專利名稱：一種新型雙側(cè)向電極系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及雙側(cè)向測(cè)井儀領(lǐng)域，尤其是一種新型雙側(cè)向電極系。
背景技術(shù)：
雙側(cè)向測(cè)井儀屬于一種油田裸眼井地層電阻率測(cè)量?jī)x器，是電阻率測(cè)井的主要設(shè) 備之一，用于石油勘探測(cè)井，能同時(shí)完成地層侵入帶電阻率和原狀地層電阻率兩種不同探 測(cè)深度的視電阻率測(cè)量，用以研究地層間電阻率的變化，與其它測(cè)井資料配合可直觀地劃 分滲透層，判斷油水層，確定和評(píng)價(jià)地層含油特性。雙側(cè)向電極是雙側(cè)向測(cè)井儀的重要組成 部分，它在電極表面建立起動(dòng)態(tài)的、均勻的等位圓柱狀電場(chǎng)，并迫使圓柱狀電場(chǎng)表面發(fā)出的 電流束徑向流入地層，到達(dá)地層電位為零的無(wú)窮遠(yuǎn)處。 隨著勘探數(shù)控測(cè)井技術(shù)的快速發(fā)展，油田需要獲得更加詳細(xì)的地層信息資料，測(cè) 井儀器必須進(jìn)一步提高分層能力、探測(cè)深度和測(cè)量精度。傳統(tǒng)的雙側(cè)向儀器由電子線路、電 極系和下電極三部分組成，電極系設(shè)計(jì)通常由十一個(gè)金屬電極和非金屬材料構(gòu)成，采用上 下對(duì)稱分布形式，中間為主電極，兩邊對(duì)稱分布一組主監(jiān)督電極、一組輔助監(jiān)督電極和一個(gè) 采樣電極，對(duì)稱的電極之間通過(guò)導(dǎo)線相互連接，主監(jiān)督電路共用同一個(gè)前置放大電路，前置 放大電路安裝在電極系上端殼體內(nèi)；另外，目前國(guó)內(nèi)雙側(cè)向電極系都采用金屬電極和橡膠 硫化成一體模式，可維修性差，僅能一次使用，同時(shí)，橡膠電極系易受硫化氫氣體腐蝕，在超 深井、高鹽度井中絕緣性能差，獲取的測(cè)井資料不能真實(shí)反應(yīng)地層信息。

發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有產(chǎn)品所存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種新型雙側(cè)向電極系。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是這種新型雙側(cè)向電極系，包括上
外殼、下外殼和芯軸，該電極系由一組金屬電極和玻璃鋼隔離套組成，金屬電極和玻璃鋼隔
離套套裝在芯軸的外部，通過(guò)上、下外殼螺紋連接成一體；內(nèi)部采用壓力平衡活塞補(bǔ)償結(jié)
構(gòu)，各個(gè)金屬電極相互獨(dú)立，以中間主電極為中心，上下對(duì)稱分布，上前置放大電路放置在
上外殼內(nèi)，下前置放大電路設(shè)置在下外殼內(nèi)，上前置放大電路和下前置放大電路的一端通
過(guò)密封長(zhǎng)插針和內(nèi)部金屬電極相連，另一端通過(guò)插針和外部線路相連。采用上述設(shè)計(jì)，深側(cè)
向監(jiān)控電路通過(guò)M1+、M3+和M1-、M3-兩組電極采樣地層電壓差，淺側(cè)向監(jiān)控電路通過(guò)Ml+、
M2+和M1_、M2-兩組電極采樣地層電壓差，再經(jīng)過(guò)前置放大電路放大及后續(xù)電路處理，改變
了深、淺側(cè)向動(dòng)態(tài)電場(chǎng)分布，實(shí)現(xiàn)不同深度的地層探測(cè)，能夠?qū)Φ貙舆M(jìn)行精細(xì)劃分，同時(shí)，由
于測(cè)井時(shí)井內(nèi)各處的電位并不相同，采取上下電極相互獨(dú)立采樣方式，能夠取得真實(shí)電壓
值，通過(guò)電路處理后改變電場(chǎng)分布，能夠大大提高儀器測(cè)量精度。 所述的上外殼為A4+電極，下外殼為對(duì)應(yīng)的A4-電極。 所述的上外殼外面套裝著用于電場(chǎng)平衡的絕緣套，上端安裝保護(hù)帽。 所述的下外殼端口裝有保護(hù)塞。 本實(shí)用新型有益的效果是本電極系設(shè)計(jì)采用金屬電極和玻璃鋼隔離套組合而成，內(nèi)部采用壓力平衡活塞補(bǔ)償方式進(jìn)行內(nèi)外壓力平衡補(bǔ)償，能夠保證高溫、高壓條件下的 絕緣性能，提高測(cè)井質(zhì)量，并滿足含硫化氫氣體等復(fù)雜井況條件下使用要求，同時(shí)，儀器的 拆卸、清洗、保養(yǎng)非常方便，能夠重復(fù)使用。提高了儀器縱向分層能力、徑向探測(cè)深度和測(cè)量 精度，真實(shí)反映了地層信息。

圖1是本發(fā)明的整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是電極系平衡活塞的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是前置放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是芯軸的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明1.保護(hù)帽；2.螺紋環(huán)；3.上外殼；4.第一絕緣套；5. A*+電極；
6.第一隔離套；7.A3+電極；8.第二隔離套；9. M3+電極；10.第三隔離套；11. M2+電極；
12.第四隔離套；13.Ml+電極；14.第五隔離套；15.A0電極；16.第六隔離套；17.Ml-電極；
18.第七隔離套；19. M2-電極；20.第八隔離套；21. M3-電極；22.第九隔離套；23. A3-電
極；24.第十隔離套；25.A*_電極；26.第二絕緣套；27.下外殼；28.保護(hù)塞；29.活塞； 30.活塞密封圈；31.碟形彈簧；32.插針；33.前置放大器；34.密封長(zhǎng)封針；35.芯軸。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明 如圖所示，這種新型雙側(cè)向電極系，包括上外殼3、下外殼27和芯軸，該電極系由 十三個(gè)獨(dú)立的金屬電極和玻璃鋼隔離套組成，上外殼3為A4+電極，下外殼27為對(duì)應(yīng)的
A4-電極。金屬電極和玻璃鋼隔離套套裝在芯軸的外部，通過(guò)上、下外殼螺紋連接成一體；
內(nèi)部采用壓力平衡活塞補(bǔ)償方式進(jìn)行內(nèi)外壓力平衡補(bǔ)償，能夠保證高溫、高壓條件下的絕 緣性能，提高測(cè)井質(zhì)量，并滿足含硫化氫氣體等復(fù)雜井況條件下使用要求，同時(shí)，儀器的拆
卸、清洗、保養(yǎng)非常方便，能夠重復(fù)使用。各個(gè)金屬電極相互獨(dú)立，以中間主電極(AO電極 15)為中心，上下對(duì)稱分布。上前置放大電路放置在上外殼3內(nèi)，下前置放大電路設(shè)置在下 外殼27內(nèi)，深、淺側(cè)向主聚焦系統(tǒng)采用不同的采樣電極進(jìn)行采樣。上前置放大電路和下前 置放大電路的一端通過(guò)密封長(zhǎng)插針34和內(nèi)部金屬電極相連，另一端通過(guò)插針32和外部線
路相連。
電極系的整體實(shí)現(xiàn)參照附圖1。 電極系由電極、隔離套等零部件及其貫穿儀器內(nèi)部的芯軸35(參照附圖4)組成， 電極、隔離套等零部件套在芯軸的外部，通過(guò)上、下外殼螺紋擰緊成一體。上外殼3通過(guò)螺 紋環(huán)2連接到芯軸35上端，上外殼3內(nèi)部有上前置放大電路，外面套著第一絕緣套4，起電 場(chǎng)平衡作用，上端安裝保護(hù)帽1對(duì)上部接口進(jìn)行保護(hù)。M1+電極13、 Ml-電極17、 M2+電極 11、M2-電極19、M3+電極9、M3-電極21、A3+電極7、A3_電極23、A*+電極5、A*_電極25、 A4+電極3、A4-電極27和一組隔離套對(duì)稱分布在AO電極15的兩端，并依靠與芯軸下端螺 紋連接的下外殼27壓緊；該組隔離套包括第一隔離套6、第二隔離套8、第三隔離套10、第 四隔離套12、第五隔離套14 ;第六隔離套16、第七隔離套18、第八隔離套20、第九隔離套22 和第十隔離套24。下外殼27外套的第二絕緣套26，端口裝上保護(hù)塞28對(duì)下端進(jìn)行保護(hù)，
4下前置放大電路在下外殼27內(nèi)。芯軸上、下兩端通過(guò)芯軸上安裝的密封長(zhǎng)插針34實(shí)現(xiàn)液 空連接，電極經(jīng)芯軸上密封長(zhǎng)插針34與電路相連。A3+電極4內(nèi)的壓縮彈簧與下外殼27共 同作用產(chǎn)生一定的壓力，壓緊芯軸外依次安裝的各個(gè)零件，并使零件間的密封圈產(chǎn)生一定 的形變起到密封作用，當(dāng)八3+電極7內(nèi)的壓縮彈簧間隙為l-1.5mm時(shí)，表明探頭的電極、隔 離套裝配到位。但是，僅僅依靠端面密封圈并不能滿足140MPa高壓下的密封要求。為了解 決上述問(wèn)題，探頭整體設(shè)計(jì)了壓力平衡系統(tǒng)。在芯軸、電極和隔離套等零件組成的圓筒和活 塞(位于A3-電極23內(nèi))組成的密閉腔體內(nèi)充入硅油，不僅提高了電極間的絕緣性能，并能 推動(dòng)活塞調(diào)節(jié)儀器內(nèi)外壓力差，當(dāng)外界壓力大于內(nèi)部壓力時(shí)，活塞向內(nèi)移動(dòng)。實(shí)際測(cè)井時(shí)， 隨著地層溫度的增加，腔體內(nèi)硅油的體積因溫度升高而膨脹，推動(dòng)活塞向外移動(dòng)，使電極系 內(nèi)外壓保持自動(dòng)平衡。 A3-電極23系統(tǒng)自動(dòng)平衡的實(shí)現(xiàn)參照附圖2。 A3-電極23及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如附圖2所示。當(dāng)溫度升高后，硅油膨脹壓力推動(dòng)碟形
彈簧31移動(dòng)，當(dāng)活塞密封圈30滑過(guò)卸油孔后，硅油通過(guò)卸油孔排出探頭，釋放探頭內(nèi)部壓
力；外界壓力大于硅油膨脹壓力時(shí)，活塞29向內(nèi)移動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)儀器內(nèi)部硅油所占空間的
大小，使電極內(nèi)外的壓力保持動(dòng)態(tài)平衡，儀器內(nèi)部壓力與外界環(huán)境壓力相差很小。隔離套和
電極間的密封圈正是在這樣的小壓差環(huán)境下，依靠八3+電極4內(nèi)的壓縮彈簧和下外殼27共
同作用產(chǎn)生的壓緊力足以滿足探頭密封要求。 前置放大電路與電極之間的連接參照附圖3。 為了保證采樣信號(hào)的真實(shí)性，提高信噪比，兩個(gè)前置放大器33分別放置于靠近電 極的上、下外殼內(nèi)，外殼外部套上絕緣套管，以保持電流回路一定距離和電極對(duì)稱，前放一 端通過(guò)密封長(zhǎng)插針34和內(nèi)部電極相連，另一端通過(guò)插針32和外部線路相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)聚焦電 極采樣電壓信號(hào)放大。 除上述實(shí)施例外，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新 型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種新型雙側(cè)向電極系，包括上外殼(3)、下外殼(27)和芯軸，其特征在于該電極系由一組金屬電極和玻璃鋼隔離套組成，金屬電極和玻璃鋼隔離套套裝在芯軸的外部，通過(guò)上、下外殼螺紋連接成一體；內(nèi)部采用壓力平衡活塞補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，各個(gè)金屬電極相互獨(dú)立，以中間主電極為中心，上下對(duì)稱分布，上前置放大電路放置在上外殼(3)內(nèi)，下前置放大電路設(shè)置在下外殼(27)內(nèi)，上前置放大電路和下前置放大電路的一端通過(guò)密封長(zhǎng)插針(34)和內(nèi)部金屬電極相連，另一端通過(guò)插針(32)和外部線路相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型雙側(cè)向電極系，其特征在于所述的上外殼(3)為A4+電 極，下外殼(27)為對(duì)應(yīng)的A4-電極。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型雙側(cè)向電極系，其特征在于所述的上外殼(3)外 面套裝著用于電場(chǎng)平衡的絕緣套(4)，上端安裝保護(hù)帽(1)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的新型雙側(cè)向電極系，其特征在于所述的下外殼(27)端 口裝有保護(hù)塞(28)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種新型雙側(cè)向電極系，包括上外殼、下外殼和芯軸，該電極系由一組金屬電極和玻璃鋼隔離套組成，金屬電極和玻璃鋼隔離套套裝在芯軸的外部，通過(guò)上、下外殼螺紋連接成一體；內(nèi)部采用壓力平衡活塞補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，各個(gè)金屬電極相互獨(dú)立，以中間主電極為中心，上下對(duì)稱分布，上前置放大電路和下前置放大電路的一端通過(guò)密封長(zhǎng)插針和內(nèi)部金屬電極相連，另一端通過(guò)插針和外部線路相連。本實(shí)用新型有益的效果是本電極系設(shè)計(jì)采用金屬電極和玻璃鋼隔離套組合而成，內(nèi)部采用壓力平衡活塞補(bǔ)償方式進(jìn)行內(nèi)外壓力平衡補(bǔ)償，能夠保證高溫、高壓條件下的絕緣性能，提高測(cè)井質(zhì)量，并滿足含硫化氫氣體等復(fù)雜井況條件下使用要求。
文檔編號(hào)G01V3/18GK201489123SQ200920116689
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
發(fā)明者余剛, 劉寧, 吳建農(nóng), 吳玉飛, 彭原平, 方加生, 王存田, 王林, 王界益, 鄧海斌, 陳文峰, 陳斌, 陳海貴 申請(qǐng)人:西部鉆探測(cè)井公司;杭州瑞利聲電技術(shù)公司