绍

IQAN 系统首次用于 AHV-480 可控震源，新增三个互联控制模块，主显示屏masterMD4-10（驾驶室）、master1 MC43[1]（驾驶室面板下）和 master2 MC43[2]（车尾 J-box）。任一模块故障将导致系统瘫痪。master2 MC43[2]通过压力感应塞采集整车压力信号，其 C 口连接康明斯发动机感应塞，数据经 A/B 口传输至 masterMD4-10 显示分析。主屏通过B口线束控制发动机转。我们主要介绍主模块显示屏masterMD4-10。

1.1 主模块显示屏 masterMD4-10

主模块显示屏 masterMD4-10 集成操作界面，显示发动机参数、温度、液压风扇散热、振动/驱动系统压力、氮气压力等。支持关键参数设置、报警预警、诊断回顾及倒车影像等功能。根据上图部分电路原理图 b 可知，主模块 C2:3 脚控制倒车影像（挂倒挡时激活），C2:4 调节震源升压速率（结合液压原理）。CAN-H-B/CAN-L-B 控制康明斯发动机，UP/DOWN 按键电子调节发动机转速，取代手动油门。

IQAN 系统优势：

1）密码保护，可修改关键参数；

2）实时监控振动、驱动、气路压力；

3）智能预警，快速故障诊断；

4）倒车影像提升安全性

1.2 关键参数设置及含义

AHV-480 可控震源显示屏 masterMD4-10 的"其他选项"可设置关键参数。其中，master2 MC43[2]连接压力感应塞，master1 MC43[1]连接驱动系统（类似早期 PLUS⁺1 驱动控制）。驱动平衡微调在主屏 More/Adjust/Dive Setup。重点介绍振动系统升压隔断电磁阀延迟时间及风扇反吹设置：风扇反吹用于清洁液压风扇浮土杂物，参数主要为Reverse Time（浮土地型可延长至 40-50s）及反吹转速（一般设 100% ）。参数需按实际工区调整，同时需掌握 IQAN 系统电路原理以利故障排查。

AHV-480 震源因介入 IQAN 系统，首先我们需要了解 IQAN 系统 master2 MC43[2]电路原理。

2.1 感应塞系统电路及故障排查

Master2 MC43[2]连接可控震源感应塞，若出现压力报警，需区分系统压力问题还是线束故障。以乘客侧 2.5 加仑低压储能器感应塞为例：其白、红、黑三线分别接 J-box线排TB1-A/B/C脚针，红黑为电源正负极，白色为压力信号线，经C2:36 线输入MC43[2]，再通过 A/B 口线束传至显示屏 masterMD4-10 完成回路。其他感应塞（如辅助泵高低压、散热器温度等）原理相同，可按此查对应线束及脚针快速排查。

当主屏出现 VIN-LP accm.nitrog2.5gl Low error pinC2:36 报警表明 2.5 加仑储能器压力低，排查步骤：

1）互换正常感应塞线束：若故障未转移，说明感应塞及线束正常；

2）若故障转移，检查或更换感应塞及线束。

3）互换其他正常感应塞线束，若故障现象转移，需检查更换。

2.2 振动系统电路原理

振动系统升压时，由 Drive 状态切换到 Vibrate 状态时，发动机转速应在额定工作转速。IQAN 经前 master1 MC43[1]、F-3 控制左右振动泵升压电磁阀得电完成升压，高压油经辅助管汇升压电磁阀、节流阀进入液控单向阀后端，充入高压储能器逐步建压，此时系统最高压力为预充压力，调节节流阀可控制升压速度。辅助管汇升压电磁阀及振动泵升压电磁阀得电 40 秒后，高压隔断阀电磁阀延时得电，高压油推动隔断阀动作并打开液控电磁阀，辅助泵与振动泵高压流量同时供给振动系统，此时系统具备高压流量输出能力，满足各分支需求。

根据上述振动系统升压原理，我们了解了升压时预充压力的概念，预充压力主要针对升压时 40s 内振动系统可以预充的最高压力，若此压力值偏低，可以直接导致升压时液压系统波动大，下面我们针对野外 AHV-480 升压时预充压力低进行故障排查。

3 预充压力低故障描述及排查

AHV-480 可控震源目前应用于超高效混叠地震采集项目，可控震源日效可达 3 万炮。而预充压力低，意味着可控震源升压时振动系统波动大，会对可控震源振动系统造成损害，尤其是对振动泵的寿命影响颇大。

3.1 预充压力故障现象

AHV-480 可控震源前期使用中预充压力最低调至 800psi，升压时隔断阀开启瞬间，辅助泵高压 3150psi，振动系统仅 800psi，压差 2350psi 致液压冲击。工作人员采取：a）调大升压速率阀开口；b）延长隔断阀延迟时间；c）测试系统内泄量，升压前隔离重锤、提升缸、伺服阀高压流量。仅方法 c 发现伺服阀有内泄现象，更换伺服阀后预充压力升至 2000psi 左右，仍有 1150psi 冲击。IQANrun 软件分析显示：隔断阀开启瞬间，振动系统预充高压 2043.468psi，辅助泵高压 3156psi，仍存液压冲击。

3.2 AHV-480 振动升压系统的设计

AHV-480 可控震源辅助管汇加装升温电磁阀（因中东高温备用）。其预充压力提升原理：改装前通过 IQAN 设置，升压时 Drive 切换到 Vibrate 模式，升温电磁阀得电，40 秒后隔断阀得电则失电；新增两三通接头及两根液压管——一根接辅助管汇油源至电磁阀 WMH 口供油，另一根通电后将油源引入储能器管汇，使升压时绕过升压速率阀直接预充，保障压力建立。

4 野外实例验证分析

AHV-480 可控震源在中东项目中前期出现预充压力低、振动液压波动大问题，通过设计液压系统后问题得到解决。IQANrun 分析显示：改装后预充压力达 2934.869psi ，升压压差仅 215.131psi，成功解决预充压力不足及波动问题。

5 总结

IQAN 系统成功地应用于可控震源 AHV-480，其人工智能化的设计方便了可控震源的操作性和故障排查。可控震源升压预充压力低，液压波动大，通过 IQAN 系统的分析以及专业技术人员的液压系统设计成功地解决 AHV-480 当前问题。当然 AHV-480在使用过程中会出现其他故障类型，我们也可以借助 IQAN 系统进行分析诊断，从而更好地为野外地震勘探服务。

参考文献

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[4]张豪，范国锋. 机电一体化设备维修（第二版）[M]. 北京: 化学工业出版社,2019.8: 79-96

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作者简介：杨云章, 男，1986 年 10 月，籍贯：四川省内江市，单位：，学校：中国石油大学（北京），职称：工程师，学历:2021 年本科,研究方向：震源石油特种设备的维护、研发与设计。