测井仪器芯轴结构的优化设计
测井仪器制造过程中提高压力仪器刻度质量的措施
测井仪器制造过程中提高压力仪器刻度质量的措施在测井仪器制造过程中，压力仪器是非常重要的一个组成部分，它的刻度质量直接影响着整个测井仪器的使用效果和测量精度。
因此，在制造压力仪器时，必须要采取一系列的措施，以提高压力仪器刻度质量。
以下是具体的措施介绍：1.优化设计压力仪器在设计过程中，需要考虑到其具体用途和应用环境，确定适合的原理和结构。
优化设计在两个方面体现：一是从材料选择角度，要选用合适的材料；二是从结构方案考虑，需要合理设计压力力传递和压力丝秤。
2.严格管理在压力仪器制造过程中，要实施严格的质量管理体系，并落实到每个具体环节。
包括进料检验、过程控制和出货前检测；生产线工艺控制以及设备自动化管理等。
同时，要规定质量责任人，督促落实到每一道工序。
3.科学调试在压力仪器制造过程中，要进行严格的调试，确保仪器在各种条件下能够正常运行。
这需要科学的评估和调节，而不是简单地依靠经验和概率进行调试。
只有科学准确地调试出来的设备，才能真正保障其运行质量。
4.规范化生产压力仪器制造需遵循规范化生产，即按照ISO 9001质量管理体系的要求，确保制造过程各个环节的标准化，如温度、湿度、压力各要控制在合适的范围内。
同时，对设备的保养，如定期检查、排除故障、维护保养等也要非常关注。
5.质量保证在压力仪器生产过程中，必须建立完善的质量保证体系，确保设备的质量。
包括严格的原材料采购、成品检测和售后服务等环节，以确保设备在正常工作条件下可以长期稳定运行。
总之，在压力仪器制造过程中，提高刻度质量的关键在于对制造全过程实施严格控制，不断提升技术和管理水平，确保设备质量和稳定性，并注重合理的质量保证机制的建立，从而保障设备在使用过程中的性能。
这一系列举措将有效提高压力仪器刻度质量，并为用户提供高品质的设备和优质的服务。
过套管电阻率测井仪机械系统优化设计
Figure 1. Principle for through casing resistivity logging 图 1. 过套管测量原理
3. 系统方案总体设计
过套管电阻率测井仪，采用液压作为动力源，能够提供驱动 18 组四连杆式推靠装置同时动作的强大 驱动力，同时设有安全阀组，能够实现故障等导致的过压保护：其液压油通过电机和液压泵作用加压后， 被输送、贯穿 A1、U、A2 和动力短节，作用在 6 个独立的小型液压缸上(每个小型液压缸同时驱动同一 截面上的 3 组四连杆式推靠装置)。
每段电极测量点的截面处，其周向都均布着 3 个电极探针，且每个电极探针，均依靠四连杆式推靠 装置来实现其与套管内壁的接触和脱离(如图 2 所示)，以充分保证探针采集信号的准确性和稳定性。
DOI: 10.12677/met.2019.82010
73
机械工程与技术
黄华 等
Figure 2. Layout of push assembly for through-casing tool 图 2. 过套管电阻率测井仪推靠总成结构组成及布局
Keywords
Cased Hole Resistivity Logging, Four-Link Device, Pushing Assembly, Optimization Design
过套管电阻率测井仪机械系统优化设计
黄 华，李晓蕾，徐 菲
中原油田分公司石油工程技术研究院，河南 濮阳
文章引用: 黄华, 李晓蕾, 徐菲. 过套管电阻率测井仪机械系统优化设计[J]. 机械工程与技术, 2019, 8(2): 71-79. DOI: 10.12677/met.2019.82010
目前，国内外具有代表性的过套管电阻率测井仪器主要包括：斯伦贝谢公司以四连杆为推靠装置的 CHFR 产品和以液压缸为推靠装置的俄罗斯 ECOS 仪器[1]。
新型小直径核测井仪器密封接头体的可靠性设计
文章编号：2095-1302（2015）01-0025-02
0引言 核测井仪器在石油测井中得到越来越广泛的应用。可靠
并且性能稳定的小直径核测井仪器更是受到市场的高度关注， 这就对核测井仪器每个部件的稳定性提出了更高要求。中子 发生器是核测井仪器的核心部分，它由密封短节和驱动短节 组成。两个密封短节通过密封接头体联接，密封接头体是密 封短节的关键部件之一。在中子发生器中，密封接头体具有联 接、密封、充排气、电信号传输等重要作用，它的质量可靠性 直接决定着核测井仪器的质量可靠性。由于现有的密封接头 体在设计方面存在的问题，使得密封接头体的可靠性和成品 率不高。从产品可靠性和经济效益等方面考虑，研发新型可 靠的核测井仪器密封接头体就显得尤为重要。 1 密封接头体的现状 1.1 中子发生器的工作环境
（2）氩弧焊焊接部分气密性不高。 从生产统计数据看，氩弧焊密封焊接的成品率只有 50%。 （3）接线柱容易损坏，造成密封短节漏气。 接线柱是由薄壁陶瓷管与铅丝提供高频封接而成。在仪 器生产调试过程中，由于搬运、振动或人为的因素等原因容易 组成陶瓷管破裂或银焊处的损坏，导致整个密封接头体报废。 （4）充排气管的气密封性差。 充排气管是由外购气门芯配做加工而成，从生产统计数 据看，氩充排气管的成品率约为 40%。 （5）密封接头体成品率低。 由于密封接头体的气密性较差，部件的可靠性较差，严 重影响密封接头体的成品率，从生产统计数据看，密封接头 体的成品率只有 20%。 2 密封接头体的新设计 对现有密封接头体存在的问题进行分析可以得出，密封 接头体可靠性低的主要原因是密封接头体的气密封性较差和
较高的密封塞和自密封充排气管。其主要设计思想 ： （1）采用标准密封塞陶瓷接线柱 ； （2）采用拉环结构解决芯子和外钢管的相对转动问题 ； （3）采用新型可靠的自密封充排气管 ； （4）优化设计小直径密封接头体结构。 通过以上方法，提高密封接头体的无故障性、耐久性和
一种感应测井仪器线圈系的机械结构设计
钢布 缠 绕 而成 ，因此 不易 加 工螺纹 ，不 能承 受较 大 的 拉力 。 常用 感应 测井 仪 器 的承 拉 结构 设计 是 采用 穿芯
铍铜 棒 来承 受拉 、压 力 ，然 而铍 铜棒 材料 昂贵 ，密度 大 ，较 为笨 重 ，还需 要 考虑 上下 两段 的绝 缘性 ，因此
０ 引 言
由于感应 测井仪 器线 圈系 部分需 要 向地 层 中发射
电磁波 及从 地层 中接收 电磁 波 ， 金属对 电磁波 信 号有
中的气 体 无法 排尽 ，受压后 线 间距变 化 的原 因 ，这将 会 使 高频信 号 在传输 过 程 中相 位 发生 变化 ， 响到仪 影
器 的测 量稳 定性 ｌ ｊ １ 。
验证 明 ：传 输线 在 压 力变 化 时其 电常 数会 受 到影 响 ，
对高 频信 号线 电 常数 影响 尤 为显 著 。 是 由于传 输线 这
第一作 者简介 ：秦才会，男 ，１８ 生，工程师 。 ０ ６年毕业于 中国石油大学 （ ９０ ２０ 北京 ）机械设计及理论专业，获硕十学位，现从事石油测井仪器 的研发工作 。邮编：１ ｌ４ ０ １９
而 随着 测井 向更 深地 层 的发展 ， 工作压 力 已经 不能 其 满足 现在 测 井 的需要 。因此 ， 们 急需找 到 一种新 的 我
玻 璃钢缠 绕 工艺 ，来 实现承 压 １０ ａ ０ ＭＰ ，最 高工作 温
度 １ ０℃ 。经 反复 试验 和改 进 ，我们 设计 研制 出新 型 ５ 的玻 璃钢 外壳 在尺 寸 不变 的情 况下 ， 以承 受常温 下 可
石
油
仪
器
２ ０１ ２年 第 ２ ６卷 第 ３期
三分量感应测井仪的线圈系结构设计
·开发设计·
三分量感应测井仪 谢 雁
(西安石油大学 ,陕西省光电传感与测井重点实验室 陕西 西安)
摘 要 : 三分量感应测井系统是一种全新的地层结构探测系统 ,它可以识别地层的三维特性 ,是人们认识地层特性 , 进行油 、气储层评价的非常有效的方法 。三分量感应测井仪通过布置三组相互垂直的发射 - 接收线圈对 ,可直接测量地 层的水平电阻率和垂直电阻率 ,通过测量两个交叉分量还可得出地层的倾角和方位 。文章主要从三分量感应系统线圈 系的聚焦理论和方法出发 ,为了消除线圈间的直接耦合 ,提出了一套全新的线圈系结构设计方案 ,并对其进行了详细阐 述。
于交叉分量 , 我们采用接收
聚焦的方法 。因此对交叉
接收线圈 Cxy 、Cxz分别设置 了聚焦线圈 B xy 、B xz 。由于 交叉接收线圈 Cxy及其聚焦 线圈 B xy位于 xy 平面内 , Tx 和 Ty 都可在 Cxy 上产生直 接耦 合 信 号 , 因 此 需 要 对
Tx 、Ty 分 别 聚 焦 。而 同 一 线圈 B xy 的匝数固定后 , 不 可能对 Tx 和 Ty 同时聚焦 。 为此 , 对于聚焦线圈 B xy 需 设计 两 个 引 出 端 , 分 别 为
参考文献
[1 ] J H Schoen ,Liming Yu ,D T Georgi . Aspects of Multi2com2 ponent Resistivity Data and Macroscopic Resistivity Anisotropy[ C ] . 2001 ,SPE 74334
(上接第 28 页) 垂直电阻率 ,地层倾角和仪器方位 ,以及各向异性地层 模型的两种含水 (油) 饱和度等丰富的地层信息 。
3 结 论
核磁共振测井仪储能短节机械结构优化设计
量储层 （ 油层 、 气层 、 水层 ） 自由流体孔 隙度的测 井 方 法 。测 量 结果 不 受 泥浆 、 饼及 侵 入 的影 响 ， 泥 也 不破坏动态平衡和孑 隙结构ｎ Ｌ 。 图１ 代表了一般的核磁共振测井仪器的基本组
量， 同时提 高了装配效率。此结构的稳 定性、 绝缘性 比以往的结构都有大大的提 高。此结构简单 ， 便 于操作 ， 制作成本低 ， 用可靠。 使 关键 词 ： 核磁 共振 测 井 ； 能量储 存 ； 电容 ； 械 结构 ； 化 机 优
成， 包含 磁体 和天线 的探头 、 电子 线路 、 能 短节 以 储
２ １ 年第 ３ ０２ 期
总第 １９ ８ 期
国 外 测 井 技 术
Ｗ Ｏ Ｄ ＷＥＬ Ｌ ＲＬ Ｌ ０ＧＧＩ Ｔ ＨＮＯＬ ＮＧ ＥＥ ＯＧＹ
Ｊ ｎ２ ５ ５
・
综合 应 用 ・
核磁共振测井仪储 能短节机械 结构优化设计
于会媛 宋公仆 蔡池渊 范伟
１ 优 化 前 机 械 结 构
图１ 核磁共振测 井仪器基本组成
钽 电容固定在电容固定座中 ， 电容 固定座结构
中国海洋石油 总公 司项 目“ 核磁共振测井技 术研 究（ 编号 ： Ｋ Ｆ Ｆ ０— ０ ９ ” Ｃ／ ＪＹ Ｏ ６ ２ ０ ） 。 作者简介 ： 于会媛 （９ ０ ， ， 士研 究生， １８ 一）女 博 辽宁省抚顺 市人 ， 中海油田服务股份有 限公 司机械工程师 ， 专门从事核磁 共振 测井
Ｏ 引 言
核 磁 共 振 测井 技 术 的 物 理基 础是 利 用 氢 原 子
随钻测井仪器两种滑环的设计与应用
随钻测井仪器两种滑环的设计与应用摘要：介绍随钻测井仪器两种典型结构以及与之相对应的两种滑环的结构和连接方式，从连接和密封的可靠性、结构的稳定性、现场操作和维保的简易程度等各个方面分析各自的优缺点，提出改进措施。
关键词：随钻测井钻铤滑环一、前言随钻测井仪器由若干个短节组成，两个短节之间由钻铤螺纹相连接。
每个短节都有一个单芯总线接口，用来完成各个短节之间的通信和电源的供给，在仪器的安装过程中，由于钻铤螺纹的转动，需要在短节的端部安装滑环，以实现螺纹拧紧过程中单芯总线的可靠连接。
根据仪器的结构特点和使用环境的不同，随钻测井仪器主要有两种结构，钻铤外壁内嵌式和钻铤内腔插入式，对应这两种结构，分别采用钻铤内嵌式滑环和中心插入式滑环。
随钻测井仪器在井下工作过程中，要承受高温高压和较大的振动冲击，滑环的连接与密封的可靠性，直接关系到仪器的使用性能。
滑环是随钻测井仪器最重要的通用部件，每个短节都要用到，对整个仪器结构和通信的可靠性与稳定性都至关重要。
二、钻铤内嵌式滑环1.钻铤外壁内嵌式仪器结构该结构是在钻铤外壁上开槽，将电路板、传感器及其他零部件安装到钻铤槽内，然后在开槽处安装盖板或整体保护筒，将槽内电路板等零部件与外界密封，钻井液从钻铤中间流道通过，如图所示：1.钻铤2.凹槽3.盖板4.母扣端5.公扣端图1 钻铤外壁内嵌式仪器结构图钻铤槽里的电路板通过钻铤壁上的小孔连接到钻铤两端，两个钻铤相连时，通过钻铤端面的内嵌式滑环完成仪器各个短节之间电源和信号的连接，通过内外密封圈实现与内外泥浆的密封，从而保证可靠连接。
2.钻铤内嵌式滑环结构钻铤内嵌式滑环分别安装在公扣和母扣接触处的端面上，两个短节连接时，两个滑环上的铜环相接触并压紧，铜环周围的橡胶实现滑环与钻铤之间的绝缘。
两个短节之间连接部分的示意图如下：1.公扣端2.公扣滑环3.母扣滑环4.母扣端图2 钻铤内嵌式滑环总体结构图公扣滑环和母扣滑环的结构相同，分别安装在一个短节的公扣端和与之连接的另一个短节的母扣端，由铜环、绝缘橡胶、密封连接器和导线等几个零件组成，铜环为环形，内外包围一圈橡胶，与钻铤绝缘，导线一端连接铜环，另一端通过密封连接器与钻铤外壁凹槽里的电路板连接，钻铤母扣端安装外密封圈，公扣端台阶上安装内密封圈和密封挡圈，分别完成仪器与内外泥浆之间的密封。
核磁共振测井仪刻度系统机械结构设计
测 井 仪在 下 井 之 前 要在 刻 度 筒 中进 行 刻 度 ， 以
ｉ ｅ ｅ ｙｓｃ ｌｐ ｒ ｍ ｅ ｅ ｈｅ ｓ ｒ ｔ ｎｈ ｒ ｎｔｐｈ ｉａ ａ ａ ｔ ｒ ｏｆ ｔ ｔａ ｕｍ ．Ｍ ｅ ｈａ ｉ ａ ｓ ｒ ｔ ｅ ｈｅ ｏ ｅ ａ ｌａ ｒ ｎ ｍ ｅ ｆ ｃ ｎ ｃ ｌ ｔｕｃ ｕｒ ｓ ｏｆ ｔ ｖ ｒ ｌ ｒ ａ ｇｅ ｎｔ ｏ
核 磁共 振 （ ＮＭＲ） 井 仪 刻 度 系 统 的作 用 就 是 测 把井 下 仪器放 在 已知介 质 数值 的刻 度装 置 中进 行标 定， 建立 测井 仪 的测 量 输 出 数 据 与 被 测地 层 的 固有
物理 参数 的标 准 量 值 之 间 的 转换 关 系 ， 对 此 转 换 并 关 系 实 施 检 定 ， 保 证 测 井 仪 测 量 数 据 的 单 位 统 一 以 和量 值准 确可 靠Ｌ 。 １ ｊ
ｔ ｏｏ ｓｓ ｍｉａ ｏ ｌ ｇｇ ｎｇ，ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｃ ｕ ｒ ｏ ｅ ｓｏｎ ｔ ｔｏｕ ｐｕ ｈｅ ｌ ｇｉ ｇ ｔ ｌａ ｄ ｔ ｅ ｈｅ ｔ ｌｉ ｉ ｌ ｒｔ ｏ ｉ ｉ ｒ ｅ ｏ ａ ｑ ｉ ｅｃ ｎｖ ｒ ｉ ｈａ ｔ ｔｏｆｔ ｏｇ ｎ ｏｏ ｎ ｈ
２１ ０ １年 第 ４ Ｏ卷 第 ４期 第 ４ ７页
石 油 矿 场 机 械
ＯＩ ＦＩ ＬＤ ＥＱＵＩ Ｍ ＥＮＴ Ｌ Ｅ Ｐ
文 章 编 号 ： ０ — ４８ ２ １ ０ — ０４ － ３ １ ０１ ３ ２（ ０１ ） ４ ０ ７ ０
核 磁 共 振 测 井 仪 刻 度 系 统 机 械 结 构 设 计
Ｍ ｅ ｈ ｎ ｃ ｌＤ ｅ ｉ ｎ ｏ ｌｂ ａ ｉ ｎ Ｓ ｓ ｅ ｆ Ｎｕ ｌ ａ ａ ｎ ｔ ｃ Ｒｅ ｏ ａ ｃ ｇ ｉ ｇ Ｔｏ ｌ ｃ ａ ｉ ａ ｓ ｇ ｎ Ｃａ ｉ ｒ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ｏ ｃ ｅ ｒ Ｍ ｇ ｅ ｉ ｓ ｎ ｎ ｅ Ｌｏ ｇ ｎ ｏ
自然伽马测井仪可靠性分析及优化设计
收稿日期:2004-07-02 收修改稿日期:2005-03-02自然伽马测井仪可靠性分析及优化设计任晓荣,赵福宇(西安交通大学能源与动力工程学院,陕西 西安 710049) 摘要:归纳了现有自然伽马测井仪统一的原理框图,高温性能、抗振性能、传输性能是自然伽马测井仪研制过程中要解决的主要问题。
通过对探测器、高压电源、传输驱动电路在最坏情况下的可靠性分析,有针对性地对自然伽马测井仪进行了优化设计,效果良好。
关键词:伽马测井仪;可靠性分析;最坏情况;优化设计中图分类号:TP816.2;TP216 文献标识码:A 文章编号:1002-1841(2005)06-0008-02R eliability Analysis and Optimize Design for N atural γ2ray Logging ToolREN Xiao 2rong ,ZHAO Fu 2yu(Energy and Dynamic Institute of X i ’an Jiaotong University ,X i ’an 710049,China )Abstract :γ2ray logging tool principle frame was concluded for the purpose of analyzing.I t is thought that the per formance of high tem perature ,anti 2vibration and transmission are the key problems should be settled in γ2ray logging tool.The optimize design were pro 2cessed based on reliability analysis of detector ,high v oltage s ource and transmission driven circuit under the w orst case ,and the evident effect was g ood.K ey Words :γ2ray Logging T ool ;Reliability Analysis ,The W orst Case ;Optimize Design1 自然伽马测井仪的基本情况图1为仪器的原理框图,可划分为模拟和编码传输两种方式的典型测量通道。
XX项目测井、射孔方案优化设计
XX工程测井、射孔优化方案设计一、装备选型：选用中国石油测井自主研发的EILog05成套测井装备。
EILog 快速-成像测井成套装备由综合化地面仪器、高速数据传输仪器、集成化常规测井仪器、系列化成像测井仪器及套管井测井仪器、特种仪器和工具组成。
能完成裸眼井测井、套管井测井、工程测井，以及射孔和取心等作业。
集成化快速组合测井仪具有稳定性好、纵向分辨率高、探测深度大等特点。
组合测井能力强，测井效率高，一次下井取得全部常规测井资料，测井作业时效平均提高50% 以上。
二、测井效劳系列优化方案：〔一〕裸眼测井系列1、常规测井：包括四岩性、多电阻率、三孔隙度测井、工程测井和三参数测井。
2、优化工程介绍：1〕岩性密度PE：通过岩性密度测井得到的PE曲线，可精细划分岩性。
不同岩石的PE值不同，存在明显差异，而且PE受孔隙度的影响小，所以根据PE值可更加准确的划分岩性。
2〕阵列感应测井(MIT)：提供3 种纵向分辨率〔30cm、60cm、120cm〕、5 种径向探测深度〔25cm、50cm、75cm、150cm、225cm〕共计15条的地层电阻率曲线。
可有效地描述地层剖面的电阻率特征，提供地层视电阻率、地层含水/含油饱和度的二维剖面成像图，能够分析薄层和层内非均质性，直观清晰地描述泥浆侵入特征，判断油水层性质。
他甚至可以在录井和全烃无显示，井眼垮塌，孔隙度曲线失真的情况下，准确识别油层，防止油层漏失。
与常规双感应八侧向测井相比，它的优势在于：纵向分辨率高，分辨率统一，能精细描述侵入剖面，直接识别流体性质，准确确定地层真电阻率。
该项测井技术成熟，目前在大庆、吉林、长庆、华北、青海、吐哈等油田已投产120多支，累计测井6000多口，已成为发现、识别油气层的利器。
3〕三孔隙度测井：测井取全、取准三孔隙度测井资料对贵公司油田勘探开发是十分必要的。
由于三孔隙度测井采用了不同的工作原理，在不同的岩性地层有着不同的响应，但在确定地层孔隙方面有着密切的相关性，在计算岩性地层孔隙度及渗透率方面有着比其它测井资料更直接更准确的优势，能更直观的判定储集层的含油性、可动油气和可动水。
基于遗传算法的测井头优化设计
基于遗传算法的测井头优化设计在石油勘探及开发过程中，测井是必不可少的一项工作。
然而，其头部设计往往限制了其测量范围和稳定性，导致测量不准确和设备故障。
因此，如何对测井头进行优化设计是一个具有挑战性的问题。
近年来，基于遗传算法的设计方法逐渐成为了研究人员们的首选。
一、遗传算法的基本步骤遗传算法是一种数学优化方法，其基本流程包括以下三个步骤：选择、交叉和变异。
1.选择：从当前种群中选择一定数量的个体作为父代，用于生成下一代种群。
这个过程的目的是保留较好的个体，以便于下一代继续优化。
2.交叉：选取两个个体进行交叉操作，生成新的后代个体。
交叉操作的目的是将优良个体的基因结合在一起，产生更加优秀的后代。
3.变异：在后代个体的基因中产生随机的变化。
变异的操作可以使解空间更加广泛，避免跳入局部最优解。
二、测井头设计优化的目标测井头设计优化的目标是在保证稳定性和可靠性的前提下，使其性能指标达到最优。
主要的性能指标包括：测量范围、灵敏度、信噪比、阻抗匹配等。
1.测量范围：这是测井头的重要性能指标。
它决定了测井头能够测量的井孔直径范围。
合理的测量范围可以提高测井头的覆盖范围，提高测量效率。
2.灵敏度：灵敏度是测井头检测微小变化的能力。
灵敏度越高，可以检测到更微小的变化，提高了测量的准确性。
3.信噪比：信噪比是信号强度和噪声强度的比值。
提高信噪比可以减少干扰和误差，提高检测的准确性和可靠性。
4.阻抗匹配：阻抗匹配是指测井头与井孔之间阻抗的匹配程度。
阻抗匹配好的测井头可以提高测量效率和准确性。
三、遗传算法在测井头设计中的应用1.设计参数的确定：在进行优化设计之前，需要先确定测井头的设计参数。
设计参数的确定包括测量范围、阻抗匹配、测井头的长度和直径等。
这些参数不仅影响测井头的性能指标，也会影响基因编码方式和适应度函数的设计。
2.基因编码方式的设计：基因编码方式决定了个体的表达形式，直接影响到遗传算法的效果。
常用的基因编码方式有二进制编码、实数编码和排列编码。
核磁共振测井仪储能短节机械结构优化设计
92科技资讯 SC I EN C E & TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N 工 业 技 术核磁共振测井技术的物理基础是利用氢原子核(质子1H)自身的磁性及其与外加磁场的相互作用。
它通过测量地层岩石孔隙流体中氢核的核磁共振驰豫信号的幅度和驰豫速率,来探测地层岩石孔隙结构和孔隙流体的有关信息。
核磁共振测井直接测量岩石孔隙中流体的信号,对岩石骨架没有响应,是当代唯一能够直接测量储层(油层、气层、水层)自由流体孔隙度的测井方法。
测量结果不受泥浆、泥饼及侵入的影响,也不破坏动态平衡和孔隙结构[1]。
一般的核磁共振测井仪器的基本组成,包含包括磁体和天线的探头、电子线路、储能短节以及信号采集与处理系统。
电磁场,激励地层的核磁共振信号,并接收核磁共振信号。
电子线路的基本功能是通过天线实现大功能射频脉冲的发射和超微弱核磁共振信号的检测。
发射电路发射的射频(RF)脉冲期间往往高达上千瓦,由于电缆的限制,很难在短时间内供给这么大的能量,需要一个储能短节,为发射电路提供能量。
储能短节的能量来源于1260个钽电容,这些钽电容必须有效合理的连接才能实现供应能量的目的,图1为钽电容结构(如图1)。
本文针对目前储能短节机械结构设计存在的问题,提供了一种优化的储能短节机械结构设计。
即设计一种连接电容固定座的结构,提高电容固定座稳定性,易于拆装,使得储能短节在实现能量供应的同时,为工作者拆装提供了极大的方便,提高工作效率。
1 优化前机械结构钽电容固定在电容固定座中,电容固定座结构如图2所示,中间圆孔为贯通线通孔。
为了起到良好的绝缘效果,并达到一定的机械强度,电容固定座采用PEE K材料。
每2个电容固定座通过销子连接起来,共36节,如图3所示。
但这种连接方式极其不连贯,在拆装过程中由于整个电容及固定座的自重极易断开,而且贯通线从电容固定座中间通孔穿过,给实际工作带来极大的麻烦(如图2-图4)。
常见测井仪器机械结构探讨与创新
Science &Technology Vision 科技视界0引言目前,国内外各大测井公司都开发了自己的测井系统,同时也形成了一套具有各自特色的测井仪器装备。
虽然各家仪器的工作指标(如耐温性、耐压性、耐腐蚀性等)是不同的,但是在实际应用中,测井仪器的机械结构往往是大同小异的。
有些测井公司甚至为了达到井下仪器的互联互通,会达成协议,通用同一套测井仪器的机械连接方式。
本文对国际上主流的测井公司的几种裸眼井测井仪器的机械结构进行了探讨,同时给出了一种新型的裸眼井测井仪器机械结构,希望能对测井仪器机械结构的设计提供一些参考。
1贝克阿特拉斯测井仪器机械结构Baker Atlas(贝克阿特拉斯)测井公司是Baker Hughes(贝克休斯)公司的下属子公司,其Eclips.5700测井系统在全世界应用最为广泛[1]。
目前该公司的裸眼井测井仪器分为37系列(隶属于Cls.3700测井系统)与57系列。
其中57系列仪器占据绝大部分权重(例如2228、2438、4253等仪器[2]),37系列为测井辅助短节仪器使用(例如3981、3944、3966等仪器[2]),还有一些仪器由于需要连接57系列与37系列仪器的特殊性而被保留下来(例如上37下57的3516仪器,上57下37的3516仪器等[2])。
图一为贝克阿特拉斯公司57系列仪器机械结构。
图1贝克阿特拉斯的57测井仪器为三段式结构:57上接头、仪器外壳和57下接头,同时采用32芯公、母插头实现电信号的传递。
仪器外壳内部包含仪器的电子骨架和保温瓶等零件。
57上接头部分:(1)快速螺母为两个半环的组合体,可以实现仪器之间的快速连接。
快旋螺母与上接头之间的间隙可以加注硅脂,避免其被泥浆糊死而无法拆卸和保养。
(2)仪器的贯通线从骨架引出后收纳在上接头的内部,俗称“猪尾巴”。
其线束靠航空插头与32芯母插头相连接。
32芯母插头被挡圈与键定位在上接头内部。
(3)上接头内部还设有弹簧。
岩性密度测井仪分体式探头壳体的优化设计
岩性密度测井仪分体式探头壳体的优化设计
高世博;孙七零;王晓冬;刘旭;韩壮科;马颖
【期刊名称】《测井技术》
【年(卷),期】2022(46)3
【摘要】探头壳体是岩性密度测井仪的核心部件。
在测井作业中,探头壳体与油井井壁摩擦形成表面磨损,当磨损达到设计极限时,会造成探头壳体整体失效。
针对该问题,提出一种岩性密度测井仪分体式探头壳体的结构设计方案,对耐磨护壳的表面处理和连接方式等方面进行改进,提出了最优表面处理的选用方法及连接螺钉强度计算的经验公式。
对新设计的分体式探头壳体进行了高温高压试验,以及加速度为29.4 m/s2的冲击试验和频率为10~200 Hz的振动试验。
试验结果表明,该设计完全满足探头壳体的技术要求,有效地解决了岩性密度测井仪探头壳体磨损后不可修复的问题,延长了部件的工作寿命,探头壳体的维修效率提高92.3%,维修成本降低80%。
【总页数】5页(P257-261)
【作者】高世博;孙七零;王晓冬;刘旭;韩壮科;马颖
【作者单位】中国石油集团测井有限公司制造公司;中国石油集团测井有限公司测井技术研究院;中国石油天然气集团有限公司测井技术试验基地
【正文语种】中文
【中图分类】P631.84
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SDZ3000快速测井平台微电极下井仪的改进
图 １ 电极 电路原 理图 微
二、 改进 及措 施
１ ． 机械结构改 进及施 工中采取的措施 首先 ， 我们在 结构方 面 ， 更换 了微电极极板 推靠 的主弹簧 ， 劲度 系 数 ｋ加大 ， 样就加 大 了推 靠的力度 ， 这 使极 板能更好 地与井壁 接触 ， 测 井 曲线在 井斜 较小的井段有所 改善 ， 在大井斜的井段 ， 但 依然不令人 满 意。 我们分析 ， 仪器在直井 中， 推靠 良好 ， 但在大斜度井 中不好 ， 可能 是 由于整个仪器 串过重 ， 四臂井径 的测 量臂及微 电极推靠臂 无法使仪 器 保持 居 中， 根据最 小能量原 理 ， 器最可 能处 于 图２状态 ， 仪 因为微 电极 极板可左右转动 幅度 较小 ， 故无 法 良好接触井壁 。
经过计算 ， 极板 与竖直方 向成角 只要 保持 ４ 度 之 内， 板就可 以 Ｏ 极 良好贴靠井壁 ， 我们设计 加装的导 向扶 正器 ， 在一模拟 井眼内试验 ， 可 将 仪器 控制在正负 ３ 度之 内 ， ２ 可达到预期效果 。 影 响极板贴靠另一个可能 的原 因， 就是极板 的两个支撑臂 、 极板底 座及仪器组成一平行 四边形 ， 故在极板收推 的过程 中， 极板始终 与仪器 平行， 但在井眼不规则 、 井径变化剧烈 的情况下 由于井壁 与仪器 已不平 行， 导致极板贴靠不 良， 以我们将极板下方 与推靠臂连接 的轴 型结构 所 改为槽 型结构 ， 来破坏两个支撑臂 、 极板底座及仪器组成 以平行 四边形 结构， 使极板可在一定角度 内 自由转动 ， 经过统计 以往测井 资料 的井径 曲线 ， 井径局部剧烈变化一 般在 每米 ２ ｃ ５ｍ之 内， 半径为 １．ｃ 据此计 ２５ ｍ， 算 得到井眼剖面和井轴所成的角一般在 ７ 度以内（ ． ５ ０ ２ 取余切值 ， １ 大约 为 ７ ）这样我们在上下两个方 向上加长槽 ， 度 ， 使极板可在正负 ７ 之间 度 自由转 动 ， 以便极 板能更好地贴靠 井壁 。见 图４ ：
JSB801双感应——八侧向测井仪器的性能改进
温梯度 ，统计普遍并深，计算井深对应 的井 底温度。然后将仪器连
接放入 无感 烘箱加温，加温到设置温度 （ 统计的井底温度） ，观察仪 器基值的变化并记录最大漂移值 。 恒温３ ０ ｍ ｉ ｎ 后再记录仪器 的电压漂 移值。如果是 负漂， 中感应 则在８ 号或ｕ号线圈上加闭合 的镍丝，深 感应在５ 号线圈上加 闭合的镍丝 。 如果是正漂， 中感应则在 １ ０ 号线 圈 上加闭合的镍丝 ：深感应在９ 号线圈上加 闭合的镍丝 ，如 图１ 所示 。 每加一圈 闭合的镍丝可调节 １ ５ ｍ Ｙ 电压漂移 。
Ｊ Ｓ Ｂ ８ ０ １双感应一八侧 向仪器是较早设计和使用 的双感 应一八 侧 向仪器， 在设计上存在 一定 的不 足 。在其他 各大油 田中，Ｊ Ｓ Ｂ ８ ０ １ 双感应一 八侧向仪器正在逐步 的淘汰 中，但 是这类仪器在我油 田仍 在大量 使用，为 了解决 其性 能落后 ，故障率高等 问题， 极有必要对现 有Ｊ Ｓ Ｂ ８ ０ １ 双感应一八侧 向仪器进行相应的技术改造来提高其性能 ， 解决问题的症结所在 。本 人通过广 泛地查找资料 ，阅读 了大量相关 专业的书籍 ，在对其 结构 原理深 入理解的基础上 ，通过大量 的实验 研究、分析 ，并根据 自己的多年的实际工作经验 ，找 到了问题 的根 本原因 。通过对仪器 电路 、构造作 了相关细微 的改进 ，使 问题 得到 了很好 的解 决，仪器 的性能有 了很大的提高 。下面分 别从影响仪器 性能 的三个主要 问题所作 出的三种 改进方 案进 行详细 的分析探讨。 １ Ｊ Ｓ Ｂ ８ ０ １双感应一八侧 向测井仪 中、 深感应存在基值温漂的改进方
及 漆 包 线 的膨胀系数变化等等 。当仪器在使用过程中 出现温漂时，会 导致
图 ２中， 发射信 号主要 由Ｕ Ａ ７ ０ ９ 、 ８ ２ ３组成 的两级放大 电路放大 。 在 电路 的设计 中， Ｒ 。两端 的电压 （Ｕ 。 ）为 ７ ． ８ Ｖ ， ８ ２ ３ 模块 的输 出电压 （ Ｕ ｏ ）为 ｌ ５ ｖ 。Ｒ １ １ ２、Ｒ ｌ １ ３构成一个 负反馈 回路， 主要用于提高发 射信 号的稳定性 。 一旦外界温度 发生变化 时， 保证发射信号 的幅值不 变。因此， 反馈在该 电路中具有极为重要 的作用 。通过实验研 究， 我 们发现如果把反 馈环进 一步扩 大， 保持一 端不变， 另 一端移至 ８ ２ ３ 的 输出端， 把８ ２ ３包含在反馈环 内， 则仪器的抗干扰 的能力得 到较大 的 提高， 这样即使电路中 ８ ２ ３ 模块温度性能达不到要求， 通 过改进 后也 可通过反馈环节来进行补偿消除。改进后的电路如图 ３ 所示。
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探头是下井仪器一个非常重要的组成部分，需 要承受高温高压，并符合抗拉要求[1]。目前常用仪 器的耐温耐压指标大多数在 150℃～177℃、<140 MPa。随着深井、超深井的勘探开发，对超过 200℃、 170 MPa 的超高温、超高压测井仪器的需求不断增 加，因此，对测井仪器的设计提出了新的挑战[2]。
行周向和轴向紧固。通过分段式结构将芯轴整体结构 分拆，化整为零，降低零件加工难度，同时整体部件 维修方便。改进后的芯轴整体结构如图 2。
图 2 芯轴结构示意图
为保证在超高温下芯轴金属部分与外部绝缘 效 果 ， 选 用 绝 缘 性 能 更 好 的 进 口 PEEK （PolyEtherEtherKetone）材料[4]，该种材料具有卓 越的耐高温特性，同时在 23℃～200℃温度范围内， 介电消散因子保持不变，具有良好的电气绝缘性。 同时，PEEK 的玻璃转变温度为 143℃，而熔点为 340℃。高熔点使 PEEK 具有优异的耐高温性。纤 维补强级 PEEK 的热变形温度可高达 315℃，长期 的连续使用温度(UL 946B)可达 260℃。此外，PEEK 在高温下可维持高水准的强度与模数，也就是说其 具有优良的高温机械性能。PEEK 套管与芯轴用螺 钉紧固，方便拆卸。
2 结构优化
2.1 优化设计 基于以上的分析以及产品技术指标的要求，对现
有的芯轴结构做出改进。为保证芯轴的可维修性和可
刘叶兴 等：测井仪器芯轴结构的优化设计
加工性，采用分段式结构，由上接头、芯轴、绝缘套 组成。上接头和芯轴之间由梯形螺纹连接，并通过销 进行周向定位。绝缘套安装在芯轴上，并通过螺钉进
该结构在温度 232℃、压应力 172 MPa、抗拉 70 t 的条件下具有一定的局限性：（1）玻璃钢材料 在超高温下的绝缘性能变差。由于其功能要求，芯 轴外层包覆的非金属材料对于绝缘要求有极强的
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要求，一般的 FRP（Fiber Reinforced Polymer）不 能在高温下长期使用，在实际使用过程中，也发现 绝缘性能下降的情况。（2）芯轴可维修性差，芯轴 结构过于复杂。如果焊接成型、后期检验出现问题 会导致芯轴报废，无法维修。（3）加工太复杂。整 支芯轴的加工包括深孔、密封面、螺纹等工艺，同 时焊接成型，加工过程过于繁琐，需要技术工人经 验的积累。
超高温超高压阵列侧向主电极就是为满足极端条
件而研制的一款产品。技术指标要求仪器井下工作 温度最高为 232℃，压力最高为 172 MPa，抗拉强 度为 70 t（行业习惯用 t，更加直观，1 t=9 800 N，
下同）。同时，该仪器的整体长度超过了 4.5 m，对 结构设计工作提出了严峻的要求。本文对传统的芯 轴结构设计进行了优化，使之符合该项目的技术指 标要求，并对此结构进行了讨论和验证。
1 芯轴
1.1 芯轴结构 探头由上管壳、芯轴、电极系、下管壳等零件
组成。芯轴是探头中一个主体部分，芯轴连接起了 上下两端的结构件，直接决定了整个探头一些机械 性能指标，如抗拉、抗弯等，其结构示意见图 1。
图 1 芯轴结构示意图
不锈钢 0Cr17Ni4Cu4Nb（17-4PH）为马氏体沉 淀硬化不锈钢，碳含量低、高铬且含铜，具有十分 优异的机械性能和耐蚀性[3]，十分适合制作需要承 压的部件，因此选作芯轴主体材料。由于芯轴结构 的复杂性，为简化加工难度，金属部分分成三段加 工，再焊接而成。芯轴外部的玻璃钢层起到与电极 系的绝缘作用。玻璃钢具有优良的电绝缘性能和耐 热性能，在温度指标不是很高的情况下，符合该仪 器的使用要求。 1.2 结构的局限性
2019年第 3 期
声学与电子工程
总第 135 期
测井仪器芯轴结构的优化设计
刘叶兴 1 周峰 2 任晋廷 3 （1.杭州瑞利声电技术有限公司，杭州，310023；2.青海油田测试公司，酒泉，736202）
(3.中国石油集团测井有限公司塔里木分公司，库尔勒，841001）
摘要 对测井仪器芯轴结构进行简要介绍，对现有芯轴结构的局限性进行了讨论并进行了优化设计。通过 理论计算和实验，对设计更改的合理性进行了论证。使用新结构后增强了可维修性，并满足在高温高压下的 使用性能。
k
D dΒιβλιοθήκη 56 153.73
（1）
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k2 1 2k 2
s n
13.9 1 661.5 307 （2）
2 13.9
式中，D 受压零件外径，mm；d 为受压零件内径， mm；k 为外径内径比值；［P］为许用压力，MPa； n 为安全系数；σs 为屈服强度，MPa。根据式（2） 可知，307 MPa>172 MPa。在 1.3 的安全系数下， 芯轴的设计满足极限温度压力下的使用要求。芯轴 内部的密封选用进口的全氟 O 形圈，通过挡圈来进 一步提高其高温适用性。通过以往的项目实践表明， 全氟 O 形圈和挡圈这样的密封组合可以实现在高 温高压下的密封。 2.2.2 抗拉指标校核
相比于传统的芯轴结构，此种结构有以下几种 优势：（1）可维修性高。芯轴整体采用分段式设计， 通过梯形螺纹连接，可拆卸。同时将玻璃钢套更改 为 PEEK 管，可通过螺钉紧固，可拆卸。任何一个 零件加工出现误差，均可进行拆卸更换。（2）加工 简化。将结构复杂的上接头和需要深孔加工芯轴分 开加工，并通过梯形螺纹连接，降低了工艺难度和 风险。绝缘套管和其表面的槽采用分段加工，容错 率增加。（3）满足超高温超高压下的使用要求。芯 轴和上接头通过两道密封圈将外界环境与中心过 线孔隔离[5]。密封圈采用进口全氟 O 型圈，具有杰 出的耐高温性，在高温下的各种机械性能优异。 2.2 技术指标校核
芯轴外侧充二甲基硅油，与外界压力平衡，因 此，芯轴外侧温度压力值与外界接近。芯轴过线孔 走线，需要与外侧超高温超高压环境隔绝。 2.2.1 温度压力指标校核
芯 轴 材 料 为 钛 合 金 TC4 ， TC4 材 料 的 为 Ti-6Al-4V，属于（α+β）型钛合金，热稳定性好， 在 232℃的温度下能够保持良好的机械性能，TC4 棒料在高温下屈服点较大，约为 860 MPa。芯轴外 径为 φ56 mm，过线孔内径 φ15 mm，对其进行高温 下的强度校核[6]。