CN109254212A - 测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置及实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置及实验方法，该装置包括：双油区高温高压仓，包括呈上下滑动封隔设置的实验仓和液压仓，实验仓用于容置测井仪器电子元件或组件且填充绝缘导热油，液压仓用于容置液压油，双油区高温高压仓内设置能加热升温实验仓的加热元件；液压系统，与液压仓密封连通，液压系统能通过向液压仓注油和回油调节实验仓的压力，液压系统能通过液压油循环冷却实验仓；温度压力控制部，包括数据采集单元和控制单元；上位机，与温度压力控制部电连接。该装置及实验方法可以实现测井仪器电子元件或组件特性筛选和测试过程中温度和压力的单因素和双因素控制，满足测井仪器电子元件或组件的高温和高压联合测试需求。

Description

测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置及实验方法

技术领域

本发明涉及应用地球物理技术领域，尤其涉及一种测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置及实验方法。

背景技术

具有多维探测功能的测井仪器的探测器均为阵列化结构，这使测井仪器的传感器及其配套电子系统规模大幅增加。同时，深井和超深井均为小井径，这又严格限制了测井仪器的外径。将部分元件与传感器紧密耦合，同时工作在高温高压环境中，实现测井仪器阵列化探测器的高度集成化，才能够满足井下小尺寸和高可靠性的要求。这就需要对测井仪器电子元件及小体积探测器组件进行高温高压特性筛选和测试，从而保证高温高压环境下测井仪器工作的可靠性。现有的地面测试系统仅能够满足石油测井仪器电子元件或小体积组件高温测试的要求，而不能实现温度和压力梯度均可控的高温和高压联合测试需求。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置及实验方法，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置及实验方法，克服现有技术中存在的装置不能满足温度和压力梯度均可控的高温和高压联合测试需求的问题，该装置及实验方法可以实现测井仪器电子元件或组件特性筛选和测试过程中温度和压力的单因素和双因素控制，满足测井仪器电子元件或组件的高温和高压联合测试需求，最终保证高温高压环境下测井仪器工作的可靠性。

本发明的目的是这样实现的，一种测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置，包括，

双油区高温高压仓，包括呈上下滑动封隔设置的实验仓和液压仓，所述实验仓用于容置测井仪器电子元件或组件且填充绝缘导热油，所述液压仓用于容置液压油；所述双油区高温高压仓内设置能加热升温所述实验仓的加热元件；

液压系统，与所述液压仓密封连通，所述液压系统能通过向所述液压仓注油和回油调节所述实验仓的压力，所述液压系统能通过液压油循环冷却所述实验仓；

温度压力控制部，包括数据采集单元和控制单元，所述数据采集单元用于采集双油区高温高压仓温度和压力，所述控制单元用于控制所述加热元件和所述液压系统的工作状态；

上位机，与所述温度压力控制部电连接，用于向所述温度压力控制部发送实验的温度压力调整指令和目标值，所述上位机能读取、显示且存储温度和压力数值。

在本发明的一较佳实施方式中，所述双油区高温高压仓包括能密封的高压仓筒，所述高压仓筒内设置能沿轴向滑动且能将所述高压仓筒的内部空间上下封隔的油仓隔板，所述高压仓筒位于所述油仓隔板上方的空间形成所述实验仓，所述高压仓筒位于所述油仓隔板下方的空间形成所述液压仓；所述油仓隔板的底面设置所述加热元件。

在本发明的一较佳实施方式中，所述高压仓筒的顶部设置能感应测量所述实验仓内温度的第一温度传感器，所述高压仓筒的顶部还设置能感应测量所述实验仓内压力的第一压力传感器；所述高压仓筒的底部设置能感应测量所述液压仓内温度的第二温度传感器，所述高压仓筒的底部还设置能感应测量所述液压仓内压力的第二压力传感器；所述第一温度传感器、所述第一压力传感器、所述第二温度传感器和所述第二压力传感器均与所述数据采集单元电连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述高压仓筒的顶部密封设置能拆卸的上盖，所述上盖上密封穿设所述第一压力传感器，所述第一压力传感器通过线缆与所述数据采集单元电连接；所述上盖上穿设第一承压插针，所述第一温度传感器位于所述实验仓的顶部且能通过所述第一承压插针与数据采集单元电连接，测井仪器电子元件或组件能通过所述第一承压插针与高压仓筒外的测控电路电连接；

所述高压仓筒的底部密封设置能拆卸的下盖，所述下盖上密封穿设所述第二压力传感器，所述第二压力传感器通过线缆与所述数据采集单元电连接；所述下盖上穿设第二承压插针，所述第二温度传感器位于所述液压仓的底部且所述第二温度传感器通过所述第二承压插针与数据采集单元电连接，所述加热元件能通过所述第二承压插针与控制单元电连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述上盖上自上而下扣设能压紧密封上盖和高压仓筒的连接部的上紧固盖，所述上紧固盖的中心处设置贯通的上透孔；所述下盖上自下而上扣设能压紧密封下盖和高压仓筒的连接部的下紧固盖，所述下紧固盖的中心处设置贯通的下透孔。

在本发明的一较佳实施方式中，所述高压仓筒内同轴套设呈水平设置的限位板，所述限位板设置于所述油仓隔板的行程顶端，所述限位板上设置贯通的过液孔，所述过液孔的直径尺寸小于所述油仓隔板的直径尺寸。

在本发明的一较佳实施方式中，所述高压仓筒的底部设置能拆卸的下盖，所述下盖上设置套设于所述高压仓筒内的下盖延伸筒，所述下盖延伸筒的外壁与所述高压仓筒的内壁呈间隙设置，所述油仓隔板的侧壁与所述下盖延伸筒的内壁密封滑动抵靠，所述限位板设置于所述下盖延伸筒的顶端。

在本发明的一较佳实施方式中，所述高压仓筒的底部设置进油液压接口和出油液压接口，所述液压系统包括液压油缸，所述液压油缸能通过液压泵与所述进油液压接口连通，所述液压泵与所述进油液压接口之间串接第一冷却器；所述出油液压接口能通过第二冷却器与所述液压泵连通；所述出油液压接口能与所述液压油缸连通设置；所述液压油缸、所述液压泵均与所述控制单元电连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述液压油缸上连接流量计，所述流量计与呈并联设置的第一支路和第二支路连通，所述第一支路上串接能调整开度的节流阀，所述节流阀上的一接口与所述流量计连通，所述节流阀上的另一接口与所述液压泵的入口连通；所述第二支路上串接第一电磁液压阀，所述第一电磁液压阀上的一接口与所述流量计连通，所述第一电磁液压阀上的另一接口与所述液压泵的出口连通；所述液压泵与所述第一冷却器之间串接第二电磁液压阀，所述第二电磁液压阀上的一接口与所述液压泵的出口连通，所述第二电磁液压阀上的另一接口与所述第一冷却器连通；所述第二冷却器与所述液压泵之间串接第三电磁液压阀，所述第三电磁液压阀上的一接口能与所述液压泵的入口连通，所述第三电磁液压阀上的一接口还能与所述节流阀上的另一接口连通；所述节流阀、所述第一电磁液压阀、所述第二电磁液压阀和所述第三电磁液压阀均与所述控制单元电连接；所述流量计与所述数据采集单元电连接；

节流阀的开度调至最大、第一电磁液压阀关闭、第二电磁液压阀打开且第三电磁液压阀关闭，液压系统呈注油模式；节流阀的开度调至最大、第一电磁液压阀关闭、第二电磁液压阀关闭且第三电磁液压阀打开，液压系统呈压力平衡模式；节流阀的开度调至最大、第一电磁液压阀关闭、第二电磁液压阀打开且第三电磁液压阀打开，液压系统呈平衡冷却循环模式；节流阀的开度调至压力泄放要求开度、第一电磁液压阀关闭、第二电磁液压阀关闭且第三电磁液压阀打开，液压系统呈泄压模式；节流阀的开度调至压力泄放要求开度、第一电磁液压阀关闭、第二电磁液压阀打开且第三电磁液压阀打开，液压系统呈泄压冷却循环模式；节流阀关闭、第一电磁液压阀打开、第二电磁液压阀关闭且第三电磁液压阀打开，液压系统呈回油模式；节流阀关闭、第一电磁液压阀关闭、第二电磁液压阀关闭且第三电磁液压阀关闭，液压系统呈停止模式。

本发明的目的还可以这样实现，一种使用前述的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置的实验方法，上位机向温度压力控制部发送实验要求的温度和压力的目标值，控制单元控制液压系统使实验仓达到目标压力，控制单元控制加热元件使实验仓达到目标温度，保持温度和压力恒定，对测井仪器电子元件或组件进行特性筛选和测试，数据采集单元采集实验过程双油区高温高压仓内温度和压力，实验结束后，上位机向温度压力控制部发送温度和压力调整指令，控制单元控制液压系统使实验仓的压力和温度达到要求数值，完成实验。

在本发明的一较佳实施方式中，前述的实验方法，包括以下步骤，

步骤a、上位机向温度压力控制部发送升温指令及实验要求的温度目标值；

步骤b、控制单元控制液压系统为注油模式，启动液压泵，推动油仓隔板上移到行程顶端，液压泵停止转动，控制单元控制液压系统调整为压力平衡模式；将测井仪器电子元件或组件放置于实验仓内，将实验仓内充满绝缘导热油，密封双油区高温高压仓；

步骤c、控制单元控制加热元件加热实验仓，实验仓升温达到实验要求的温度目标值，在升温过程中，实验仓内绝缘导热油膨胀，推动油仓隔板向下移动，液压仓内部分液压油回油至液压油缸内；

步骤d、保持温度恒定，对测井仪器电子元件或组件进行特性筛选和测试；

步骤e、上位机向温度压力控制部发送降温指令；控制单元控制加热元件停止加热；

步骤f、控制单元控制液压系统为平衡冷却循环模式，控制单元控制调节液压泵的转速，液压仓内的液压油循环冷却，降低实验仓的温度；

步骤g、实验仓降温结束后，控制单元控制液压系统为回油模式，启动液压泵，液压仓内的液压油回流至液压油缸内，油仓隔板下移到行程底端，完成测井仪器电子元件或组件的高温实验。

在本发明的一较佳实施方式中，前述的实验方法，包括以下步骤，

步骤a、上位机向温度压力控制部发送升压指令及实验要求的压力目标值；

步骤b、油仓隔板处于行程底端，将测井仪器电子元件或组件放置于实验仓内，将实验仓内充满绝缘导热油，密封双油区高温高压仓；

步骤c、控制单元控制液压系统转为注油模式，启动液压泵，控制单元调整液压泵的转速，实验仓内压力按设定速度升高；压力上升到实验要求的压力目标值，控制单元控制液压泵停止转动；

步骤d、保持压力恒定，对测井仪器电子元件或组件进行特性筛选和测试；

步骤e、上位机向温度压力控制部发送降压指令；

步骤f、控制单元控制液压系统为泄压模式，控制单元控制实验仓压力按设定速度下降；

步骤g、实验仓降压结束后，油仓隔板下移到行程底端，完成测井仪器电子元件或组件的高压实验。

在本发明的一较佳实施方式中，前述的实验方法，包括以下步骤，

步骤a、上位机向温度压力控制部发送升压指令、升温指令及实验要求的压力目标值和温度目标值；

步骤b、油仓隔板处于行程底端，控制单元控制液压系统为注油模式，启动液压泵，推动油仓隔板上移到行程的三分之一处，液压泵停止转动；将测井仪器电子元件或组件放置于实验仓内，将实验仓内充满绝缘导热油，密封双油区高温高压仓；

步骤c、控制单元控制加热元件加热实验仓，实验仓升温达到实验要求的温度目标值；控制单元控制液压系统为注油模式；在升温过程中，实验仓内绝缘导热油膨胀而使仓内压力增加，控制单元根据实验仓内的压力和温度调整液压泵的转速，实验仓内压力升高达到实验要求的压力目标值；

步骤d、保持温度和压力恒定，控制单元控制液压系统为停止模式，对测井仪器电子元件或组件进行特性筛选和测试；

步骤e、上位机向温度压力控制部发送降温降压指令；

步骤f、控制单元控制加热元件停止加热；控制单元控制液压系统为泄压冷却循环模式，启动液压泵，实时调整节流阀的开度，实验仓的温度和压力下降；

步骤g、实验仓降温降压结束后，控制单元控制液压系统为回油模式，油仓隔板下移到行程底端，完成测井仪器电子元件或组件的高温高压实验。

由上所述，本发明提供的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置及实验方法具有如下有益效果：

本发明的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置及实验方法中，上位机和温度压力控制部协同控制实现双油区高温高压仓的实验仓内梯度可控的温度和压力的单因素或双因素控制，既可以用于测井仪器电子元件或组件的温度或压力单因素影响特性测试，也可以用于测井仪器电子元件或组件的温度和压力双因素影响特性测试，满足测井仪器电子元件或组件的高温和高压联合测试需求，最终保证高温高压环境下测井仪器工作的可靠性；本发明的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置中，双油区高温高压仓分为上下两个空间可调的实验仓和液压仓，实验仓的容积可以调整，能够适应多种规格的测井仪器电子元件或组件的测试，适用性广。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置的示意图。

图2：为本发明的双油区高温高压仓的示意图。

图中：

100、测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置；1、双油区高温高压仓；2、温度压力控制部；3、上位机；4、液压油缸；5、流量计；6、节流阀；7、液压泵；8、第三电磁液压阀；9、第二电磁液压阀；10、第二冷却器；11、第一冷却器；12、第一电磁液压阀；13、实验仓；14、液压仓；15、上紧固盖；16、上盖；17、高压仓筒；18、限位板；19、油仓隔板；20、下盖；21、下紧固盖；22、第一压力传感器；23、第一承压插针；24、第一温度传感器；25、电加热丝；26、第二温度传感器；27、出油液压接口；28、进油液压接口；29、第二压力传感器；30、第二承压插针。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示，本发明提供一种测井仪器电子元件或组件(该组件包括小体积探测器组件)的高温高压实验装置100，该装置内的温度可以达到180℃，压力可以达到140MPa，该装置包括，

双油区高温高压仓1，包括呈上下滑动封隔设置的实验仓13和液压仓14，实验仓13用于容置测井仪器电子元件或组件且填充绝缘导热油，绝缘导热油为硅油或变压器油等非腐蚀性绝缘介质，实验仓13内液体处于密封状态，保证其高温高压下不变性。

液压仓14用于容置液压油；双油区高温高压仓1内设置能加热升温实验仓的加热元件；

液压系统，与液压仓14密封连通，液压系统能通过向液压仓14注油和回油调节实验仓的压力，液压系统能通过液压油循环冷却实验仓13；

温度压力控制部2，包括数据采集单元和控制单元，数据采集单元用于采集双油区高温高压仓1的温度和压力，控制单元用于控制加热元件和液压系统的工作状态；

上位机3，与温度压力控制部2电连接，用于向温度压力控制部2发送实验的温度压力调整指令和目标值，上位机3能读取、显示且存储温度和压力数值。

本发明的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置中，上位机和温度压力控制部协同控制实现双油区高温高压仓的实验仓内梯度可控的温度和压力的单因素或双因素控制，既可以用于测井仪器电子元件或组件的温度或压力单因素影响特性测试，也可以用于测井仪器电子元件或组件的温度和压力双因素影响特性测试，满足测井仪器电子元件或组件的高温和高压联合测试需求，最终保证高温高压环境下测井仪器工作的可靠性；本发明的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置中，双油区高温高压仓分为上下两个空间可调的实验仓和液压仓，实验仓的容积可以调整，能够适应多种规格的测井仪器电子元件或组件的测试，适用性广。

进一步，如图2所示，双油区高温高压仓1包括能密封的高压仓筒17，高压仓筒17内设置能沿轴向滑动且能将高压仓筒17的内部空间上下封隔的油仓隔板19，高压仓筒17位于油仓隔板19上方的空间形成实验仓13，高压仓筒17位于油仓隔板19下方的空间形成液压仓14。油仓隔板19可以上下移动，保持实验仓13和液压仓14压力平衡，当液压系统向液压仓14内注油时，油仓隔板19向上移动，使实验仓13压力增加，当液压仓14液压油泄放时，油仓隔板19向下移动，实验仓13压力减小。

油仓隔板19的底面设置加热元件。在本实施方式中，加热元件为电加热丝25，油仓隔板19的底面设置放置槽，电加热丝25固定于放置槽内，在本发明的一具体实施例中，电加热丝25双线并绕，有效减少对外的电磁干扰。电加热丝25位于油仓隔板19下面的液压仓14内，有效屏蔽了加热电路的电磁干扰，保证了实验仓13内的静噪。

进一步，如图2所示，高压仓筒17的顶部设置能感应测量实验仓13内温度的第一温度传感器24，高压仓筒17的顶部还设置能感应测量实验仓13内压力的第一压力传感器22；高压仓筒17的底部设置能感应测量液压仓14内温度的第二温度传感器26，高压仓筒17的底部还设置能感应测量液压仓14内压力的第二压力传感器29；第一温度传感器24、第一压力传感器22、第二温度传感器26和第二压力传感器29均与数据采集单元电连接。

进一步，如图2所示，高压仓筒17的顶部密封设置能拆卸的上盖16，在本发明一具体实施例中，上盖16和高压仓筒17的内壁之间通过多道密封圈密封；上盖16上密封穿设第一压力传感器22，第一压力传感器22通过线缆与数据采集单元电连接；上盖16上穿设第一承压插针23，第一温度传感器24位于实验仓13的顶部且能通过第一承压插针23与数据采集单元电连接，测井仪器电子元件或组件能通过第一承压插针23与高压仓筒17外的测控电路电连接；在本发明一具体实施例中，上盖16上设置上盖透孔，第一压力传感器22能密封穿设于上盖透孔内，在装置组装过程中，高压仓筒17上最后安装第一压力传感器22，以便通过上盖透孔排出实验仓内的空气。

高压仓筒17的底部密封设置能拆卸的下盖20，在本发明一具体实施例中，下盖20和高压仓筒17的内壁之间通过多道密封圈密封；下盖20上密封穿设第二压力传感器29，第二压力传感器29通过线缆与数据采集单元电连接；下盖20上穿设第二承压插针30，第二温度传感器26位于液压仓14的底部且第二温度传感器26通过第二承压插针30与数据采集单元电连接，加热元件能通过第二承压插针30与控制单元电连接。

如图2所示，在本实施方式中，上盖16上自上而下扣设能压紧密封上盖16和高压仓筒17的连接部的上紧固盖15，上紧固盖15的中心处设置贯通的上透孔，上盖16与上透孔相对位置设置第一压力传感器22、第一承压插针23和第一温度传感器24；下盖20上自下而上扣设能压紧密封下盖20和高压仓筒17的连接部的下紧固盖21，下紧固盖21的中心处设置贯通的下透孔，下盖20与下透孔相对的位置设置第二温度传感器26、第二压力传感器29、第二承压插针30。在本发明的一具体实施例中，上紧固盖15通过螺纹密封连接于上盖16和高压仓筒17的连接部，下紧固盖21通过螺纹密封连接于下盖20和高压仓筒17的连接部。

进一步，如图2所示，高压仓筒17内同轴套设呈水平设置的限位板18，限位板18设置于油仓隔板19的行程顶端，限位板18上设置贯通的过液孔，过液孔的直径尺寸小于油仓隔板19的直径尺寸。限位板18能自顶端限位油仓隔板19。

进一步，如图2所示，高压仓筒17的底部密封设置能拆卸的下盖20，下盖20上设置套设于高压仓筒17内的下盖延伸筒，下盖延伸筒的外壁与高压仓筒17的内壁呈间隙设置，油仓隔板19的侧壁与下盖延伸筒的内壁密封滑动抵靠，限位板18设置于下盖延伸筒的顶端。下盖延伸筒的内腔构成油仓隔板19的行程腔，油仓隔板19的侧壁与下盖延伸筒的内腔侧壁之间通过多道密封圈密封。

进一步，如图1和图2所示，高压仓筒17的底部设置进油液压接口28和出油液压接口27，液压系统包括液压油缸4(为保证装置组装时实验仓13内液体不会流出，液压油缸4的放置位置高于双油区高温高压仓1)，液压油缸4能通过液压泵7与进油液压接口28连通，液压泵7与进油液压接口28之间串接第一冷却器11；出油液压接口27能通过第二冷却器10与液压泵7连通；出油液压接口27能与液压油缸4连通设置；液压油缸4、液压泵7均与控制单元电连接。在本实施方式中，液压泵7为单向液压泵，其由伺服电机(现有技术)经减速后驱动，流量可以通过控制伺服电机的转速来调节。液压油缸4内为耐高温抗磨液压油，其上端有溢油孔，使液压油缸4与外部联通，保持常压。第一冷却器11和第二冷却器10用于冷却与液压仓14连接的管线及其内部的液压油，保证液压系统工作在常温状态下。

进一步，如图1所示，液压油缸4上连接流量计5，流量计5与呈并联设置的第一支路和第二支路连通，第一支路上串接能调整开度的节流阀6，节流阀6上的一接口与流量计5连通，节流阀6上的另一接口与液压泵7的入口连通；第二支路上串接第一电磁液压阀12，第一电磁液压阀12上的一接口与流量计5连通，第一电磁液压阀12上的另一接口与液压泵7的出口连通；液压泵7与第一冷却器11之间串接第二电磁液压阀9，第二电磁液压阀9上的一接口与液压泵7的出口连通，第二电磁液压阀9上的另一接口与第一冷却器11连通；第二冷却器10与液压泵7之间串接第三电磁液压阀8，第三电磁液压阀8上的一接口能与液压泵7的入口连通，第三电磁液压阀8上的一接口还能与节流阀6上的另一接口连通；节流阀6、第一电磁液压阀12、第二电磁液压阀9和第三电磁液压阀8均与控制单元电连接；流量计5与数据采集单元电连接；

通过调整节流阀和各电磁液压阀的开闭，液压系统可以有七种液压油流动模式，分别包括注油模式、压力平衡模式、平衡冷却循环模式、泄压模式、泄压冷却循环模式、回油模式和停止模式，具体如下：

节流阀6的开度调至最大、第一电磁液压阀12关闭、第二电磁液压阀9打开且第三电磁液压阀8关闭，液压系统呈注油模式，此时，液压泵7转动，会将液压油缸4内的液压油注入到双油区高温高压仓1的液压仓14内，注油速度由液压泵7的驱动伺服电机(现有技术)决定；

节流阀6的开度调至最大、第一电磁液压阀12关闭、第二电磁液压阀9关闭且第三电磁液压阀8打开，液压系统呈压力平衡模式；此时，液压泵7停转，双油区高温高压仓1与液压油缸4连通，保持二者压力平衡；

节流阀6设置到最大开度、第一电磁液压阀12关闭、第二电磁液压阀9打开且第三电磁液压阀8打开，液压系统呈平衡冷却循环模式；此时，液压泵7转动，液压仓14内的液压油经第二冷却器10、液压泵7和第一冷却器11被注回到液压仓14，经过第二冷却器10和第一冷却器11的冷却作用，液压油被冷却；同时，双油区高温高压仓1的液压仓14与液压油缸4连通，冷却双油区过程中高温高压仓1内的液压油体积缩小，液压油缸4内的液压油部分流入液压仓14内；

节流阀6的开度调至压力泄放要求开度、第一电磁液压阀12关闭、第二电磁液压阀9关闭且第三电磁液压阀8打开，液压系统呈泄压模式；液压仓14内的液压油经第二冷却器10、第三电磁液压阀8和节流阀6泄放回液压油缸4，实现双油区高温高压仓1的泄压；

节流阀6的开度调至压力泄放要求开度、第一电磁液压阀12关闭、第二电磁液压阀9打开且第三电磁液压阀8打开，液压系统呈泄压冷却循环模式；此时，液压泵7转动，液压仓14内的液压油经第二冷却器10、第三电磁液压阀8、液压泵7和第一冷却器11回流到液压仓14内，少部分液压油经节流阀6回流到液压油缸4内，实现液压仓14的液压油的冷却循环和泄压；

节流阀6关闭、第一电磁液压阀12打开、第二电磁液压阀9关闭且第三电磁液压阀8打开，液压系统呈回油模式；此时，液压泵7转动，液压仓14内的液压油经第二冷却器10、第三电磁液压阀8、液压泵7和第一电磁液压阀12回流到液压油缸4内；

节流阀6关闭、第一电磁液压阀12关闭、第二电磁液压阀9关闭且第三电磁液压阀8关闭，液压系统呈停止模式。

进一步，上位机3为通用计算机，运行基于Windows操作系统的温度压力控制软件，上位机3会根据温度和压力的升降速度的不同，向温度压力控制部2发送温度和压力的目标值，读取显示当前温度和压力值，并存储和显示当前值。另外，温度压力控制软件建立服务器，便于其他测试软件访问、读取当前温度压力值。上位机3通过以太网或USB总线与温度压力控制部2电连接。

进一步，温度压力控制部2的数据采集单元用于双油区高温高压仓1内温度、压力和液压流量参数的采集，控制单元能根据上位机3设定的温度和压力值，控制加热元件的加热功率、液压系统的工作方式和液压泵7的转速，实现实验仓13内温度和压力的精确控制，数据采集单元通过USB或以太网将采集到的当前温度和压力参数传输到上位机3。

本发明提供一种使用测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置100的实验方法，该方法包括，上位机3向温度压力控制部2发送实验要求的温度和压力的目标值，控制单元控制液压系统使实验仓13达到目标压力，控制单元控制加热元件使实验仓达到目标温度，保持温度和压力恒定，对测井仪器电子元件或组件进行特性筛选和测试，数据采集单元采集实验过程双油区高温高压仓1内温度和压力，实验结束后，上位机3向温度压力控制部2发送温度和压力调整指令，控制单元控制液压系统使实验仓13的压力和温度达到要求数值，完成实验。对测井仪器电子元件或组件的特性筛选和测试，包括高温状态下测井仪器电子元件或组件的老化情况测定、高压状态下测井仪器电子元件或组件的老化情况测定以及高温高压状态下测井仪器电子元件或组件的老化情况测定，实验要求的温度、压力根据测井仪器电子元件或组件的实际需求确定。

具体的，实验包括测井仪器电子元件或组件的温度或压力单因素影响特性测试，还包括测井仪器电子元件或组件的温度和压力双因素影响特性测试，具体如下：

当进行高温实验时，具体步骤如下：

步骤a、上位机3(通过USB或以太网总线)向温度压力控制部2发送升温指令及实验要求的温度目标值；

根据上位机3设定的升降温曲线，温度压力控制部2控制电加热丝25的加热功率实现实验仓内温度的控制，具体分为升温及保持阶段、降温阶段。首先进入升温及保持阶段，测定结束后进入降温阶段。

步骤b、控制单元控制液压系统为注油模式(节流阀6的开度调至最大、第一电磁液压阀12关闭、第二电磁液压阀9打开且第三电磁液压阀8关闭)，启动液压泵7，推动油仓隔板19上移到行程顶端(限位板18处)，液压泵7停止转动，控制单元控制液压系统调整为压力平衡模式(节流阀6的开度调至最大、第一电磁液压阀12关闭、第二电磁液压阀9关闭且第三电磁液压阀8打开)；将测井仪器电子元件或组件放置于实验仓13内，将实验仓13内充满绝缘导热油，密封双油区高温高压仓1；

其中，当温度压力控制部2通过第二压力传感器29检测到液压仓内压力突然增加时，此时，油仓隔板19移动到行程最上端，温度压力控制部2控制停止液压泵7的转动，同时将液压系统调整为压力平衡模式。

将测井仪器电子元件或组件放置于实验仓13后，待测元件或组件的控制和检测信号线通过第一承压插针23引出。将实验仓13充满硅油或变压器油，安装上盖16，并安装第一压力传感器22，使实验仓13内液体处于密封状态。

步骤c、控制单元控制加热元件加热实验仓，实验仓升温达到实验要求的温度目标值，在升温过程中，实验仓内绝缘导热油膨胀，推动油仓隔板向下移动，液压仓内部分液压油回油至液压油缸内；

其中，温度压力控制部2根据上位机3所设定的升温速度，通过增量PID算法计算加热功率，并输出相应直流电控制电加热丝25发热。

步骤d、保持温度恒定，对测井仪器电子元件或组件进行特性筛选和测试；

其中，温度压力控制部2通过增量PID算法调整电加热丝25加热功率，保持温度恒定。

保持温度恒定一定时间(该时间根据测井仪器电子元件或组件的实际需求确定)，完成高温状态下测井仪器电子元件或组件的老化情况测定。

步骤e、上位机向温度压力控制部发送降温指令；控制单元控制加热元件停止加热；

步骤f、控制单元控制液压系统为平衡冷却循环模式(节流阀6设置到最大开度、第一电磁液压阀12关闭、第二电磁液压阀9打开且第三电磁液压阀8打开)，控制单元控制调节液压泵的转速，液压仓内的液压油循环冷却，降低实验仓的温度；

其中，温度压力控制部2根据上位机3所设定降温速度调节液压泵7的转速。

步骤g、实验仓13降温结束后，控制单元控制液压系统为回油模式(节流阀6关闭、第一电磁液压阀12打开、第二电磁液压阀9关闭且第三电磁液压阀8打开)，启动液压泵7，液压仓14内的液压油回流至液压油缸4内，油仓隔板下移到行程底端，高温实验结束。

当进行高压实验时，具体步骤如下：

步骤a、上位机3向温度压力控制部2发送升压指令及实验要求的压力目标值；

根据上位机3设定的压力升降曲线，温度压力控制部2控制液压系统实现实验仓13内压力的控制，具体分为两个阶段：升压及保持阶段和降压阶段。首先进入升压及保持阶段，测定结束后进入降压阶段。

步骤b、油仓隔板19处于行程底端，将测井仪器电子元件或组件放置于实验仓13内，将实验仓13内充满绝缘导热油，密封双油区高温高压仓1；

其中，如果高压试验是在完成高温试验后进行的，高温实验结束时，不需要液压系统回油，使其处于压力平衡模式即可；在需要继续进行高压实验时，控制单元控制液压系统为回油模式(节流阀6关闭、第一电磁液压阀12打开、第二电磁液压阀9关闭且第三电磁液压阀8打开)，启动液压泵7，液压仓14内的液压油回流至液压油缸4内，油仓隔板19向下移动。当温度压力控制部2通过第二压力传感器29检测到液压仓14内压力突然降低时，油仓隔板19运动到行程最下端，停止液压泵7转动，向实验仓13内充满绝缘导热油。

如果组装结束后，油仓隔板19处于行程底端时开始高压试验，将测井仪器电子元件或组件放置于实验仓13后，待测元件或组件的控制和检测信号线通过第一承压插针23引出。将实验仓13充满硅油或变压器油，安装上盖16，并安装第一压力传感器22，使实验仓13内液体处于密封状态。

步骤c、控制单元控制液压系统转为注油模式(节流阀6的开度调至最大、第一电磁液压阀12关闭、第二电磁液压阀9打开且第三电磁液压阀8关闭)，启动液压泵7，控制单元调整液压泵7的转速，实验仓13内压力按设定速度升高；压力上升到实验要求的压力目标值，控制单元控制液压泵7停止转动；

其中，温度压力控制部2根据上位机3所设定升压速度和第一压力传感器22当前压力值，通过增量PID算法调整液压泵7的转速，实现实验仓13内压力按设定速度升高。

步骤d、保持压力恒定，对测井仪器电子元件或组件进行特性筛选和测试；

保持压力恒定一定时间(该时间根据测井仪器电子元件或组件的实际需求确定)，完成高压状态下测井仪器电子元件或组件的老化情况测定。

步骤e、上位机3向温度压力控制部2发送降压指令；

步骤f、控制单元控制液压系统为泄压模式(节流阀6的开度调至压力泄放要求开度、第一电磁液压阀12关闭、第二电磁液压阀9关闭且第三电磁液压阀8打开)，控制单元控制实验仓压力按设定速度下降；

其中，在压力泄放过程中，温度压力控制部2根据设定降压速度和第一压力传感器22的当前压力值，实时调整节流阀6的开度，使实验仓13的压力按设定速度下降。

步骤g、实验仓13降压结束后，油仓隔板19下移到行程底端，完成测井仪器电子元件或组件的高压实验。

当进行高温高压实验时，具体步骤如下：

步骤a、上位机向温度压力控制部发送升压指令、升温指令及实验要求的压力目标值和温度目标值；

其中，根据上位机3设定的温度压力升降曲线，温度压力控制部2控制液压系统实现实验仓13内压力的控制，具体分为两个阶段：升温升压及保持阶段和降温降压阶段。

步骤b、油仓隔板19处于行程底端，控制单元控制液压系统为注油模式(节流阀6的开度调至最大、第一电磁液压阀12关闭、第二电磁液压阀9打开且第三电磁液压阀8关闭)，启动液压泵7，推动油仓隔板19上移到行程的三分之一(该位置可以根据实际需求进行调整)处，液压泵7停止转动；将测井仪器电子元件或组件放置于实验仓13内，将实验仓13内充满绝缘导热油，密封双油区高温高压仓1；

注油时，根据流量计5实时计算注入总油量，当注入总油量为油仓隔板19上升至行程最顶端时液压仓14容量的三分之一时，停止液压泵7，油仓隔板19上移至行程三分之一高度位置。

步骤c、控制单元控制加热元件(电加热丝25)加热实验仓13，实验仓13升温达到实验要求的温度目标值；控制单元控制液压系统为注油模式；在升温过程中，实验仓13内绝缘导热油膨胀而使仓内压力增加，液压系统处于注油模式，控制单元根据实验仓13内的压力和温度调整液压泵7的转速，实验仓13内压力升高达到实验要求的压力目标值；

其中，温度压力控制部2根据上位机3所设定升温速度，通过增量PID算法计算加热功率，并输出相应直流电控制电加热丝25发热。在升温过程中，实验仓13内会因液体膨胀而使仓内压力增加，温度压力控制部2根据实验仓13当前压力与设定压力的差值调控液压泵7的转速，若压力差值很小则采取液压泵7间断运转方式，从而保证压力按设定速度升高。温度和压力调节过程中，温度独立控制，压力调节依赖温度和压力状态。

步骤d、保持温度和压力恒定，控制单元控制液压系统为停止模式，对测井仪器电子元件或组件进行特性筛选和测试；

其中，温度压力控制部2通过增量PID算法调整电加热丝25加热功率，保持温度恒定；控制单元控制液压系统为停止模式(节流阀6关闭、第一电磁液压阀12关闭、第二电磁液压阀9关闭且第三电磁液压阀8关闭)，液压泵7停转，保持压力不变。

保持温度和压力恒定一定时间(该时间根据测井仪器电子元件或组件的实际需求确定)，完成高温高压状态下测井仪器电子元件或组件的老化情况测定。

步骤e、上位机向温度压力控制部发送降温降压指令；

步骤f、控制单元控制加热元件停止加热；控制单元控制液压系统为泄压冷却循环模式(节流阀6的开度调至压力泄放要求开度、第一电磁液压阀12关闭、第二电磁液压阀9打开且第三电磁液压阀8打开)，启动液压泵7，实时调整节流阀的开度，实验仓13的温度和压力下降；

其中，温度压力控制部2根据上位机3所设定降温速度调节液压泵7的转速，使液压仓14内的液压油循环冷却，同时控制节流阀6的开度使压力按设定速度下降。由于温度下降，也会引起压力的下降，因此，温度是单独调节，压力根据温度和当前压力调节。

步骤g、实验仓降温降压结束后，控制单元控制液压系统为回油模式(节流阀6关闭、第一电磁液压阀12打开、第二电磁液压阀9关闭且第三电磁液压阀8打开)，油仓隔板19下移到行程底端，完成测井仪器电子元件或组件的高温高压实验。

由上所述，本发明提供的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置及实验方法具有如下有益效果：

本发明的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置及实验方法中，上位机和温度压力控制部协同控制实现双油区高温高压仓的实验仓内梯度可控的温度和压力的单因素或双因素控制，既可以用于测井仪器电子元件或组件的温度或压力单因素影响特性测试，也可以用于测井仪器电子元件或组件的温度和压力双因素影响特性测试，满足测井仪器电子元件或组件的高温和高压联合测试需求，最终保证高温高压环境下测井仪器工作的可靠性；本发明的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置中，双油区高温高压仓分为上下两个空间可调的实验仓和液压仓，实验仓的容积可以调整，能够适应多种规格的测井仪器电子元件或组件的测试，适用性广。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (13)

1.一种测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置，其特征在于，包括，

双油区高温高压仓，包括呈上下滑动封隔设置的实验仓和液压仓，所述实验仓用于容置测井仪器电子元件或组件且填充绝缘导热油，所述液压仓用于容置液压油；所述双油区高温高压仓内设置能加热升温所述实验仓的加热元件；

液压系统，与所述液压仓密封连通，所述液压系统能通过向所述液压仓注油和回油调节所述实验仓的压力，所述液压系统能通过液压油循环冷却所述实验仓；

温度压力控制部，包括数据采集单元和控制单元，所述数据采集单元用于采集双油区高温高压仓温度和压力，所述控制单元用于控制所述加热元件和所述液压系统的工作状态；

上位机，与所述温度压力控制部电连接，用于向所述温度压力控制部发送实验的温度压力调整指令和目标值，所述上位机能读取、显示且存储温度和压力数值。

2.如权利要求1所述的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置，其特征在于，所述双油区高温高压仓包括能密封的高压仓筒，所述高压仓筒内设置能沿轴向滑动且能将所述高压仓筒的内部空间上下封隔的油仓隔板，所述高压仓筒位于所述油仓隔板上方的空间形成所述实验仓，所述高压仓筒位于所述油仓隔板下方的空间形成所述液压仓；所述油仓隔板的底面设置所述加热元件。

3.如权利要求2所述的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置，其特征在于，所述高压仓筒的顶部设置能感应测量所述实验仓内温度的第一温度传感器，所述高压仓筒的顶部还设置能感应测量所述实验仓内压力的第一压力传感器；所述高压仓筒的底部设置能感应测量所述液压仓内温度的第二温度传感器，所述高压仓筒的底部还设置能感应测量所述液压仓内压力的第二压力传感器；所述第一温度传感器、所述第一压力传感器、所述第二温度传感器和所述第二压力传感器均与所述数据采集单元电连接。

4.如权利要求3所述的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置，其特征在于，所述高压仓筒的顶部密封设置能拆卸的上盖，所述上盖上密封穿设所述第一压力传感器，所述第一压力传感器通过线缆与所述数据采集单元电连接；所述上盖上穿设第一承压插针，所述第一温度传感器位于所述实验仓的顶部且能通过所述第一承压插针与数据采集单元电连接，测井仪器电子元件或组件能通过所述第一承压插针与高压仓筒外的测控电路电连接；

所述高压仓筒的底部密封设置能拆卸的下盖，所述下盖上密封穿设所述第二压力传感器，所述第二压力传感器通过线缆与所述数据采集单元电连接；所述下盖上穿设第二承压插针，所述第二温度传感器位于所述液压仓的底部且所述第二温度传感器通过所述第二承压插针与数据采集单元电连接，所述加热元件能通过所述第二承压插针与控制单元电连接。

5.如权利要求4所述的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置，其特征在于，所述上盖上自上而下扣设能压紧密封上盖和高压仓筒的连接部的上紧固盖，所述上紧固盖的中心处设置贯通的上透孔；所述下盖上自下而上扣设能压紧密封下盖和高压仓筒的连接部的下紧固盖，所述下紧固盖的中心处设置贯通的下透孔。

6.如权利要求2所述的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置，其特征在于，所述高压仓筒内同轴套设呈水平设置的限位板，所述限位板设置于所述油仓隔板的行程顶端，所述限位板上设置贯通的过液孔，所述过液孔的直径尺寸小于所述油仓隔板的直径尺寸。

7.如权利要求6所述的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置，其特征在于，所述高压仓筒的底部设置能拆卸的下盖，所述下盖上设置套设于所述高压仓筒内的下盖延伸筒，所述下盖延伸筒的外壁与所述高压仓筒的内壁呈间隙设置，所述油仓隔板的侧壁与所述下盖延伸筒的内壁密封滑动抵靠，所述限位板设置于所述下盖延伸筒的顶端。

8.如权利要求2所述的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置，其特征在于，所述高压仓筒的底部设置进油液压接口和出油液压接口，所述液压系统包括液压油缸，所述液压油缸能通过液压泵与所述进油液压接口连通，所述液压泵与所述进油液压接口之间串接第一冷却器；所述出油液压接口能通过第二冷却器与所述液压泵连通；所述出油液压接口能与所述液压油缸连通设置；所述液压油缸、所述液压泵均与所述控制单元电连接。

9.如权利要求8所述的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置，其特征在于，所述液压油缸上连接流量计，所述流量计与呈并联设置的第一支路和第二支路连通，所述第一支路上串接能调整开度的节流阀，所述节流阀上的一接口与所述流量计连通，所述节流阀上的另一接口与所述液压泵的入口连通；所述第二支路上串接第一电磁液压阀，所述第一电磁液压阀上的一接口与所述流量计连通，所述第一电磁液压阀上的另一接口与所述液压泵的出口连通；所述液压泵与所述第一冷却器之间串接第二电磁液压阀，所述第二电磁液压阀上的一接口与所述液压泵的出口连通，所述第二电磁液压阀上的另一接口与所述第一冷却器连通；所述第二冷却器与所述液压泵之间串接第三电磁液压阀，所述第三电磁液压阀上的一接口能与所述液压泵的入口连通，所述第三电磁液压阀上的一接口还能与所述节流阀上的另一接口连通；所述节流阀、所述第一电磁液压阀、所述第二电磁液压阀和所述第三电磁液压阀均与所述控制单元电连接；所述流量计与所述数据采集单元电连接；

节流阀的开度调至最大、第一电磁液压阀关闭、第二电磁液压阀打开且第三电磁液压阀关闭，液压系统呈注油模式；节流阀的开度调至最大、第一电磁液压阀关闭、第二电磁液压阀关闭且第三电磁液压阀打开，液压系统呈压力平衡模式；节流阀的开度调至最大、第一电磁液压阀关闭、第二电磁液压阀打开且第三电磁液压阀打开，液压系统呈平衡冷却循环模式；节流阀的开度调至压力泄放要求开度、第一电磁液压阀关闭、第二电磁液压阀关闭且第三电磁液压阀打开，液压系统呈泄压模式；节流阀的开度调至压力泄放要求开度、第一电磁液压阀关闭、第二电磁液压阀打开且第三电磁液压阀打开，液压系统呈泄压冷却循环模式；节流阀关闭、第一电磁液压阀打开、第二电磁液压阀关闭且第三电磁液压阀打开，液压系统呈回油模式；节流阀关闭、第一电磁液压阀关闭、第二电磁液压阀关闭且第三电磁液压阀关闭，液压系统呈停止模式。

10.一种使用权利要求9所述的测井仪器电子元件或组件的高温高压实验装置的实验方法，其特征在于，上位机向温度压力控制部发送实验要求的温度和压力的目标值，控制单元控制液压系统使实验仓达到目标压力，控制单元控制加热元件使实验仓达到目标温度，保持温度和压力恒定，对测井仪器电子元件或组件进行特性筛选和测试，数据采集单元采集实验过程双油区高温高压仓内温度和压力，实验结束后，上位机向温度压力控制部发送温度和压力调整指令，控制单元控制液压系统使实验仓的压力和温度达到要求数值，完成实验。

11.如权利要求10所述的实验方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤a、上位机向温度压力控制部发送升温指令及实验要求的温度目标值；

步骤b、控制单元控制液压系统为注油模式，启动液压泵，推动油仓隔板上移到行程顶端，液压泵停止转动，控制单元控制液压系统调整为压力平衡模式；将测井仪器电子元件或组件放置于实验仓内，将实验仓内充满绝缘导热油，密封双油区高温高压仓；

步骤c、控制单元控制加热元件加热实验仓，实验仓升温达到实验要求的温度目标值，在升温过程中，实验仓内绝缘导热油膨胀，推动油仓隔板向下移动，液压仓内部分液压油回油至液压油缸内；

步骤d、保持温度恒定，对测井仪器电子元件或组件进行特性筛选和测试；

步骤e、上位机向温度压力控制部发送降温指令；控制单元控制加热元件停止加热；

步骤f、控制单元控制液压系统为平衡冷却循环模式，控制单元控制调节液压泵的转速，液压仓内的液压油循环冷却，降低实验仓的温度；

步骤g、实验仓降温结束后，控制单元控制液压系统为回油模式，启动液压泵，液压仓内的液压油回流至液压油缸内，油仓隔板下移到行程底端，完成测井仪器电子元件或组件的高温实验。

12.如权利要求10所述的实验方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤a、上位机向温度压力控制部发送升压指令及实验要求的压力目标值；

步骤b、油仓隔板处于行程底端，将测井仪器电子元件或组件放置于实验仓内，将实验仓内充满绝缘导热油，密封双油区高温高压仓；

步骤c、控制单元控制液压系统转为注油模式，启动液压泵，控制单元调整液压泵的转速，实验仓内压力按设定速度升高；压力上升到实验要求的压力目标值，控制单元控制液压泵停止转动；

步骤d、保持压力恒定，对测井仪器电子元件或组件进行特性筛选和测试；

步骤e、上位机向温度压力控制部发送降压指令；

步骤f、控制单元控制液压系统为泄压模式，控制单元控制实验仓压力按设定速度下降；

步骤g、实验仓降压结束后，油仓隔板下移到行程底端，完成测井仪器电子元件或组件的高压实验。

13.如权利要求10所述的实验方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤a、上位机向温度压力控制部发送升压指令、升温指令及实验要求的压力目标值和温度目标值；

步骤b、油仓隔板处于行程底端，控制单元控制液压系统为注油模式，启动液压泵，推动油仓隔板上移到行程的三分之一处，液压泵停止转动；将测井仪器电子元件或组件放置于实验仓内，将实验仓内充满绝缘导热油，密封双油区高温高压仓；

步骤c、控制单元控制加热元件加热实验仓，实验仓升温达到实验要求的温度目标值；控制单元控制液压系统为注油模式；在升温过程中，实验仓内绝缘导热油膨胀而使仓内压力增加，控制单元根据实验仓内的压力和温度调整液压泵的转速，实验仓内压力升高达到实验要求的压力目标值；

步骤d、保持温度和压力恒定，控制单元控制液压系统为停止模式，对测井仪器电子元件或组件进行特性筛选和测试；

步骤e、上位机向温度压力控制部发送降温降压指令；

步骤f、控制单元控制加热元件停止加热；控制单元控制液压系统为泄压冷却循环模式，启动液压泵，实时调整节流阀的开度，实验仓的温度和压力下降；

步骤g、实验仓降温降压结束后，控制单元控制液压系统为回油模式，油仓隔板下移到行程底端，完成测井仪器电子元件或组件的高温高压实验。