CN1763564A - 用于高温高压环境的电阻率电导率传感器 - Google Patents

用于高温高压环境的电阻率电导率传感器 Download PDF

Info

Publication number
CN1763564A
CN1763564A CNA2005101239241A CN200510123924A CN1763564A CN 1763564 A CN1763564 A CN 1763564A CN A2005101239241 A CNA2005101239241 A CN A2005101239241A CN 200510123924 A CN200510123924 A CN 200510123924A CN 1763564 A CN1763564 A CN 1763564A
Authority
CN
China
Prior art keywords
resistivity
cavity
high temperature
fluid
conductivity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005101239241A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100357763C (zh
Inventor
冯永仁
刘畅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Oilfield Services Ltd
China National Offshore Oil Corp CNOOC
Original Assignee
China Oilfield Services Ltd
China National Offshore Oil Corp CNOOC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Oilfield Services Ltd, China National Offshore Oil Corp CNOOC filed Critical China Oilfield Services Ltd
Priority to CNB2005101239241A priority Critical patent/CN100357763C/zh
Publication of CN1763564A publication Critical patent/CN1763564A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100357763C publication Critical patent/CN100357763C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明为用于高温高压环境下的电阻率电导率传感器，包括外壳，该外壳由螺接或卡合的上、下密封盖构成，下密封盖内壁上插设或固定设置有外绝缘套，外绝缘套内上、下设有电阻率测量装置以及电导率测量装置，该外壳上设有供流体流通的流体入口以及流体出口，该流体入口以及出口由三个环形通道间隔设置，环形通道内设置密封元件，电阻率测量装置、外绝缘套以及上密封盖之间形成一个与流体入口相通的第一腔体，电阻率测量装置和电导率测量装置的内部具有与第一腔体导通的第二腔体，电导率测量装置、外绝缘套与下密封盖之间形成有与第二腔体和流体出口相连通的第三腔体，所述的第三腔体与流体出口连接。本发明结构简单，安装方便，并且测量结果精确。

Description

用于高温高压环境的电阻率电导率传感器
技术领域
本发明涉及一种电阻率电导率传感器，尤其是用于高温高压环境的电阻率电导率传感器。
背景技术
传感器在工业生产中应用广泛，类型多样，尤其是电阻率和/或电导率传感器的应用最为普遍，他们的基本原理都是将其置入流体中间，感测流体的电阻率或者电导率，进而根据使用环境判断需要的参数，达到应用该传感器的装置所实现的目的。
在进行石油开采的时候，这种传感器的应用最为广泛，石油钻井作业中的测井(从地球深处搜集并记录地质信息的过程)过程是十分必要的，一般都是采用插装式电阻率或者电导率传感器感应地下的信号，由电阻率或电导率的大小确定地下存在哪种物质，以石油为例，如果石油的含量较高，则电阻率较高，电导率较小。在参数测量短节中，采用的电阻率传感器，一般包括六个电极，即两个发射电极、两个接收电极以及两个等电位电极，将传感器由钻头放入井眼之后，通过测量接收电极电压获得泥浆电阻率的信息，进而确定是否有石油存在，再确定下一步的开采计划。而由于开采环境较为恶劣，要求电极系的结构加工比较复杂，绝缘性要求很高，并且一般同时设置温度传感器，以便随时对检测系统的温度监测，保证系统的安全运行，该温度传感器是由铂膜电阻和特高精度电阻构成测试桥，由测量热敏电阻的电阻获得泥浆的温度，由于热敏电阻承压要求高，安装结构比较紧凑，加工难度很大，这就很大程度上增加了开采成本。并且一般只是对电阻率或者电导率进行测量，并不能十分精确的对地下存在的物质做出判断。
而现有的电导率传感器一般是由一个内部带三个铂电极的玻璃电导池构成，使用的时候将其放入溶液中进行测量流体的电导率，进而对流体的含有成分作出判断。
上述的电阻率电导率传感器都不能适应高温高压的工作环境，所以一种能适应高温高压的苛刻的工作环境，并且能精确对地下所含物质进行测量的传感器实为业界所需求。
发明内容
本发明解决现有技术中的电阻率以及电导率传感器在高温高压环境下容易损坏，并且测量不精确的技术问题，其发明目的是提供一种电阻率电导率传感器，具有结构紧密、测量精确以及适用于高温高压的环境。
本发明的技术方案是这样的：
一种用于高温高压环境下的电阻率电导率传感器，包括外壳，该外壳由螺接或卡合的上、下密封盖构成，下密封盖内壁上插设或固定设置有外绝缘套，外绝缘套内上、下设有电阻率测量装置以及电导率测量装置，该外壳上设有供流体流通的流体入口以及流体出口，该流体入口以及出口由三个环形通道间隔设置，环形通道内设置密封元件，其中，电阻率测量装置、外绝缘套以及上密封盖之间形成一个与流体入口相通的第一腔体，电阻率测量装置和电导率测量装置的内部具有与第一腔体导通的第二腔体，电导率测量装置、外绝缘套与下密封盖之间形成有与第二腔体和流体出口相连通的第三腔体，所述的第三腔体与流体出口连接。
所述的电阻率测量装置包括绝缘内芯、发射线圈、接收线圈、屏蔽环以及内承压管，该内承压管套设在绝缘内芯外部，所述的发射线圈与接收线圈套设在内承压管外，所述的屏蔽环套设在两线圈外。
所述的绝缘内芯为中空管状；所述的内承压管为非金属材料；所述的屏蔽环由圆筒形屏蔽板和向内形成的环形隔板组成，且所述的接收线圈和发射线圈分别设在由屏蔽环和内承压管构成的两个小室内。
所述的屏蔽环外套设有承压套，该承压套上开有一个轴向的凹槽，用于放置发射与接收线圈与外电路连接的走线。
所述的承压套和屏蔽环朝向上密封盖的一面用靠摩擦力紧密结合在绝缘内芯和外绝缘套之间的密封环压住固定。
所述的电导率测量装置包括内绝缘套、金属内芯以及密封体，所述的内绝缘套与密封体之间形成的第二腔体与电阻率测量装置内的第二腔体连通，所述的金属内芯和密封体构成电容的两极，两者之间经第三腔体间流体的耦合。
所述的金属内芯由绝缘密封座固定。
所述的密封元件为密封圈或密封垫或密封胶。
由以上的技术方案可知，本发明的技术效果是显著的，该方案将电阻和电导率的传感器集成在一块，结构紧密，体积小，并且采用金属材料且密封性能好，能耐高温高压，特别适用于石油钻井等高温高压环境下对流体电阻率和电导率的测试。
附图说明
图1为本发明所述的电阻率电导率传感器的结构剖视图。
具体实施方式
本发明提出一种电阻率电导率传感器，如图1所示为本发明所述的传感器的结构剖视图，该传感器包括外壳、电阻率测量装置以及电导率测量装置，其中外壳包括有上密封盖5和下密封盖20，以及插入在下密封盖20内壁的外绝缘套12组成。本发明在使用时，需要将其插装在机体11内(该机体是检测装置中的部件，用来安装本发明)，其中上、下密封盖上各设有一组四个通孔将内部腔体和机体11的流体入口31、流体出口31相连通，在流体入口31和流体出口32外的机体11上形成有至少三个环形通道(在使用的时候，可以根据密封要求设置通道数量)，将两个流体出入口间隔设置，在环形通道内设置密封元件，以保证流体在高温高压的情况下顺利由流体出入口在本发明所述的传感器内流通。本发明采用的密封元件可以为密封圈或密封垫或密封胶等，也可以由其他现有的机械或者磁力密封技术实现密封功能。
在本实施例中，上述的两组通孔的上下两侧以及它们之间的盖体上都有一个环形的密封圈，对本发明的结构起到密封作用。在本实施例中，下密封盖20上形成有走线孔，用于放置传感器通向外部电路的走线，该走线孔可以用密封塞16堵住，以避免在高温高压等苛刻的环境下对线路造成破坏，保证线路安全。
本发明的外壳中的外绝缘套12内部的上、下部分分别装设有电阻率测量装置和电导率测量装置，其中电阻率测量装置、外绝缘套12与上密封盖5之间形成有一个与流体入口31相连通的第一腔体a；电阻率测量装置和电导率测量装置的内部形成有与第一腔体a连通的第二腔体b；电导率测量装置、外绝缘套12与下密封盖20之间形成有与第二腔体b和流体出口32相连通的第三腔体c。本发明安装在检测装置上后，被放在井中，流体会由流体入口31流入所述的第一腔体a、第二腔体b以及第三腔体c中，再由流体出口32流出，电阻率测量装置以及电导率测量装置即可根据流体的状况将测量的数据通过导线传送至外部电路，再由外部电路对其进行处理。
本发明中所述的电阻率测量装置包括管状的绝缘内芯6，该绝缘内芯6外套设有非金属材料的内承压管33，用于辅助承受绝缘内芯6内流体的压力，内承压管33外还套设有金属材料制成的由圆筒形屏蔽板和其中部向内形成的环形隔板组成的屏蔽环30，在由该屏蔽环30和内承压管33之间形成的两个小室内分别设置发射线圈9和接收线圈10，屏蔽环30外再套上承压套8，该承压套8上开有一个轴向的凹槽，用于放置两线圈连接到外部的走线。承压套8和屏蔽环30朝向上密封盖5的一面用靠摩擦力紧密结合在绝缘内芯6和外绝缘套12之间的密封环7压住，从而得以固定。工作时，发射线圈9发射的电磁波经绝缘内芯6间的流体耦合后由接收线圈10接收，再经线路送到外部电路，外部电路对接收到的信号进行判断，实现对电阻率的测量。
本发明中的电导率测量装置包括内绝缘套15，该内绝缘套15外套设有内密封体17，该密封体17是由金属材料制成，密封体17上设有金属内芯21，流体在该电导率测量装置3内的腔体流动时，金属内芯21与密封体17构成电容的两极，电容的两电极之间通过第三腔体间流体耦合，进而根据所得到电容的值确定检测到的流体的电导率的大小。在具体安装过程中，采用绝缘密封座19对金属内芯进行固定。
在测井过程中采用本发明进行感测，本发明的电阻率测量装置中的发射线圈9发射电磁波，电磁波经过液体的耦合后，由接收线圈10接收，并将该信号送出，外部的处理电路通过分析接收信号的强弱，即可计算出流体的电阻率。而本发明结构中间电导率测量装置是由绝缘材料隔开的金属内芯21和密封体17形成了电容的两极，两极间有流体流过，流体的电导率大小直接影响到电容的大小，将该电容串接在振荡电路中，根据振荡频率即可测量出电容，从而推导出流体的电导率。
上述实施例所述的传感器可以应用在高温高压的环境下，例如在石油钻井领域中。本发明也可以应用在其他领域中，根据工况不同，如果不是高温高压情况下，在使用的时候可以不在外壳上设置环形通道安装密封圈，其工作原理与上述实施例相同，在此不在赘述。
本发明所述的传感器在安装的时候，依序将其插接在外壳内即可，安装方便，结构紧凑，在测量过程中使用方便；另外，因为采用电阻率传感器与电导率传感器测量的电阻率与电导率的范围不相同，所以本发明将两者结合起来，结构集成在一起，就可以在测量的时候同时对两个参数进行测量，以取得精确的测量结果，尤其应用在石油开采过程中，同时进行测量，可以很大程序上提高测量的精度；另外本发明的结构简单，紧凑，安装方便，具有很强的实用性。

Claims (8)

1、一种用于高温高压环境下的电阻率电导率传感器，包括外壳，其特征在于，该外壳由螺接或卡合的上、下密封盖构成，下密封盖内壁上插设或固定设置有外绝缘套，外绝缘套内上、下设有电阻率测量装置以及电导率测量装置，该外壳上设有供流体流通的流体入口以及流体出口，该流体入口以及出口至少由三个环形通道间隔设置，环形通道内设置密封元件，其中，电阻率测量装置、外绝缘套以及上密封盖之间形成一个与流体入口相通的第一腔体，电阻率测量装置和电导率测量装置的内部具有与第一腔体导通的第二腔体，电导率测量装置、外绝缘套与下密封盖之间形成有与第二腔体和流体出口相连通的第三腔体，所述的第三腔体与流体出口连接。
2、根据权利要求1所述的用于高温高压环境下的电阻率电导率传感器，其特征在于，所述的电阻率测量装置包括绝缘内芯、发射线圈、接收线圈、屏蔽环以及内承压管，该内承压管套设在绝缘内芯外部，所述的发射线圈与接收线圈套设在内承压管外，所述的屏蔽环套设在两线圈外。
3、根据权利要求2所述的用于高温高压环境下的电阻率电导率传感器，其特征在于，所述的绝缘内芯为中空管状；所述的内承压管为非金属材料；所述的屏蔽环由圆筒形屏蔽板和向内形成的环形隔板组成，且所述的接收线圈和发射线圈分别设在由屏蔽环和内承压管构成的两个小室内。
4、根据权利要求3所述的用于高温高压环境下的电阻率电导率传感器，其特征在于，所述的屏蔽环外套设有承压套，该承压套上开有一个轴向的凹槽，用于放置发射与接收线圈与外电路连接的走线。
5、根据权利要求4所述的用于高温高压环境下的电阻率电导率传感器，其特征在于，所述的承压套和屏蔽环朝向上密封盖的一面用靠摩擦力紧密结合在绝缘内芯和外绝缘套之间的密封环压住固定。
6、根据权利要求1所述的用于高温高压环境下的电阻率电导率传感器，其特征在于，所述的电导率测量装置包括内绝缘套、金属内芯以及密封体，所述的内绝缘套与密封体之间形成的第二腔体与电阻率测量装置内的第二腔体连通，所述的金属内芯和密封体构成电容的两极，两者之间经第三腔体间流体的耦合。
7、根据权利要求6所述的用于高温高压环境下的电阻率电导率传感器，其特征在于，所述的金属内芯由绝缘密封座固定。
8、根据权利要求1所述的用于高温高压环境下的电阻率电导率传感器，其特征在于，所述的密封元件为密封圈或密封垫或密封胶。
CNB2005101239241A 2005-11-24 2005-11-24 井下勘探用电阻率电导率传感器 Expired - Fee Related CN100357763C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005101239241A CN100357763C (zh) 2005-11-24 2005-11-24 井下勘探用电阻率电导率传感器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005101239241A CN100357763C (zh) 2005-11-24 2005-11-24 井下勘探用电阻率电导率传感器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1763564A true CN1763564A (zh) 2006-04-26
CN100357763C CN100357763C (zh) 2007-12-26

Family

ID=36747800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005101239241A Expired - Fee Related CN100357763C (zh) 2005-11-24 2005-11-24 井下勘探用电阻率电导率传感器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100357763C (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102426184A (zh) * 2011-11-14 2012-04-25 中国海洋石油总公司 一种电导率传感器
CN102520247A (zh) * 2011-10-26 2012-06-27 中国石油集团西部钻探工程有限公司 泥浆电阻率测量器
CN102809695A (zh) * 2012-08-03 2012-12-05 中国石油天然气股份有限公司 用于岩石电阻率测量的电隔离单元
CN104931465A (zh) * 2014-03-21 2015-09-23 中国石油化工股份有限公司 用于监测溶解釜内的油气水的溶解状态的装置及方法
CN108472954A (zh) * 2015-11-25 2018-08-31 录象射流技术公司 用于喷墨打印机的墨水品质传感器和状态监测系统
CN113629652A (zh) * 2021-08-10 2021-11-09 常州市锐高工业检测设备有限公司 高压感应取电测温绝缘塞

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU646297A1 (ru) * 1977-01-27 1979-02-05 Московский Ордена Трудового Красного Знамени Геологоразведочный Институт Им.Серго Орджоникидзе Устройство дл индукционного каротажа скважин
CN2479516Y (zh) * 2001-04-11 2002-02-27 西安石油勘探仪器总厂 一种高数传速率电缆遥传测井仪
US6600321B2 (en) * 2001-04-18 2003-07-29 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for wellbore resistivity determination and imaging using capacitive coupling
RU2179637C1 (ru) * 2001-05-08 2002-02-20 Чикин Андрей Егорович Способ определения характеристик скважины, призабойной зоны и пласта и устройство для его осуществления
CA2455388A1 (en) * 2001-08-03 2003-03-27 Baker Hughes Incorporated A method and apparatus for a multi-component induction instrument measuring system
DE10314815A1 (de) * 2002-04-02 2003-11-20 Baker Hughes Inc Verfahren und Vorrichtung für eine kombinierte Kernmagnetresonanz- und Formationsprüfung zur Abschätzung der relativen Permeabilität durch Formationsprüfung und Kernmagnetresonanzprüfung

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102520247A (zh) * 2011-10-26 2012-06-27 中国石油集团西部钻探工程有限公司 泥浆电阻率测量器
CN102520247B (zh) * 2011-10-26 2014-04-02 中国石油集团西部钻探工程有限公司 泥浆电阻率测量器
CN102426184A (zh) * 2011-11-14 2012-04-25 中国海洋石油总公司 一种电导率传感器
CN102809695A (zh) * 2012-08-03 2012-12-05 中国石油天然气股份有限公司 用于岩石电阻率测量的电隔离单元
CN102809695B (zh) * 2012-08-03 2014-11-05 中国石油天然气股份有限公司 用于岩石电阻率测量的电隔离单元
CN104931465A (zh) * 2014-03-21 2015-09-23 中国石油化工股份有限公司 用于监测溶解釜内的油气水的溶解状态的装置及方法
CN104931465B (zh) * 2014-03-21 2018-02-09 中国石油化工股份有限公司 用于监测溶解釜内的油气水的溶解状态的装置及方法
CN108472954A (zh) * 2015-11-25 2018-08-31 录象射流技术公司 用于喷墨打印机的墨水品质传感器和状态监测系统
CN113629652A (zh) * 2021-08-10 2021-11-09 常州市锐高工业检测设备有限公司 高压感应取电测温绝缘塞

Also Published As

Publication number Publication date
CN100357763C (zh) 2007-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1900483B (zh) 测量流体电阻率的装置和方法
CN104990575B (zh) 一种组合式地下水监测装置
CN100357763C (zh) 井下勘探用电阻率电导率传感器
CN101189492A (zh) 具有单体构造及导电性聚合物电极的磁性流量计
CN2840073Y (zh) 一种插装式的电阻率电导率传感器
CN101063407A (zh) 一种和补偿密度滑板组合的微球极板
CN1601265A (zh) 地面电导含水分析仪
CN109869136B (zh) 一种陆面单井口油水两相流阻抗电容含水率测量装置
MX2014008716A (es) Viscosímetros de hilo vibrante.
CN201679496U (zh) 储气井井下液面监测仪
CN201004056Y (zh) 探测液体中杂质的电容传感器
JP2021533290A (ja) 油井やガス井のストリング間でデータを取得および通信するための装置
CN114263454B (zh) 一种电流线性注入装置以及注入方法
CN106950171A (zh) 井下腐蚀监测装置
CN109060925A (zh) 用于高温高压环境下的电偶腐蚀试验装置
US11506046B2 (en) Instrumented coupling electronics
CN101532384B (zh) 井下低频介电法连续测量含水率计
CN105863618B (zh) 一种深井高温随钻温度检测装置
CN207036753U (zh) 一种气液两相流截面含气率测量装置
CN201802395U (zh) 双侧向测井仪
CN208736825U (zh) 用于高温高压环境下的电偶腐蚀试验装置
US6923252B2 (en) Borehole sounding device with sealed depth and water level sensors
CN107664033A (zh) 存储式自然伽马能谱测井仪双探测器结构
US8464796B2 (en) Fluid resistivity measurement tool
CN2502268Y (zh) 全井眼流体阻抗持水率传感器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20071226

Termination date: 20171124

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee