一種流體電阻率和溫度複合測量裝置的製作方法
2023-06-10 22:35:56 1
專利名稱：一種流體電阻率和溫度複合測量裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種流體電阻率和溫度複合測量裝置，特別還涉及一種在石油測井高溫高壓環境下的電阻率和溫度複合測量裝置。
背景技術：
石油測井使用的電阻率和溫度傳感器是兩種結構不同的傳感器，其工作方式都是在傳感器表面與流體接觸時，感應獲取所需要的信息。在石油工程測井中，以上兩種傳感器用途都十分廣泛，一般是將兩種傳感器設計成一個組合儀器短節或組合傳感器(一般他們的長度體積較大且結構複雜)，作業過程中，將其送入井下，傳感器感應測量井下流體電阻率和溫度參數。在與常規或成像電法儀器組合測井時，電阻率、溫度參數是計算儀器測量參數的依據之一，在與模塊化地層測試器組合測井時，可以根據流體電阻率判斷其流體屬性， 進而判斷地層屬性。另外，可根據獲取的流體溫度參數，判斷儀器系統是否處於井下安全工作環境。由於石油井下惡劣環境對各種測量裝置耐高溫高壓和電絕緣性能要求很高，不管是組合儀器短節還是組合傳感器，為了滿足上述要求，一般都難以設計得太小。為了提高測量精度，其功能、結構一般都設計得相對複雜，而體積大、結構複雜勢必造成儀器系統井下適應性差和安全性低。同時，由於組合儀器或組合傳感器由於體積大、結構複雜、可靠性不高，因此，一種能承受高溫高壓、結構簡單、體積小、具有高可靠絕緣性能的電阻率/溫度複合測量裝置為市場所需求。
發明內容
為解決現有技術中存在的組合儀器短節或組合傳感器體積大，結構複雜、可靠性低的技術問題，本發明提供了一種結構簡單、體積小、能承受高溫高壓、具有高可靠絕緣性能的電阻率和溫度複合測量裝置。具體技術方案由如下步驟實現—種流體電阻率和溫度複合測量裝置，包括一承壓體、一複合傳感器、一安全防護插件，所述承壓體包括上承壓端蓋、下承壓端蓋和承壓外殼，所述上承壓端蓋和所述下承壓端蓋與所述承壓外殼連接；所述複合傳感器包括一組電阻率傳感器、溫度傳感器和複合傳感器主體，所述溫度傳感器在所述一組電阻率傳感器之間，所述一組電阻率傳感器和所述溫度傳感器與所述複合傳感器帶壓密封連接；所述複合傳感器和所述安全防護插件與所述承壓體通過安裝孔連接，所述安全防護插件與所述複合傳感器連接。優選地，所述承壓體上的所述安裝孔圓周上分別設有導向槽，與所述安全防護插件與所述複合傳感器上的導向鍵連接。優選地，所述承壓體的軸上有流體孔，所述承壓流體孔與所述複合傳感器上的流體孔對應連通。
優選地，所述上承壓端蓋、所述下承壓端蓋與所述承壓外殼連接之間有密封元件。
優選地，所述複合傳感器主體底部有一金屬承壓盤。優選地，所述複合傳感器或所述安全防護插件的環形密封槽內分別有一密封元件。優選地，所述一組電阻率傳感器和所述溫度傳感器的頂部與所述上承壓端蓋連接之間有一組絕緣片。優選地，所述安全防護插件包括承壓插件，所述複合傳感器和所述安全防護插件之間由所述承壓插件連接。優選地，所述密封元件為密封圈。優選地，所述承壓體的所述承壓外殼、所述複合傳感器主體或所述安全防護插件的所述承壓插件採用高強度金屬材料製成。本發明提供的一種電阻率/溫度複合測量裝置，經過175°C、140Mpa—小時高溫高壓試驗，驗證其耐高溫高壓性能穩定，可靠性高，同時，測量精度高於其他同類型傳感器測量精度。另外其結構簡單、體積小，由於採用新材料、新結構和加工精度高，絕緣性能穩定可靠。由於設有二次安全防護隔離插件和採用了接插件連接結構，使其井下電路得到可靠的安全保證，安裝維護極其方便快捷，特別適用於FDT模塊化地層測試系統。
圖1是本發明實施例提供一種石油測井電阻率/溫度複合測量裝置結構圖。圖2是本發明實施例提供一種石油測井電阻率/溫度複合測量裝置結構剖視圖。1、承壓外殼2、複合傳感器主體3、密封元件4、屏蔽電極5、絕緣片6、溫度傳感器7、電阻率傳感器電極8、測量電極 10、迴路電極 11、上承壓端蓋 13、下承壓蓋端 14、安全防護插件15、密封圈16、金屬承壓盤a、流體孔b、走線孔d、腔體
具體實施例方式下面結合具體實施方式
對本發明進行進一步的詳細描述，給出的實施例僅為了闡明本發明，而不是為了限制本發明的範圍。本發明提出一種用於高溫高壓環境的小型化電阻率/溫度複合測量裝置，如圖1 結構圖所示，包括高溫高壓承壓體、複合傳感器、安全防護插件三部分。將複合傳感器、安全防護插件、上承壓端蓋、下承壓端蓋按圖所示分別裝入高溫高壓承壓體內，即組成完整電阻
率/溫度複合測量裝置。工作時，流體經承壓外殼1上的流體孔a流過複合傳感器表面時，電阻率傳感器由電極7向流體發射電流，電極4為屏蔽電極，電極10為迴路電極，此時會產生一個電場，電極8是測量電極，隨機獲取流體電位差，根據電位差即可求得流體電阻率。同時，溫度傳感器內的高精度線性熱敏電阻感應探測流體溫度，當流體溫度變化時其電阻值也相應變化， 測量其電阻值，即可求得溫度參數。最後，將複合傳感器獲取的流體信息經線路送到井下處理電路，經過計算分析後再傳送到地面，以達到本發明所要實現的目的。
所述承壓外殼1上的流體孔a與複合傳感器流體孔對應連通，供流體流入後流出。 在複合傳感器和安全防護插件安裝位置的圓周上所設的導向槽，用於固定複合傳感器和安全防護插件與承壓外殼1之間的方位，且可防誤插。走線孔b與腔體d為同一空間並與外電路空間連通，用於布設傳輸導線。所述上承壓端蓋11和下承壓端蓋13與承壓外殼1之間均採用螺紋連接，以防止受到震動後鬆動脫落，上、下承壓端蓋11、13與承壓外殼1之間由密封元件3密封。所述複合傳感器主體2外圓柱面上的導向鍵，用於與承壓外殼1的方位固定且防誤插。環形槽用於安裝密封圈，密封圈將上部流體空間與下部空間隔離，以保證接插件絕緣安全。電阻率傳感器電極組和溫度傳感器6與複合傳感器主體2之間，採用錐形承壓密封結構既可形成高溫高壓密封又能保證其承壓強度。如上所述複合傳感器主體2採用耐高溫高壓絕緣材料製成，因此，一組電極之間的絕緣強度不會由於溫度、壓力的變化而變化，並且，由於其主體加工精度高，能確保各電極之間的安裝位置精度，因此，其絕緣性能穩定可靠。電極組和溫度傳感器6頂部分別設有一組絕緣片5，絕緣片5將電極組和溫度傳感器 6與上承壓端蓋11之間絕緣隔離，以阻止傳感器電極與高溫高壓承壓體之間形成不應有的電流迴路。所述溫度傳感器6複合安裝在電阻率傳感器電極4、7之間，最大限度利用了有限空間。複合傳感器底部的金屬承壓盤16，用於增強複合傳感器整體承壓能力，此兩處是本發明的關鍵。所述安全防護插件14的密封承壓結構，可以採用高溫陶瓷燒結工藝，也可以採用其他密封承壓結構或者粘接。外圓柱面上導向鍵用於與承壓外殼1的方位固定且防誤插。 環形槽用於安裝密封圈15，密封圈將上部空間與下部空間有效隔離，在複合傳感器密封失效時，可以起到二次防護隔離的作用，確保外部電路不受損壞。複合傳感器與安全防護插件之間採用接插件聯接結構，使安裝維護極其方便快捷。本發明所述電阻率/溫度複合測量裝置由結構簡單的四小部分構成，就可實現以往相對複雜的組合儀器或組合傳感器才能實現的功能，並且複合傳感器與二次防護插件之間採用接插件聯接結構，使安裝維護十分方便快捷。另外，複合傳感器主體採用耐高溫高壓絕緣材料製成，由於加工製作精度高，電極之間安裝定位精確，高溫環境下長時間使用其絕緣可靠性十分突出，因此，特別適用於石油測井模塊化集成測試系統中。以上所述僅是本發明的較佳實施例，故凡依本發明專利申請範圍所述的構造、特徵及原理所做的等效變化或修飾，均包括於本發明專利申請範圍內。
權利要求
1.一種流體電阻率和溫度複合測量裝置，其特徵在於，包括一承壓體、一複合傳感器、一安全防護插件，所述承壓體包括上承壓端蓋、下承壓端蓋和承壓外殼，所述上承壓端蓋和所述下承壓端蓋與所述承壓外殼連接；所述複合傳感器包括一組電阻率傳感器、溫度傳感器和複合傳感器主體，所述溫度傳感器在所述一組電阻率傳感器之間，所述一組電阻率傳感器和所述溫度傳感器與所述複合傳感器帶壓密封連接；所述複合傳感器和所述安全防護插件與所述承壓體通過安裝孔連接，所述安全防護插件與所述複合傳感器連接。
2.根據權利要求1所述的複合測量裝置，其特徵在於，所述承壓體上的所述安裝孔圓周上分別設有導向槽，與所述安全防護插件與所述複合傳感器上的導向鍵連接。
3.根據權利要求1所述的複合測量裝置，其特徵在於，所述承壓體的軸上有流體孔，所述承壓流體孔與所述複合傳感器上的流體孔對應連通。
4.根據權利要求1所述的複合測量裝置，其特徵在於，所述上承壓端蓋、所述下承壓端蓋與所述承壓外殼連接之間有密封元件。
5.根據權利要求1所述的複合測量裝置，其特徵在於，所述複合傳感器主體底部有一金屬承壓盤。
6.根據權利要求1所述的複合測量裝置，其特徵在於，所述複合傳感器或所述安全防護插件的環形密封槽內分別有一密封元件。
7.根據權利要求1所述的複合測量裝置，其特徵在於，所述一組電阻率傳感器和所述溫度傳感器的頂部與所述上承壓端蓋連接之間有一組絕緣片。
8.根據權利要求1所述的複合測量裝置，其特徵在於，所述安全防護插件包括一承壓插件，所述複合傳感器和所述安全防護插件之間由所述承壓插件連接。
9.根據權利要求4或6所述的複合測量裝置，其特徵在於，所述密封元件為密封圈。
10.根據權利要求1所述的複合測量裝置，其特徵在於，所述承壓體的所述承壓外殼、 所述複合傳感器主體或所述安全防護插件的所述承壓插件採用高強度金屬材料製成。
全文摘要
本發明提供了一種結構簡單、體積小、能承受高溫高壓、具有高可靠絕緣性能的電阻率和溫度複合測量裝置，一種流體電阻率和溫度複合測量裝置，包括一承壓體、一複合傳感器、一安全防護插件，所述承壓體包括上承壓端蓋、下承壓端蓋和承壓外殼，所述上承壓端蓋和所述下承壓端蓋與所述承壓外殼連接；所述複合傳感器包括一組電阻率傳感器、溫度傳感器和複合傳感器主體，所述溫度傳感器在所述一組電阻率傳感器之間，所述一組電阻率傳感器和所述溫度傳感器與所述複合傳感器帶壓密封連接；所述複合傳感器和所述安全防護插件與所述承壓體通過安裝孔連接，所述安全防護插件與所述複合傳感器連接。
文檔編號E21B49/08GK102518424SQ201110448258
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者劉天耀, 杜瑞芳, 郭斌, 陳寶 申請人:中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團測井有限公司