一種小直徑中子管用帶絕緣隔離槽陶瓷環(huán)制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于石油測(cè)井領(lǐng)域中子管固定陽(yáng)極筒的帶絕緣隔離槽陶瓷環(huán)的制造方法，能夠解決中子管用陶瓷環(huán)因離子濺射形成金屬膜導(dǎo)致絕緣性變差，以及采用粗大顆粒三氧化二鋁制造陶瓷環(huán)強(qiáng)度差等問題。本發(fā)明由以下工步組成：化學(xué)沉淀法制備納米三氧化二鋁粉料—預(yù)燒成粉—粉體增塑—放有機(jī)環(huán)胎具—模具填料—擠壓成型—低溫?zé)崽幚怼蕹鲇袡C(jī)環(huán)胎具斷面—燒結(jié)去除有機(jī)環(huán)胎具—高溫?zé)Y(jié)成型—陶瓷環(huán)上釉—高溫?zé)Y(jié)—檢查質(zhì)量測(cè)試篩選。本發(fā)明制作的帶絕緣隔離槽陶瓷環(huán)，具有隔斷因離子濺射形成金屬膜的連續(xù)性，長(zhǎng)時(shí)間保持陶瓷環(huán)的絕緣性能，提高中子管的使用壽命和可靠性等特點(diǎn)。本發(fā)明是中子管的核心組成部分，可用于各種類型的工作介質(zhì)的中子管，可在長(zhǎng)時(shí)間條件下穩(wěn)定工作。
【專利說明】 一種小直徑中子管用帶絕緣隔離槽陶瓷環(huán)制造方法
(-)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于應(yīng)用納米氧化物材料制造結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域，特別涉及到一種小直徑中子管用帶絕緣隔離槽陶瓷環(huán)的制造方法，尤其涉及石油測(cè)井使用的小直徑射頻驅(qū)動(dòng)氘氘中子管用絕緣隔離槽陶瓷環(huán)。
(二)【背景技術(shù)】
[0002]小直徑射頻驅(qū)動(dòng)氘氘自成靶中子管及雙向氧活化測(cè)井儀是石油領(lǐng)域開采工程的配套儀器，主要應(yīng)用儲(chǔ)層含油飽和度監(jiān)測(cè)，用于及時(shí)了解油層的動(dòng)態(tài)變化情況，即油層水淹程度和油、氣、水的分布狀況；同時(shí)，通過含油飽和度測(cè)井資料確定剩余油分布狀況，實(shí)施油田的后期開發(fā)方案，從而達(dá)到提高油氣采收率的目的。在石油開采期進(jìn)入到油田生產(chǎn)開發(fā)中后期，中子管測(cè)井儀是提高油氣采收率的一項(xiàng)不可缺少的測(cè)井技術(shù)，并在現(xiàn)有的套管井含油飽和度測(cè)量技術(shù)和求取儲(chǔ)層含油飽和度中，中子測(cè)井是目前最有效的方法。
[0003]隨著中子測(cè)井技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用，可靠安全、性能穩(wěn)定的小直徑中子測(cè)井儀器備受市場(chǎng)關(guān)注，這就對(duì)測(cè)井儀器的每個(gè)部件的可靠性提出了更高的要求。由于小直徑中子管內(nèi)部空間小，零件多而復(fù)雜，管內(nèi)離子濺射問題嚴(yán)重。在中子管的離子源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，幾乎都采用陶瓷環(huán)來固定陽(yáng)極筒，并實(shí)現(xiàn)由此陶瓷環(huán)與陰極隔離絕緣。當(dāng)中子管使用時(shí)間累積到一定程度時(shí)，由于離子的濺射在陶瓷環(huán)內(nèi)壁上形成一層金屬膜，導(dǎo)致陰極與陽(yáng)極之間絕緣性變差，甚至短路，造成中子管性能劣化直至失效。
[0004]本發(fā)明方法的有益效果是，通過改變陶瓷環(huán)內(nèi)壁結(jié)構(gòu)，制造一個(gè)或多個(gè)隔離槽，降低因離子濺射而在陶瓷環(huán)內(nèi)壁上形成的金屬膜導(dǎo)致的陶瓷環(huán)絕緣性變差的現(xiàn)象，提高中子管的使用壽命和可靠性。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決中子管固定陽(yáng)極筒的陶瓷環(huán)存在的以下問題:(1)陶瓷環(huán)因離子濺射形成金屬膜導(dǎo)致絕緣性變差，(2)陶瓷環(huán)因采用粗大顆粒的氧化物粉擠壓成型并燒結(jié)而成，強(qiáng)度差。
[0006]本發(fā)明專利的解決方案包括三氧化二鋁陶瓷外殼I和“凸”型凹槽2組成，如圖2所示；三氧化二鋁陶瓷外殼I和“凸”型凹槽2、凹槽3、凹槽4組成，如圖3、圖4所示。
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0008]a、利用硬質(zhì)有機(jī)材料機(jī)械加工陶瓷環(huán)內(nèi)隔離槽胎具；
[0009]b、采用化學(xué)沉淀方法制備納米三氧化二鋁高純粉料；
[0010]C、利用有機(jī)增塑劑將納米三氧化二鋁高純粉料造粒成球型；
[0011]d、將塑料隔離槽胎具放入陶瓷環(huán)成型模具中；
[0012]e、將造粒后的三氧化二鋁粉料填裝到陶瓷環(huán)成型模具中；
[0013]f、在壓力機(jī)上對(duì)模具內(nèi)粉體擠壓成型；
[0014]g、脫模，預(yù)燒，使陶瓷胚胎具有一定強(qiáng)度；[0015]h、陶瓷胚胎內(nèi)部修整，露出有機(jī)胎具斷面；
[0016]1、燒結(jié)去除有機(jī)胎具，形成隔離凹環(huán)；
[0017]j、高溫?zé)Y(jié)成型；
[0018]k、陶瓷環(huán)上釉，高溫?zé)Y(jié)，制成帶絕緣隔離槽陶瓷環(huán)
[0019]本發(fā)明還可以包括這樣一些特征:
[0020]1、所制作的納米三氧化二鋁材料的顆粒度小于60nm，純度大于99.6%。
[0021]2、所述的制作隔離槽胎具的硬質(zhì)有機(jī)材料可以是工程塑料、尼龍、聚四氟乙烯等有機(jī)材料。
[0022]3、放入陶瓷環(huán)成型模具中的塑料隔離槽胎具可以是I個(gè)，形成一道隔離槽；可以是2個(gè)，形成二道隔離槽；也可以是多個(gè)，形成多道隔離槽。
(四)【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1帶絕緣隔離槽陶瓷環(huán)制備工藝流程圖；
[0024]圖2形成一道隔離槽的陶瓷環(huán)；
[0025]圖3形成二道隔離槽的陶瓷環(huán)；
[0026]圖4形成三道隔離槽的陶瓷環(huán)。
(五)【具體實(shí)施方式】
[0027]參照?qǐng)D1，表示帶絕緣隔離槽陶瓷環(huán)制備工藝流程圖，該流程概括起來有以下工藝步驟組成:化學(xué)沉淀法制備納米三氧化二鋁粉料一預(yù)燒成粉一粉體增塑一放有機(jī)環(huán)胎具一模具填料一擠壓成型一低溫?zé)崽幚硪恍蕹鲇袡C(jī)環(huán)胎具斷面一燒結(jié)去除有機(jī)環(huán)胎具一高溫?zé)Y(jié)成型一陶瓷環(huán)上釉一高溫?zé)Y(jié)一檢查質(zhì)量一測(cè)試篩選入庫(kù)。各工步之間的制造方法可以根據(jù)具體要求進(jìn)行組合。
[0028]【具體實(shí)施方式】如下:
[0029]a、利用硬質(zhì)有機(jī)材料，例如尼龍、工程塑料等，利用機(jī)械加工工藝制作有機(jī)“凸”型隔離槽胎具；
[0030]b、采用化學(xué)沉淀方法制備納米高純?nèi)趸蟹垠w,顆粒度小于60nm,純度大于99.6% ；
[0031]C、利用有機(jī)增塑劑聚乙二醇水溶膠將納米三氧化二鋁粉料造粒成球型，過篩300目；
[0032]d、將有機(jī)隔離槽胎具放入陶瓷環(huán)成型模具中，可在中間放一個(gè)，也可距中間一定位置放2個(gè)，也可均勻放三個(gè)；
[0033]e、將造粒后的三氧化二鋁粉料填裝到陶瓷環(huán)成型模具中；
[0034]f、在壓力機(jī)上對(duì)模具內(nèi)粉體擠壓成型，成型壓力大于60Mpa ；
[0035]g、脫模，預(yù)燒260-300°C，使陶瓷胚胎具有一定強(qiáng)度；
[0036]m、陶瓷胚胎內(nèi)部修整，露出有機(jī)胎具斷面；
[0037]η、有氧狀態(tài)下燒結(jié)400°C，去除有機(jī)胎具，在陶瓷環(huán)內(nèi)壁形成隔離凹環(huán)；
[0038]p、高溫?zé)Y(jié) 1700-1800°C 成型；
[0039]q、陶瓷環(huán)上釉，高溫?zé)Y(jié)1400-1500°C，制成帶絕緣隔離槽陶瓷環(huán)。[0040]本發(fā)明提供的小直徑中子管用陶瓷環(huán)的絕緣隔離原理:
[0041]當(dāng)中子管正常工作時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生離子濺射效應(yīng)，離子濺射會(huì)產(chǎn)生金屬離子，沉積在陶瓷環(huán)內(nèi)壁上，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，陶瓷環(huán)內(nèi)壁上沉積的金屬離子會(huì)形成一層金屬膜。由于本專利發(fā)明了在陶瓷環(huán)內(nèi)壁制造出隔離“凹”槽，離子濺射會(huì)產(chǎn)生金屬離子無法在隔離“凹”槽內(nèi)形成連續(xù)的金屬膜，從而保證了陶瓷環(huán)內(nèi)表面的絕緣性，起到了絕緣隔離的作用。
[0042]本發(fā)明提供的中子管用帶絕緣隔離槽陶瓷環(huán)，可與小直徑的射頻驅(qū)動(dòng)氘-氘中子管、小直徑的射頻驅(qū)動(dòng)氘-氚中子管、小直徑的射頻驅(qū)動(dòng)氚-氚中子管配套使用，在正常使用1200小時(shí)后，絕緣性能仍能大于250ΜΩ，可滿足探礦、石油測(cè)井、煤質(zhì)分析等領(lǐng)域的使用要求。
[0043]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，這些【具體實(shí)施方式】都是基于本發(fā)明整體構(gòu)思下的不同實(shí)現(xiàn)方式，而且本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種小直徑中子管用帶絕緣隔離槽陶瓷環(huán)制造方法，包括利用陶瓷工藝將納米三氧化二鋁粉體制作成陶瓷環(huán)，陶瓷環(huán)內(nèi)壁有“凸”型凹槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小直徑中子管用帶絕緣隔離槽陶瓷環(huán)制造方法，其特征在于利用硬質(zhì)的工程塑料、尼龍、聚四氟乙烯等有機(jī)材料制作“凸”型隔離槽胎具。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小直徑中子管用帶絕緣隔離槽陶瓷環(huán)制造方法，放入I個(gè)有機(jī)隔離槽胎可形成一道隔離槽；放入2個(gè)有機(jī)隔離槽胎可形成二道隔離槽；放入多個(gè)有機(jī)隔離槽胎可形成多道隔離槽。
【文檔編號(hào)】E21B49/00GK104033148SQ201310654005
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】李賡 申請(qǐng)人:哈爾濱市源盛達(dá)電子技術(shù)有限公司