一种耐高温、高压微电阻率成像测井仪极板制造技术

本发明专利技术提供了一种耐高温、高压微电阻率成像测井仪极板，包括：极板承压外壳，在所述极板承压外壳的外壁设有电极安装位；安装在所述电机安装位中的纽扣电极，所述纽扣电极的外部设有绝缘套；设置在所述极板承压外壳的内部的极板承压内衬，所述极板承压内衬设有内部空腔；设置在所述内部空腔内的极板电路板；以及嵌入式安装在极板承压外壳内的极板承压底盖，所述极板承压底盖能够将所述极板电路板限定在所述内部空腔内；其中，所述极板承压外壳构造成包括外层壳体和与所述外层壳体过盈配合的内层壳体。层壳体。层壳体。

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温、高压微电阻率成像测井仪极板


[0001]本专利技术属于石油地质勘探仪器配套设备
，具体涉及一种耐高温、高压微电阻率成像测井仪极板。

技术介绍

[0002]随着钻井垂深增加，井底压力和温度也越来越大，微电阻率扫描成像测井仪作为一种用于井周探测成像设备，其结构是否可靠对井壁分辨的准确度起着至关重要的作用。
[0003]微电阻率扫描成像测井仪的极板作为微电阻率扫描成像测井仪中重要构成部分，内部包含必要的相关电子线路。然而，现有微电阻率扫描成像测井仪的极板所采用的结构承压最大不超过140MPa，无法满足“深海、深地”未来生产任务的需要，其抗压能力和强度较差，耐高温、高压性能较差。此外，承压进一步增大时，通过采用增加厚度，并不能有效提高抗压能力和强度。

技术实现思路

[0004]针对如上所述的技术问题，本专利技术旨在提出一种耐高温、高压微电阻率成像测井仪极板，该极板具有耐高温、高压性能，其能够在200℃、172MPa以上环境下，保证承压内腔不发生渗漏，并且纽扣电极与极板主体之间具有高绝缘性。
[0005]为此，根据本专利技术提供了一种耐高温、高压微电阻率成像测井仪极板，包括：极板承压外壳，在所述极板承压外壳的外壁设有电极安装位；安装在所述电极安装位中的纽扣电极，所述纽扣电极的外部设有绝缘套；设置在所述极板承压外壳的内部的极板承压内衬，所述极板承压内衬设有内部空腔；设置在所述内部空腔内的极板电路板；以及嵌入式安装在极板承压外壳内的极板承压底盖，所述极板承压底盖能够将所述极板电路板限定在所述内部空腔内；其中，所述极板承压外壳构造成包括外层壳体和与所述外层壳体过盈配合的内层壳体。
[0006]在一个实施例中，所述极板的耐高温极限超过200℃，承压极限超过172MPa。
[0007]在一个实施例中，所述电极安装位构造成多级圆锥台形槽体，所述纽扣电极构造成能够适配电极安装位的多阶梯圆锥台体形槽体，所述绝缘套包裹在所述纽扣电极的外表面上。
[0008]在一个实施例中，所述纽扣电极的每阶锥顶半角小于11.3
°
，优选设置为5
°
。
[0009]在一个实施例中，所述绝缘套采用无机硅水性树脂材料制成，所述绝缘套的绝缘电阻大于10MΩ。
[0010]在一个实施例中，所述极板承压底盖与所述电极安装位在径向上相对分布。
[0011]在一个实施例中，所述极板承压内衬采用热装配方式过盈安装到所述极板承压外壳的内部，极板主体抗压达180MPa以上。
[0012]在一个实施例中，所述外层壳体和所述内层壳体材料相同，均采用屈服强度＞1000Mpa的合金材料。
[0013]在一个实施例中，在所述极板承压外壳的上端连接有承压插头，所述承压插头双向承受压力大于180MPa。
[0014]在一个实施例中，所述承压插头与所述极板外壳之间密封连接。
[0015]与现有技术相比，本申请的优点之处在于：
[0016]根据本专利技术耐高温、高压微电阻率成像测井仪极板，其极板承压外壳采用外层壳体和内层壳体形成两层极板外壳结构，显著提高了极板承压外壳的抗压能力和强度。该极板能够在200℃、172MPa以上，保证承压内腔不发生渗漏，同时纽扣电极与极板承压外壳之间具有高绝缘性。由此，使得该极板能够满足微电阻率扫描成像测井仪极板的耐温和承压要求。
附图说明
[0017]下面将参照附图对本专利技术进行说明。
[0018]图1示意性地显示了根据本专利技术的耐高温、高压微电阻率成像测井仪极板的结构。
[0019]图2示意性地显示了根据本专利技术的耐高温、高压微电阻率成像测井仪极板中的纽扣电极的结构。
[0020]图3示意性地显示了纽扣电极的锥顶半角α的示意图。
[0021]图4示意性地显示了极板承压外壳过盈装配的结构示意图。
[0022]在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本专利技术的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
[0023]下面通过附图来对本专利技术进行介绍。
[0024]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“轴向”、“径向”、“上”、“下”、“左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0025]图1示意性地显示了根据本专利技术的耐高温、高压微电阻率成像测井仪极板100的结构。如图1所示，极板100包括极板承压外壳1、纽扣电极安装位2、极板承压内衬3、极板承压底盖4、极板电路板5、极板上接头6。极板承压内衬3设置在极板承压外壳1的内部，极板承压内衬3设有内部空腔。极板电路板5设置在内部空腔的内部，用于采集井下信息并进行数据处理。极板承压底盖4嵌入式安装在极板承压外壳1内，极板承压底盖4能够将极板电路板5限定在内部空腔内，同时能够对极板承压内衬3起到一定的限定作用。极板承压底盖4能够与极板承压外壳1共同承受压力，从而对内部零部件形成保护作用。在极板承压外壳1的外壁设有电极安装位2，纽扣电极8对应安装在电机安装位2中。在纽扣电极8的外部设有绝缘套7，从而保障在纽扣电极8与极板承压外壳1之间形成高绝缘性。
[0026]根据本专利技术，电极安装位2设置在极板承压外壳1的外壁上，电极安装位2可以沿轴向均匀间隔开设有多个。在图1所示实施例中，在极板承压外壳1的外壁上设有2个在轴向上间隔开分布的电极安装位2。电极安装位2构造成多级圆锥台形槽体，用于安装电极。
[0027]如图2所示，纽扣电极8构造成能够与电极安装位2适配的多级圆锥台体形。绝缘套
7包裹在纽扣电极8的圆锥形外表面上。多个纽扣电极8对应安装在相应的电极安装位2内，用于进行测井扫描。
[0028]以纽扣电极8为例，当井下压力P
液
作用在面积为S端的纽扣电极8的端面上，如图3所示，产生的作用力为F＝S
端
·
P
液
。由于耐高温、绝缘材料与钢的摩擦系数一般大于0.2，所以临界摩擦角arctan0.2≈11.3
°
。因此，纽扣电极8的锥顶半角α设置成小于11.3
°
，优选设置为5
°
。由此，使得纽扣电极8与绝缘套7、绝缘套7与极板安装位2安装孔壁能够形成自锁。其中，S
端
指纽扣电极8的端面(图3中的右端面)，P
液
指来自井里钻井液压强，F指作用在纽扣电极8的端面的力。
[0029]根据材料抗拉强度计算公式：
[0030]σ＝F
b
/S
o
[0031]其中，F
b
为锥面发生形变时所承受的最大力，S
o
为试样原始横截面积，σ为抗拉强度或者强度极限。
[0032]纽扣电极8的锥面所受力：
[0033本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温、高压微电阻率成像测井仪极板，包括：极板承压外壳(1)，在所述极板承压外壳的外壁设有电极安装位(2)；设置在所述极板承压外壳的内部的极板承压内衬(3)，所述极板承压内衬设有内部空腔；设置在所述内部空腔内的极板电路板(5)；嵌入式安装在极板承压外壳内的极板承压底盖(4)，所述极板承压底盖能够将所述极板电路板限定在所述内部空腔内；以及安装在所述电机安装位中的纽扣电极(8)，所述纽扣电极的外部设有绝缘套(7)；其中，所述极板承压外壳构造成包括外层壳体(9)和与所述外层壳体过盈配合的内层壳体(10)。2.根据权利要求1所述的耐高温、高压微电阻率成像测井仪极板，其特征在于，所述极板的耐高温极限超过200℃，承压极限超过172MPa。3.根据权利要求1所述的耐高温、高压微电阻率成像测井仪极板，其特征在于，所述电极安装位构造成多阶梯圆锥台形槽体，所述纽扣电极构造成能够适配电极安装位的多阶梯圆锥台体形槽体，所述绝缘套包裹在所述纽扣电极的外表面上。4.根据权利要求3所述的耐高温、高压微电阻率成像测井仪极板，其特征在于，所述纽扣电极的每阶锥顶半角小于1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，葛承河，于云华，刘春莹，任燕敏，柏强，
申请(专利权)人：中石化石油工程技术服务有限公司中石化经纬有限公司中石化经纬有限公司胜利测井公司，
类型：发明
国别省市：