一种高温超高压微电阻率扫描成像极板及其制备方法与流程

本发明属于石油地质勘探微电阻率井周成像测井技术领域，涉及一种高温超高压微电阻率扫描成像极板及其制备方法。

背景技术：

地层微电阻率扫描成像测井主要反映井壁附近的地层电阻率变化，它是利用多块极板上的双排阵列纽扣状的小电极向井壁地层发射电流，测井过程中，由于各电极接触的岩石成分，结构以及所含流体的不同，引起电流的变化，由此反映井壁各处岩石电阻率的变化，据此可以显示电阻率的井壁成像。极板作为仪器测量的传感器，其质量好坏直接影响测井效果，尤其电极密封绝缘性高低直接影响着测井成像效果。目前，石油勘探开发进入了深层油气开发阶段，仪器耐压指标要求越来越高，比如在新疆塔里木盆地，有的地层测井压力已高于170MPa。而现状大多常规成像测井仪耐压指标在140MPa及以下,已不能满足超高压成像测井需要。加上成像测井是连续井段测量，测井时在推靠器张开状态下极板需贴靠井壁连续工作几百甚至上千米，极板基体外弧面和电极块弧面磨损较严重，直接影响到测井精度。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种高温超高压微电阻率扫描成像极板及其制备方法，能够实现超高温高压高信噪比成像测井仪电阻率测量。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种高温超高压微电阻率扫描成像极板，包括上下扣合且密封连接的极板体上盖和底板，极板体上盖内设置有插排和用于采集数据的电路板，若干电极组成的电极阵列通过若干绝缘套安装在极板体上盖上，且电极阵列与插排相连；极板体上盖的前端设置有堵头，堵头与极板体上盖密封连接。

本发明进一步的改进在于：

所述极板体上盖通过第一O型圈与底板密封。

所述底板上开设有密封槽，第一O型圈安装于密封槽中。

所述极板体上盖与底板通过螺钉固定安装。

所述堵头通过第二O型密封圈与极板体上盖密封。

所述极板体上盖上开设若干排电极孔，每个绝缘套的外表面涂上环氧胶安装入电极孔中，若干电极涂上环氧胶依次安装入对应绝缘套的内孔中。

所述电极孔在极板体上盖上成向心孔结构布置，每个电极孔的下部分为独立孔结构，上部分孔径贯穿相连。

所述绝缘套采用聚酰亚胺PEEK，结构采用毛坯注塑成型后续精加工。

所述极板体上盖的上表面设置有抗磨涂层。

一种高温超高压微电阻率扫描成像极板的制造方法，包括以下步骤：

1)将绝缘套、电极和极板体上盖依次用去油清洁剂、清水和酒精清洗干净，晾干或置于60～80℃烘箱中烘干；

2)在每个绝缘套的外表面涂上环氧胶，并依次装入极板体上盖上的电极孔中，将连排的绝缘套进行整体预紧；再将每个电极的外表面涂上环氧胶，并依次装入每个绝缘套中，逐个预紧固定；

3)将第一O型密封圈置于底板上的密封槽中，将底板与极板体上盖用连接螺钉连接固定，再装上堵头，然后置于高温高压试验筒中试压成型；

4)试压后再进行表面修复，制备得到耐高温200℃，耐高压170MPa的高温超高压微电阻率扫描成像极板。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明结构简单，密封可靠性高，制作成功率高，几乎100％。因为现有技术电极探头和极板基体多采用分体结构，电极块为长方形结构，加大了密封难度，密封可靠性降低，极板整体制造成本增加。现有技术电极密封多采用复合塑料注塑，该方法制作成功率不可能太高，更不可能达到100％。而且注塑需要模具，这又增加了极板成本。而本发明多个电极采用独立安装，密封，在制作过程中即使个别电极绝缘度出现故障，可以进行返修，直到全部合格为止。在返修过程中材料损失很小。这是现有技术做不到的。本发明电极密封绝缘度在现场若出现故障用较低成本能修复，极板基体能反复使用，这是现有技术大多做不到的。为了减少极板体上盖板弧面的磨损，本发明在弧面上喷镀了硬质合金涂层，可降低弧面的磨损。

【附图说明】

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明极板体上盖、绝缘套和电极装配后示意图；

图3是本发明电极孔阵列的结构示意图；其中，(a)为俯视图，(b)为侧剖图；

图4是本发明绝缘套的主视图；

图5是图4的右视图；

图6是本发明电极的结构示意图。

其中：1-极板体上盖；2-绝缘套；3-电极；4-底板；5-第一O型圈；6-堵头；7-第二O型密封圈；8-插排；9-电路板；10-抗磨涂层。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1-4，本发明一种高温超高压微电阻率扫描成像极板，包括上下扣合且密封连接的极板体上盖1和底板4，极板体上盖1内设置有插排8和用于采集数据的电路板9，若干电极3组成的电极阵列通过若干绝缘套2安装在极板体上盖1上，且电极阵列与插排8相连；极板体上盖1的前端设置有堵头6，堵头6与极板体上盖1密封连接。极板体上盖1通过第一O型圈5与底板4密封。底板4上开设有密封槽，第一O型圈5安装于密封槽中。极板体上盖1与底板4通过螺钉固定安装。堵头6通过第二O型密封圈7与极板体上盖1密封。极板体上盖1上开设若干排电极孔，每个绝缘套2的外表面涂上环氧胶安装入电极孔中，若干电极3涂上环氧胶依次安装入对应绝缘套2的内孔中。电极孔在极板体上盖1上成向心孔结构布置，每个电极孔的下部分为独立孔结构，上部分孔径贯穿相连。绝缘套2采用聚酰亚胺PEEK，结构采用毛坯注塑成型后续精加工。极板体上盖1的上表面设置有抗磨涂层10。

如图3所示，本发明极板体上盖1电极阵列排孔设计，为了单排排下12个电极孔，电极孔在极板体上盖弧面上设计成向心孔结构。每个孔下部分呈各自独立孔结构，上部分孔径相贯连成串。绝缘套、电极和极板体上盖阵列排列电极孔的连接密封安装；绝缘套选用高温复合塑料-聚酰亚胺PEEK。结构采用毛坯注塑成型后续精加工的结构，外形结构参见图4和图5。

安装前须将绝缘套、电极和极板体上盖用去油清洁剂、清水和酒精清洗干净，晾干或置于60～80℃烘箱中烘干。如图2所示，绝缘套装配是从左到右逐次将一个个绝缘套分别装入每个电极孔中，再将整排套子整体预紧。然后再将电极从左到右依次装配连接到每个绝缘套内孔中。电极外形见图6。组装好后的绝缘套，电极见图2。将绝缘套涂上环氧胶依次装入极板体上盖1上，将连排绝缘套进行整体预紧；再将电极涂上环氧胶依次装入每个绝缘套内孔中，逐个预紧固定。将O型密封圈5置于底板4上的O型密封槽中，将底板4与极板体上盖1用连接螺钉连接固定，再装上堵头6，如图1所示，置于高温高压试验筒中试压成型。试压后的极板再进行表面修复，合格的耐高温175～200℃，耐高压170MPa的极板就完成了。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。