CN102518424A - 一种流体电阻率和温度复合测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种结构简单、体积小、能承受高温高压、具有高可靠绝缘性能的电阻率和温度复合测量装置，一种流体电阻率和温度复合测量装置，包括：一承压体、一复合传感器、一安全防护插件，所述承压体包括上承压端盖、下承压端盖和承压外壳，所述上承压端盖和所述下承压端盖与所述承压外壳连接；所述复合传感器包括一组电阻率传感器、温度传感器和复合传感器主体，所述温度传感器在所述一组电阻率传感器之间，所述一组电阻率传感器和所述温度传感器与所述复合传感器带压密封连接；所述复合传感器和所述安全防护插件与所述承压体通过安装孔连接，所述安全防护插件与所述复合传感器连接。

Description

一种流体电阻率和温度复合测量装置
技术领域
本发明涉及一种流体电阻率和温度复合测量装置，特别还涉及一种在石油测井高温高压环境下的电阻率和温度复合测量装置。
背景技术
石油测井使用的电阻率和温度传感器是两种结构不同的传感器，其工作方式都是在传感器表面与流体接触时，感应获取所需要的信息。在石油工程测井中，以上两种传感器用途都十分广泛，一般是将两种传感器设计成一个组合仪器短节或组合传感器(一般他们的长度体积较大且结构复杂)，作业过程中，将其送入井下，传感器感应测量井下流体电阻率和温度参数。在与常规或成像电法仪器组合测井时，电阻率、温度参数是计算仪器测量参数的依据之一，在与模块化地层测试器组合测井时，可以根据流体电阻率判断其流体属性，进而判断地层属性。另外，可根据获取的流体温度参数，判断仪器系统是否处于井下安全工作环境。
由于石油井下恶劣环境对各种测量装置耐高温高压和电绝缘性能要求很高，不管是组合仪器短节还是组合传感器，为了满足上述要求，一般都难以设计得太小。为了提高测量精度，其功能、结构一般都设计得相对复杂，而体积大、结构复杂势必造成仪器系统井下适应性差和安全性低。
同时，由于组合仪器或组合传感器由于体积大、结构复杂、可靠性不高，因此，一种能承受高温高压、结构简单、体积小、具有高可靠绝缘性能的电阻率/温度复合测量装置为市场所需求。
发明内容
为解决现有技术中存在的组合仪器短节或组合传感器体积大，结构复杂、可靠性低的技术问题，本发明提供了一种结构简单、体积小、能承受高温高压、具有高可靠绝缘性能的电阻率和温度复合测量装置。
具体技术方案由如下步骤实现：
一种流体电阻率和温度复合测量装置，包括：一承压体、一复合传感器、一安全防护插件，所述承压体包括上承压端盖、下承压端盖和承压外壳，所述上承压端盖和所述下承压端盖与所述承压外壳连接；所述复合传感器包括一组电阻率传感器、温度传感器和复合传感器主体，所述温度传感器在所述一组电阻率传感器之间，所述一组电阻率传感器和所述温度传感器与所述复合传感器带压密封连接；所述复合传感器和所述安全防护插件与所述承压体通过安装孔连接，所述安全防护插件与所述复合传感器连接。
优选地，所述承压体上的所述安装孔圆周上分别设有导向槽，与所述安全防护插件与所述复合传感器上的导向键连接。
优选地，所述承压体的轴上有流体孔，所述承压流体孔与所述复合传感器上的流体孔对应连通。
优选地，所述上承压端盖、所述下承压端盖与所述承压外壳连接之间有密封元件。
优选地，所述复合传感器主体底部有一金属承压盘。
优选地，所述复合传感器或所述安全防护插件的环形密封槽内分别有一密封元件。
优选地，所述一组电阻率传感器和所述温度传感器的顶部与所述上承压端盖连接之间有一组绝缘片。
优选地，所述安全防护插件包括承压插件，所述复合传感器和所述安全防护插件之间由所述承压插件连接。
优选地，所述密封元件为密封圈。
优选地，所述承压体的所述承压外壳、所述复合传感器主体或所述安全防护插件的所述承压插件采用高强度金属材料制成。
本发明提供的一种电阻率/温度复合测量装置，经过175℃、140Mpa一小时高温高压试验，验证其耐高温高压性能稳定，可靠性高，同时，测量精度高于其他同类型传感器测量精度。另外其结构简单、体积小，由于采用新材料、新结构和加工精度高，绝缘性能稳定可靠。由于设有二次安全防护隔离插件和采用了接插件连接结构，使其井下电路得到可靠的安全保证，安装维护极其方便快捷，特别适用于FDT模块化地层测试系统。
附图说明
图1是本发明实施例提供一种石油测井电阻率/温度复合测量装置结构图。
图2是本发明实施例提供一种石油测井电阻率/温度复合测量装置结构剖视图。
1、承压外壳  2、复合传感器主体  3、密封元件
4、屏蔽电极  5、绝缘片  6、温度传感器  7、电阻率传感器电极
8、测量电极  10、回路电极  11、上承压端盖  13、下承压盖端  14、安全防护插件  15、密封圈  16、金属承压盘
a、流体孔  b、走线孔  d、腔体
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。
本发明提出一种用于高温高压环境的小型化电阻率/温度复合测量装置，如图1结构图所示，包括高温高压承压体、复合传感器、安全防护插件三部分。将复合传感器、安全防护插件、上承压端盖、下承压端盖按图所示分别装入高温高压承压体内，即组成完整电阻率/温度复合测量装置。
工作时，流体经承压外壳1上的流体孔a流过复合传感器表面时，电阻率传感器由电极7向流体发射电流，电极4为屏蔽电极，电极10为回路电极，此时会产生一个电场，电极8是测量电极，随机获取流体电位差，根据电位差即可求得流体电阻率。同时，温度传感器内的高精度线性热敏电阻感应探测流体温度，当流体温度变化时其电阻值也相应变化，测量其电阻值，即可求得温度参数。最后，将复合传感器获取的流体信息经线路送到井下处理电路，经过计算分析后再传送到地面，以达到本发明所要实现的目的。
所述承压外壳1上的流体孔a与复合传感器流体孔对应连通，供流体流入后流出。在复合传感器和安全防护插件安装位置的圆周上所设的导向槽，用于固定复合传感器和安全防护插件与承压外壳1之间的方位，且可防误插。走线孔b与腔体d为同一空间并与外电路空间连通，用于布设传输导线。所述上承压端盖11和下承压端盖13与承压外壳1之间均采用螺纹连接，以防止受到震动后松动脱落，上、下承压端盖11、13与承压外壳1之间由密封元件3密封。
所述复合传感器主体2外圆柱面上的导向键，用于与承压外壳1的方位固定且防误插。环形槽用于安装密封圈，密封圈将上部流体空间与下部空间隔离，以保证接插件绝缘安全。电阻率传感器电极组和温度传感器6与复合传感器主体2之间，采用锥形承压密封结构既可形成高温高压密封又能保证其承压强度。如上所述复合传感器主体2采用耐高温高压绝缘材料制成，因此，一组电极之间的绝缘强度不会由于温度、压力的变化而变化，并且，由于其主体加工精度高，能确保各电极之间的安装位置精度，因此，其绝缘性能稳定可靠。电极组和温度传感器6顶部分别设有一组绝缘片5，绝缘片5将电极组和温度传感器6与上承压端盖11之间绝缘隔离，以阻止传感器电极与高温高压承压体之间形成不应有的电流回路。所述温度传感器6复合安装在电阻率传感器电极4、7之间，最大限度利用了有限空间。复合传感器底部的金属承压盘16，用于增强复合传感器整体承压能力，此两处是本发明的关键。
所述安全防护插件14的密封承压结构，可以采用高温陶瓷烧结工艺，也可以采用其他密封承压结构或者粘接。外圆柱面上导向键用于与承压外壳1的方位固定且防误插。环形槽用于安装密封圈15，密封圈将上部空间与下部空间有效隔离，在复合传感器密封失效时，可以起到二次防护隔离的作用，确保外部电路不受损坏。复合传感器与安全防护插件之间采用接插件联接结构，使安装维护极其方便快捷。
本发明所述电阻率/温度复合测量装置由结构简单的四小部分构成，就可实现以往相对复杂的组合仪器或组合传感器才能实现的功能，并且复合传感器与二次防护插件之间采用接插件联接结构，使安装维护十分方便快捷。另外，复合传感器主体采用耐高温高压绝缘材料制成，由于加工制作精度高，电极之间安装定位精确，高温环境下长时间使用其绝缘可靠性十分突出，因此，特别适用于石油测井模块化集成测试系统中。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种流体电阻率和温度复合测量装置，其特征在于，包括：一承压体、一复合传感器、一安全防护插件，所述承压体包括上承压端盖、下承压端盖和承压外壳，所述上承压端盖和所述下承压端盖与所述承压外壳连接；所述复合传感器包括一组电阻率传感器、温度传感器和复合传感器主体，所述温度传感器在所述一组电阻率传感器之间，所述一组电阻率传感器和所述温度传感器与所述复合传感器带压密封连接；所述复合传感器和所述安全防护插件与所述承压体通过安装孔连接，所述安全防护插件与所述复合传感器连接。
2.根据权利要求1所述的复合测量装置，其特征在于，所述承压体上的所述安装孔圆周上分别设有导向槽，与所述安全防护插件与所述复合传感器上的导向键连接。
3.根据权利要求1所述的复合测量装置，其特征在于，所述承压体的轴上有流体孔，所述承压流体孔与所述复合传感器上的流体孔对应连通。
4.根据权利要求1所述的复合测量装置，其特征在于，所述上承压端盖、所述下承压端盖与所述承压外壳连接之间有密封元件。
5.根据权利要求1所述的复合测量装置，其特征在于，所述复合传感器主体底部有一金属承压盘。
6.根据权利要求1所述的复合测量装置，其特征在于，所述复合传感器或所述安全防护插件的环形密封槽内分别有一密封元件。
7.根据权利要求1所述的复合测量装置，其特征在于，所述一组电阻率传感器和所述温度传感器的顶部与所述上承压端盖连接之间有一组绝缘片。
8.根据权利要求1所述的复合测量装置，其特征在于，所述安全防护插件包括一承压插件，所述复合传感器和所述安全防护插件之间由所述承压插件连接。
9.根据权利要求4或6所述的复合测量装置，其特征在于，所述密封元件为密封圈。
10.根据权利要求1所述的复合测量装置，其特征在于，所述承压体的所述承压外壳、所述复合传感器主体或所述安全防护插件的所述承压插件采用高强度金属材料制成。
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