一种测井仪的制作方法

1.本技术涉及石油勘探技术领域，具体涉及一种测井仪。


背景技术：

2.现有的测井仪器，例如双侧向测井仪，其标准的承受指标为耐温175℃，但是随着油气勘探向深水深层的不断开拓，出现了越来越多的超深高温油井，超深高温油井内部流体的温度一般超过200℃，远大于现有测井仪器的耐温值，因此现有的测井仪器无法对超深高温油井进行测量。


技术实现要素：

3.鉴于上述问题，本技术提供一种测井仪，能够实现对超深高温油井的测量。
4.本技术提供一种测井仪，其特征在于，包括：外壳体；隔热内壳体，设置于外壳体的内部，隔热内壳体的壁的内部设置有真空隔热腔；电路结构，至少部分电路结构设置于隔热内壳体的内部。
5.本技术提供的测井仪通过在外壳体内部设置隔热内壳体，将电路结构设置于隔热内壳体的内部，并在隔热内壳体的壁的内部设置真空隔热腔，使得外壳体的热量传递至真空隔热腔外侧的壁上后，由于真空隔热腔外侧的壁与内侧的壁之间为真空，没有热传递的介质，因此真空隔热腔外侧的壁的热量在真空隔热腔处无法通过热传递的方式到达真空隔热腔内侧的壁，从而使真空隔热腔内侧的壁的温度变化缓慢，进而测井仪深入超深高温油内进行作业时，可以防止电路结构所在空间的温度升高过快，实现对电路结构的保护，提升测井仪耐温性能。
6.在一种可选的方式中，真空隔热腔的内部设置有隔热支撑结构。通过在真空隔热腔的内部设置隔热支撑结构，提升隔热内壳体的结构强度，从而避免测井仪发生挤压、振动时导致隔热内壳体的结构出现损坏，同时不会对真空隔热腔的隔热效果产生较大影响，从而既提升了隔热内壳体的结构强度，又保证了隔热效果。
7.在一种可选的方式中，隔热支撑结构沿真空隔热腔的周向呈环状设置，且沿真空隔热腔的轴向间隔设置有多个。通过将隔热支撑结构沿真空隔热腔的轴向呈环状设置，从而在真空隔热腔内环形一圈上起到良好的支撑作用，并且通过沿真空隔热腔的轴向间隔设置多个，以对真空隔热腔轴向上的不同位置进行支撑，进而充分提升隔热内壳体的结构强度。
8.在一种可选的方式中，隔热支撑结构沿真空隔热腔的周向呈螺旋状设置。通过将隔热支撑结构沿真空隔热腔的周向呈螺旋状设置，实现了在对真空隔热腔内部沿轴向的各个位置均提供有支撑的基础上，减少对真空隔热腔内部空间的占用，进而实现了在更好地提升隔热内壳体结构强度的同时，减少对真空隔热腔隔热效果的影响。
9.在一种可选的方式中，隔热支撑结构的数量为多个且相互交叉设置。通过将隔热支撑结构的数量设置为多个并且相互交叉设置，以使隔热内壳体的结构强度可以得到进一
步的提升，从而为测井仪的井下作业提供可靠的结构保障。
10.在一种可选的方式中，外壳体内部位于隔热内壳体的一端设置有电气承压件，电气承压件与电路结构电连接，电气承压件朝向外壳体内壁的侧面设置有环形凹槽，环形凹槽内套设有密封圈，环形凹槽内在密封圈的两侧还套设有阻塞环，电气承压件通过密封圈和阻塞环与外壳体密封连接。本技术在电气承压件上的环形凹槽内套设密封圈的同时，还在环形凹槽内密封圈的两侧套设阻塞环，通过将两端阻塞环加中间密封圈的组合结构分别与外壳体的内壁与环形凹槽的内壁过盈配合，提升电气承压件与外壳体内壁之间密封连接的耐压强度，并且经过试验测试，电气承压件与外壳体内壁之间的耐压强度可达175mpa，满足测井仪在超深高温油井作业的耐压要求。
11.在一种可选的方式中，阻塞环的材料包括聚醚醚酮。通过采用由聚醚醚酮材料制备的阻塞环，在提升电气承压件与外壳体内壁之间密封连接的耐压强度的同时，由于聚醚醚酮具有机械强度高、耐高温、耐酸碱、耐水解、耐磨、耐疲劳等性能，从而还可以进一步增强电气承压件与外壳体之间连接的结构强度、耐高温性能、耐腐蚀性能及耐疲劳破坏性能，进而为隔热内壳体内部的电路结构提供可靠的工作环境。
12.在一种可选的方式中，电路结构在隔热内壳体的一端通过电气接头与电气承压件连接，隔热内壳体内部朝向电气接头的一端设置有隔热套，隔热套的两端分别与电路结构和电气接头连接。通过在隔热内壳体内部朝向电气接头的一端设置有隔热套，并将隔热套的两端分别与电路结构和电气接头连接，使得在外壳体中，从电气承压件和电气接头处进入的热量在到达隔热套处后，其热传递的效率被减慢，从而减缓隔热内壳体内部空间的温度变化，保证电路结构所处环境的温度升高缓慢，从而提升进一步提升测井仪的耐温性能。
13.在一种可选的方式中，隔热套内填充有隔热材料。通过在隔热套内填充隔热材料，进一步提升隔热性能，为电路结构的环境温度提供可靠保障。
14.在一种可选的方式中，外壳体的壁厚为13-15mm。将外壳体的壁厚设置为13-15mm，可以使测井仪的耐压强度达到175mpa，从而满足在超深高温油井中进行作业的耐压要求。
15.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。
附图说明
16.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
17.图1为本技术实施例提供的测井仪的剖视结构示意图；
18.图2为本技术实施例提供的测井仪中隔热内壳体的剖视结构示意图；
19.图3为本技术实施例提供的测井仪中其中一段隔热内壳体的侧面透视结构示意图；
20.图4为本技术另一实施例提供的测井仪中其中一段隔热内壳体的侧面透视结构示意图；
21.图5为本技术又一实施例提供的测井仪中其中一段隔热内壳体的侧面透视结构示
意图；
22.图6为图1在a处的局部放大结构示意图。
23.具体实施方式中的附图标号如下：
24.测井仪100，外壳体110，隔热内壳体120，真空隔热腔121，隔热支撑结构122，电路结构130，电气承压件140，环形凹槽141，密封圈142，阻塞环143，电气接头150，隔热套160。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
27.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。
28.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
29.在本技术实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，可以表示：存在a，同时存在a和b，存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
30.在本技术实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
31.在本技术实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
32.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
33.现有的测井仪器，例如双侧向测井仪，其标准的承受指标为耐温175℃，但是随着油气勘探向深水深层的不断开拓，出现了越来越多的超深高温油井，超深高温油井内部流体的温度一般超过200℃，甚至高达230℃，远大于现有测井仪器的耐温值，因此现有的测井
仪器无法对超深高温油井进行测量。
34.具体地，测井仪一般是将检测电路的结构安装在外壳内部并在两端密封连接护帽，实现对外壳内部空间的密封。测井仪深入井下进行测量作业时会完全浸泡在油井内的流体中，由于外壳一般为金属材料，因此在热传递的作用下，外壳的壁很容易将流体的热量传递至外壳内部，使外壳内部温度升高，从而容易导致检测电路的结构受高温影响发生损坏。
35.基于此，本技术提出一种测井仪，通过在外壳体内部设置隔热内壳体，将电路结构设置于隔热内壳体的内部，并在隔热内壳体的壁的内部设置真空隔热腔，使得外壳体的热量传递至真空隔热腔外侧的壁上后，由于真空隔热腔外侧的壁与内侧的壁之间为真空，没有热传递的介质，因此真空隔热腔外侧的壁的热量在真空隔热腔处无法通过热传递的方式到达真空隔热腔内侧的壁，从而使真空隔热腔内侧的壁的温度不会升高过快，进而可以防止电路结构所在空间的温度升高过快，实现对电路结构的保护，提升测井仪耐温性能。
36.请参阅图1，图中示出了本技术一实施例提供的测井仪100的剖视结构，如图中所示，测井仪100包括外壳体110、隔热内壳体120和电路结构130，隔热内壳体120设置于外壳体110的内部，隔热内壳体120的壁的内部设置有真空隔热腔121，至少部分电路结构130设置于隔热内壳体120的内部。
37.需要说明的是，测井仪100中的外壳体110和隔热内壳体120均可以呈筒状结构，以便于伸入井下进行测量作业。并且由于测井仪100在进下作业时，井下流体的压强较大，因此外壳体110可以采用耐压强度较高的金属制成，以保证测井仪100的耐压强度和结构稳定性。隔热内壳体120同样可以采用金属材料制成，以提升结构的稳定性。
38.电路结构130具体可以包括集成并安装在隔热内壳体120内部的电压测量单元、电流测量单元、信号源单元、采集单元、控制单元、接口通讯单元、供电单元以及电路中所需的变压器等，测井仪100深入井下后，通过电路结构130个单元的工作配合，实现对油井的测量作业。
39.测井仪100在装配时，可以先将电路结构130插置于隔热内壳体120中，然后将插置有电路结构130的隔热内壳体120再插置于外壳体110中，完成测井仪100的装配，整个装配步骤方便快捷。
40.本技术发明人对测井仪100进行耐温试验后，得出在232℃的流体环境中，隔热内壳体120内部空间(即电路结构130所在空间)能够在4小时内保持在175℃以下，满足电路设计耐温指标。
41.本技术提供的测井仪100通过在外壳体110内部设置隔热内壳体120，将电路结构130设置于隔热内壳体120的内部，并在隔热内壳体120的壁的内部设置真空隔热腔121，使得外壳体110的热量传递至真空隔热腔121外侧的壁上后，由于真空隔热腔121外侧的壁与内侧的壁之间为真空，没有热传递的介质，因此真空隔热腔121外侧的壁的热量在真空隔热腔处无法通过热传递的方式到达真空隔热腔121内侧的壁，从而使真空隔热腔121内侧的壁的温度变化缓慢，进而测井仪100深入超深高温油内进行作业时，可以防止电路结构130所在空间的温度升高过快，实现对电路结构130的保护，提升测井仪100耐温性能。
42.由于测井仪100在井下作业会发生振动等情况，因此基于隔热内壳体120的强度考虑，本技术进一步提出一种实施方式，具体请参阅2，图中示出了一实施例提供的测井仪100
中隔热内壳体120的剖视结构。如图中所示，真空隔热腔121的内部设置有隔热支撑结构122。
43.隔热支撑结构122可以采用强度较高的隔热材料，通过填充在真空隔热腔121中，起到增强隔热内壳体120壁的强度的作用，同时不会对真空隔热腔121的隔热效果产生较大影响，例如隔热支撑结构122可以采用酚醛泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料或二者组合的夹层结构。
44.测井仪100作业并在油井内移动的过程中，会与井壁之间发生摩擦、磕碰等情况，因此测井仪100会出现挤压、振动等情况，由于隔热内壳体120的壁的内部为真空隔热腔121，因此隔热内壳体120整体结构的强度较低。
45.基于此，通过在真空隔热腔121的内部设置隔热支撑结构122，提升隔热内壳体120的结构强度，从而避免测井仪100发生挤压、振动时导致隔热内壳体120的结构出现损坏，同时不会对真空隔热腔121的隔热效果产生较大影响，从而既提升了隔热内壳体120的结构强度，又保证了隔热效果。
46.关于隔热支撑结构122，本技术进一步提出一种实施方式，具体请参阅图3，图中示出了一实施例提供的测井仪100中其中一段隔热内壳体120的侧面透视结构。如图中所示，隔热支撑结构122沿真空隔热腔121的周向(即环绕隔热内壳体120环形侧壁的方向)呈环状设置，且沿真空隔热腔121的轴向(图中3箭头所示方向)间隔设置有多个。
47.通过将隔热支撑结构122沿真空隔热腔121的轴向呈环状设置，从而在真空隔热腔121内环形一圈上起到良好的支撑作用，并且通过沿真空隔热腔121的轴向间隔设置多个，以对真空隔热腔121轴向上的不同位置进行支撑，进而充分提升隔热内壳体120的结构强度。
48.关于隔热支撑结构122，本技术还提出一种实施方式，具体请参阅图4，图中示出了另一实施例提供的测井仪100中一段隔热内壳体120的侧面透视结构。如图中所示，隔热支撑结构122沿真空隔热腔121的周向呈螺旋状设置。
49.通过将隔热支撑结构122沿真空隔热腔121的周向呈螺旋状设置，实现了在对真空隔热腔121内部沿轴向的各个位置均提供有支撑的基础上，减少对真空隔热腔121内部空间的占用，进而实现了在更好地提升隔热内壳体120结构强度的同时，减少对真空隔热腔121隔热效果的影响。
50.为了使隔热内壳体120的强度可以继续得到提升，本技术在将隔热支撑结构122设置为螺旋状的基础上，又进一步提出一种实施方式，具体请参阅图5，图中示出了又一实施例提供的测井仪100中一段隔热内壳体120的侧面透视结构。如图中所示，隔热支撑结构122的数量为多个且相互交叉设置。
51.可以理解的是，为了方便展示，图5中仅示出了当隔热支撑结构122的数量为两个且相互交叉的一种具体结构，在其他实施例当中，隔热支撑结构122的数量也可以为三个或更多，并且各隔热支撑结构122之间可以在同一位置相互交叉，也可以是其中两个的交叉位置与另外两个的交叉位置不再同一位置。
52.通过将隔热支撑结构122的数量设置为多个并且相互交叉设置，以使隔热内壳体120的结构强度可以得到进一步的提升，从而为测井仪100的井下作业提供可靠的结构保障。
53.由于电路结构130需要在外壳体110内的两端与其他电子设备进行电气连接，并且本技术发明人在实践中发现该电气连接处的耐压强度较低，在测量作业中很容易出现流体渗入的情况，基于此，本技术进一步提出一种实施方式，具体请参阅图6，图中示出了图1在a处的局部放大结构，如图中所示，外壳体110内部位于隔热内壳体120的一端设置有电气承压件140，电气承压件140与电路结构130电连接，电气承压件140朝向外壳体110内壁的侧面设置有环形凹槽141，环形凹槽141内套设有密封圈142，环形凹槽141内在密封圈142的两侧还套设有阻塞环143，电气承压件140通过密封圈142和阻塞环143与外壳体110密封连接。
54.如图6中所示，电气承压件140的两端均设置有插接端，其中朝向隔热内壳体120一端的插接端与电路结构130拔插连接，背离隔热内壳体120一端的插接端则用于与外部电子设备连接，由于一般电路结构130上与电气承压件140匹配的插接端与外部电子设备上与电气承压件140匹配的插接端二者之间的型号及端子数量不同，因此电气承压件140可以起到转接的作用，从而使电路结构130与外部电子设备之间可以正常进行通信。
55.随着油气勘探向深水深层的不断开拓，超深高温油井中流体的压强也越来越大，电气承压件140与外壳体110内壁之间仅通过密封圈进行密封的方式已经无法满足测井仪100的耐压要求。
56.基于此，本技术在电气承压件140上的环形凹槽141内套设密封圈142的同时，还在环形凹槽141内密封圈142的两侧套设阻塞环143，通过将两端阻塞环143加中间密封圈142的组合结构分别与外壳体110的内壁与环形凹槽141的内壁过盈配合，提升电气承压件140与外壳体110内壁之间密封连接的耐压强度，并且经过试验测试，电气承压件140与外壳体110内壁之间的耐压强度可达175mpa，满足测井仪100在超深高温油井作业的耐压要求。
57.进一步地，阻塞环143的材料包括聚醚醚酮。
58.聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone，简称peek)是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物，属特种高分子材料，聚醚醚酮具有机械强度高、耐高温、耐冲击、阻燃、耐酸碱、耐水解、耐磨、耐疲劳等性能。
59.通过采用由聚醚醚酮材料制备的阻塞环143，在提升电气承压件140与外壳体110内壁之间密封连接的耐压强度的同时，由于聚醚醚酮具有机械强度高、耐高温、耐酸碱、耐水解、耐磨、耐疲劳等性能，从而还可以进一步增强电气承压件140与外壳体110之间连接的结构强度、耐高温性能、耐腐蚀性能及耐疲劳破坏性能，进而为隔热内壳体120内部的电路结构130提供可靠的工作环境。
60.请继续参阅图6，在本技术的一些实施例中，电路结构130在隔热内壳体120的一端通过电气接头150与电气承压件140连接，隔热内壳体120内部朝向电气接头150的一端设置有隔热套160，隔热套160的两端分别与电路结构130和电气接头150连接。
61.具体地，隔热套160可以通过采用隔热材料或内部设置真空腔体实现对热传递的限制，使隔热内壳体120内部空间的温度变化缓慢。
62.通过在隔热内壳体120内部朝向电气接头150的一端设置有隔热套160，并将隔热套160的两端分别与电路结构130和电气接头150连接，使得在外壳体110中，从电气承压件140和电气接头150处进入的热量在到达隔热套160处后，其热传递的效率被减慢，从而减缓隔热内壳体120内部空间的温度变化，保证电路结构130所处环境的温度升高缓慢，从而提升进一步提升测井仪100的耐温性能。
63.进一步地，隔热套160内填充有隔热材料。
64.隔热材料具体可以采用泡沫塑料、玻璃棉、高硅氧棉等，并且可以只为其中一种，也可以为多种组合的方式填充在隔热套160内。
65.通过在隔热套160内填充隔热材料，进一步提升隔热性能，为电路结构130的环境温度提供可靠保障。
66.由于超深高温油井中流体的压强较高，基于测井仪100耐压强度的考虑，本技术进一步提出一种实施方式，具体请继续参阅图1，在一些实施例中，外壳体110的壁厚为d，13mm≤d≤15mm。
67.经过本技术发明人试验测试，将外壳体110的壁厚设置为13-15mm，可以使测井仪100的耐压强度达到175mpa，从而满足在超深高温油井中进行作业的耐压要求。
68.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参阅前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。