专利名称：用于测井仪器的极板组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于测井仪器的极板组件，更具体地涉及这种极板组件的密封、承压、绝缘和屏蔽结构。
背景技术：
微电阻率成像测井主要用于裂缝识别与评价，高分辨率薄层评价，地层沉积环境分析，地层层内结构及构造解释，以及岩心定位和描述。使用微电阻率成像仪器测井可获得真实的可视化的高质量井壁地质图像。微电阻率测井仪以精细尺度测量井眼表面电阻率，将此电阻率的测量结果转化成像素强度值，以获得井壁图像。最初开发这样的测井仪是为了用于导电钻井液(诸如水基泥浆)。然而，因为包围测井仪的油基泥浆中的阻抗变化性，所以诸如油基泥浆之类的电阻性钻井液会妨碍此类测量。油基泥浆和人工合成钻井泥浆通过增强井眼稳定性而可极大地减少钻井风险，同时大大的提高钻井效率。但在这样的环境下，微电阻率成像技术的优势不复存在，常规微电阻率成像仪在这样非导电性泥浆中不能很好的工作。在多数情况下，微电阻率井眼成像图的缺乏代表着对成功开发储层的重要信息的丢失。因此，开发出能用于油基泥浆的微电阻率成像仪器十分迫切。极板作为微电阻率成像测井仪的传感器，进行扫描、数据处理等工作。极板的好坏直接影响着测井质量。极板组件是极板的支撑和密封部分。由于极板组件内置电子线路，因此极板组件的密封、承压、绝缘和屏蔽成为了极板实用新型的关键。
实用新型内容本实用新型的目的在于为石油测井仪器，尤其是油基泥浆电阻率成像仪器，提供一种可以180°C、140MPa的工作环境下，承压密封内部腔体不发生泄漏，内部导线不会对电路产生干扰的极板组件结构。为了满足上述要求，本实用新型提供了一种用于测井仪器的极板组件，该极板组件包括:极板基体，所述极板基体包括用于容纳数据采集处理电路的至少一个内部腔体且在下表面限定通达所述至少一个内部腔体的至少一个开口 ；以及至少一个后盖，所述至少一个后盖通过密封螺钉安装在所述极板基体的所述至少一个开口中，其中，所述极板基体包括从顶部向下延伸的至少一个支撑柱，所述至少一个后盖包括与所述极板基体的至少一个支撑柱配合的至少一个支撑柱。根据本实用新型的优选实施例，所述极板组件还包括走线盖，所述走线盖通过螺钉安装在极板基体前端的下表面。根据本实用新型的优选实施例，所述极板基体的所述至少一个支撑柱和所述至少一个后盖的所述至少一个支撑柱均具有长条形截面，所述数据采集处理电路设置有长条形孔。根据本实用新型的优选实施例，内部腔体的数量两个，两个内部腔体通过多个走线通道和多个走线槽彼此连通。根据本实用新型的优选实施例，所述多个走线通道之间相互隔离，且多个走线槽之间相互隔离，当所述至少一个后盖安装在极板基体上时，所述多个走线槽构成封闭结构。根据本实用新型的优选实施例，极板基体前端开有多个第一密封孔，极板基体顶部的两端和中间分别开有第二密封孔和第三密封孔，第二密封孔相对于第三密封孔对称。根据本实用新型的优选实施例，极板基体前端的所述多个第一密封孔装有多个单芯承压密封塞和一个多芯承压密封塞。根据本实用新型的优选实施例，极板基体顶部的第二密封孔装有发射电极密封塞，极板基体顶部的第三密封孔装有接收电极密封塞(36)。根据本实用新型的优选实施例，极板基体内部腔体设有安放数据采集处理电路的方形槽，方形槽两端设有台阶用以支撑数据采集处理电路。根据本实用新型的优选实施例，所述至少一个后盖设置有容纳密封螺钉的螺纹孔，且螺纹孔的尺寸规格比密封螺钉大一号，所述至少一个后盖通过将与螺纹孔相同尺寸规格的螺钉旋入螺纹孔而从极板基体顶出。根据本实用新型的优选实施例，密封螺钉使用端面密封，密封螺钉的头部靠近螺纹的一侧设置有密封槽。根据本实用新型的优选实施例，所述至少一个后盖四周设置有用于容纳密封圈的密封槽。根据本实用新型的优选实施例，所述极板基体的上表面设置有凹部，所述极板组件还包括:绝缘板,所述绝缘板的两端设置有一对凹槽；横向地嵌入在所述绝缘板的凹槽内的一对发射电极板；和电扣，所述电扣嵌入在所述绝缘板的中部；该对发射电极板相对于所述电扣对称地设置。根据本实用新型的优选实施例，所述极板电极系还包括多个锥形弹簧和多个发射电极密封塞，所述锥形弹簧安装在绝缘板两端的孔中，位于发射电极板和发射电极密封塞之间，且与发射电极板和发射电极密封塞相接触；所述发射电极密封塞安装在极板基体两端的密封孔中；所述发射电极板、锥形弹簧和发射电极密封塞构成发射电极系。根据本实用新型的优选实施例，所述极板电极系还包括多个接收电极密封塞，所述接收电极密封塞安装在极板基体中部的密封孔中，绝缘板、电扣和接收电极密封塞构成接收电极系。根据本实用新型的优选实施例，绝缘板是弧形薄板，其宽度与极板基体相等，所述绝缘板采用PEEK树脂材料制成，绝缘板覆盖住极板基体除去前端和尾部以外的表面。根据本实用新型的优选实施例，发射电极板与极板基体之间的绝缘板厚度超过5mm ο根据本实用新型的优选实施例，发射电极板是弧形的金属薄板。[0032]根据本实用新型的优选实施例，电扣底部有圆形凹槽，排列与接收电极密封塞一致。本实用新型的有益效果是:极板基体内部腔体和后盖都具有长条形的支撑柱结构，该结构能够提高后盖的承压强度，还能作为腔内数据采集处理电路的屏蔽结构。所述极板基体具有两个承压内部腔体，内部腔体之间相通，这种设计可以使所述极板组件内装有更多的数据采集处理电路，并且配合后盖和密封圈可靠密封。极板基体内部腔体周围设有走线槽，后盖装配到极板基体上后，所述的走线槽被后盖与极板基体隔离成单独的走线通道，通过走线通道内的信号线和电源线不会对数据采集处理电路产生干扰。极板基体前端密封孔内装有多个单芯承压密封塞和多芯承压密封塞，密封塞之间相互分隔并通过密封圈可靠密封，这种设计使电源和信号电流分离，不会产生干扰。
通过
以下结合附图的详细说明，本实用新型的这些和其他目的和优点将变得更清楚，在附图中:图1是根据本实用新型的一个实施例的极板组件的背面立体图。图2是根据本实用新型的一个实施例的极板组件的正面立体图。图3是根据本实用新型的一个实施例的极板组件的侧向剖视图，其中，绝缘板被移开，以更好地示出极板基体。图4是根据本实用新型的一个实施例的极板组件的极板基体的正向剖视图。图5是根据本实用新型的一个实施例的极板组件的极板基体的水平剖视图。图6是根据本实用新型的一个实施例的极板组件的后盖的立体图。图7是根据本实用新型的一个实施例的极板组件的侧向剖视图。图8是根据本实用新型的一个实施例的极板组件的水平剖视图。图9是根据本实用新型的一个实施例的极板组件的正向剖视图。图10是根据本实用新型的一个实施例的极板组件的立体图。图11是根据本实用新型的一个实施例的极板组件的侧向剖视图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
通过示例性的方式对本实用新型进行进一步的详细说明。图1和图2通过立体图描述了油基泥浆仪器的极板组件的结构，包括极板基体1、多个后盖2、密封螺钉3、走线盖4、数据采集处理电路5、单芯承压密封塞6和多芯承压密封塞7。虽然在图1和2中示出了极板组件包括两个后盖2，但是应当理解的是，极板组件可以包括其它数量的后盖2，例如但不限于3个、4个等，而不偏离本实用新型的范围。所述极板基体I包括用于容纳数据采集处理电路5的至少一个内部腔体且在下表面限定通达所述至少一个内部腔体的至少一个开口。后盖2通过密封螺钉3安装在所述极板基体I的所述至少一个开口中。如图1所示，所述极板基体I包括从顶部向下延伸的至少一个支撑柱15。如图2所示，所述后盖2包括与所述极板基体I的至少一个支撑柱15配合的至少一个支撑柱19。虽然在图1和2中示出了极板基体I的每个内部腔体包括5个支撑柱15且每个后盖2包括5个支撑柱19，但是应当理解的是，极板组件可以包括其它数量的支撑柱15和支撑柱19，例如但不限于3个、4个等，而不偏离本实用新型的范围。如图1和2所示，所述极板基体I的所述至少一个支撑柱15和所述至少一个后盖2的所述至少一个支撑柱19均具有长条形截面。相应地，所述数据采集处理电路5设置有长条形孔，用于使所述极板基体I的所述至少一个支撑柱15或者所述至少一个后盖2的所述至少一个支撑柱19从中穿过。应当理解的是，所述极板基体I的所述至少一个支撑柱
15、所述至少一个后盖2的所述至少一个支撑柱I以及数据采集处理电路5的孔可以采用其它形状，而不偏离本实用新型的范围。极板基体I前端有多个密封孔，里面装有单芯承压密封塞6和多芯承压密封塞7，密封塞通过螺纹连接固定到极板基体I前端的密封孔中。极板基体I内部腔体内装有数据采集处理电路5，数据采集处理电路5通过螺钉固定极板基体I上。走线盖4安装在极板基体I前端，通过螺钉固定在极板基体I上。如图3所示，极板基体I前端有阶梯轴8，后端有两个互相垂直的销孔9，这两个部分配合连接件，使极板组件与油基泥浆仪器其他部分连接。极板基体I顶部的两端和中间开有密封孔10和密封孔11，两端的密封孔10相对于中间密封孔11对称。如图4所示，极板基体I中间的多个密封孔11成扇形分布，密封孔11轴线与极板基体I弧面法线重合，这些密封孔用来安装相应的密封塞。如图5所示，极板基体I前端横向并排开有多个第一密封孔12，第一密封孔12中装有多个单芯承压密封塞6和一个多芯承压密封塞7。应当理解的是，单芯承压密封塞6和多芯承压密封塞7的数量可以是其它数量，而不偏离本实用新型的范围。单芯承压密封塞6和多芯承压密封塞7通过螺纹连接固定在极板基体I上。单芯承压密封塞6和多芯承压密封塞7为耐高温承压件，使用PEEK树脂材料制成，具有良好的绝缘性和耐高温性。如图5所示，极板基体I内部腔体设有安放数据采集处理电路5的方形槽13，方形槽13两端设有半圆形的台阶14用以支撑数据采集处理电路5，台阶代替了通常用的螺柱，有效的利用了空间。方形槽13中部具有长条形的支撑柱15。支撑柱15提高了极板基体I和后盖2的承压强度，并且为腔内数据采集处理电路5上的元件提供屏蔽结构。极板基体I上还设有走线槽16，用来安放从密封孔11引出的导线。如图6所示，后盖2安装在极板基体I上，并通过密封螺钉3固定。后盖2上设有密封槽17，配合密封圈可以保证在井下高温高压环境下的可靠密封。所述后盖2设置有容纳密封螺钉3的螺纹孔18，且螺纹孔18的尺寸规格比密封螺钉3大一号。后盖2通过将与螺纹孔18相同尺寸规格的螺钉旋入螺纹孔18而从极板基体I顶出。后盖2同样具有长条形支撑柱19结构，与极板基体I上的支撑柱15相配合，提高了后盖2的承压强度。密封螺钉3采用端面密封，密封螺钉3的头部靠近螺纹的一侧设置有密封槽。密封槽内装有密封圈，可以保证可靠密封。走线盖4通过螺钉固定在极板基体I前端，可以保护安装在极板基体I上的单芯承压密封塞6和多芯承压密封塞7及相连的导线。[0062]如图7到图9所示，多个数据采集处理电路5安装在极板基体I的内部腔体中。单芯承压密封塞6和多芯承压密封塞7安装在极板基体I前端密封孔中。密封塞外部接线与仪器相连，内部接线通过走线槽20与数据采集处理电路5相连。走线槽20被后盖2和极板基体I隔离成单独通道23，后盖2和极板基体I上设有通道出口 21，可以使所述内部接线连接到数据采集处理电路5上。极板基体I的两个内部腔体之间也设有走线通道22，通道之间相互隔离，从极板基体I上的第一密封孔11引出的导线通过走线通道22和走线槽16连接到两边的数据采集处理电路5上，后盖2安装在极板基体I时，走线槽16成封闭结构，其中的导线之间不会发生干扰。图10和图11描述了油基泥浆极板电极系的结构和组成，其中，极板组件包括极板本体1，绝缘板32，发射电极板33，锥形弹簧34，发射电极密封塞35，接收电极密封塞36和电扣31。所述极板本体I的上表面设置有开口。所述绝缘板32安装在所述极板本体I的开口中，所述绝缘板32的两端设置有一对凹槽。一对发射电极板33横向地嵌入在所述绝缘板32的凹槽内。所述电扣31嵌入在所述绝缘板32的中部。该对发射电极板33相对于所述电扣31对称地设置。接收电极密封塞36安装在极板本体I中部的第三密封孔11中，电扣31嵌入在绝缘板32内，并与接收电极密封塞36头部配合接触。如图10所示，10个电扣31设置在所述绝缘板32的中部，且布置成两排。应当理解的是，绝缘板32可以设置其它数量和排列的电扣31，而不偏离本实用新型的范围。所述极板组件可以包括多个锥形弹簧34和多个发射电极密封塞35，所述锥形弹簧34安装在绝缘板两端的孔中，位于发射电极板33和发射电极密封塞35之间，且与发射电极板33和发射电极密封塞35相接触；所述发射电极密封塞35安装在极板本体I两端的第二密封孔10中。所述极板组件可以包括多个接收电极密封塞36，所述接收电极密封塞36安装在极板本体I中部的第三密封孔11中。绝缘板32，发射电极板33，锥形弹簧34，发射电极密封塞35构成了极板电极系的发射电极系。绝缘板32，电扣31，接收电极密封塞36构成了极板电极系的接收电极系。如图10所示，绝缘板32是弧形薄板，宽度与极板本体I 一致，并与极板本体I弧面紧密贴合。绝缘板32采用PEEK树脂材料制成，具有良好的绝缘性。绝缘板32覆盖住极板本体I除去前端和尾部的表面，使极板发射电极系与接收电极系之间形成的电场不会受到极板本体I影响。如图11所示，发射电极板33是弧形金属薄板，横向放置嵌入在绝缘板32两端，并相对绝缘板32中部的电扣31成对称。发射电极板33增大了发射电极系面积，使发射电流
信号覆盖面更广。发射电极板33与极板本体I之间的绝缘板32厚度超过5mm，保证了发射电极板33与极板本体I之间的绝缘性。发射电极板33和发射电极密封塞35之间通过锥形弹簧34连接，锥形弹簧34与上下两边形成了压力接触，使信号传递良好。锥形弹簧34占用空间小，弹性变形大，适合在狭小空间内使用。发射电极密封塞35安装在极板本体I两端的密封孔中，位置与发射电极板相对应。虽然图11仅仅示出了每个发射电极板33设置有一个发射电极密封塞35。但是应当理解的是，每个发射电极板33可以设置其它数量的发射电极密封塞35，而不偏离本实用新型的范围。现在描述安装用于测井仪器的极板组件的方法，所述方法包括以下步骤:提供极板基体1，所述极板基体I包括用于容纳数据采集处理电路5的至少一个内部腔体且在下表面限定通达所述至少一个内部腔体的至少一个开口；将数据采集处理电路5通过螺钉固定极板基体I上；以及将至少一个后盖2通过密封螺钉3安装在所述极板基体I的所述至少一个开口中。其中，所述极板基体I包括从顶部向下延伸的至少一个支撑柱15，所述至少一个后盖2包括与所述极板基体I的至少一个支撑柱15配合的至少一个支撑柱19。所述方法还可以包括:将走线盖4通过螺钉安装在极板基体I前端的下表面。极板基体I前端开有多个第一密封孔12，极板基体I顶部的两端和中间分别开有第二密封孔10和第三密封孔11，第二密封孔10相对于第三密封孔11对称，所述方法还可以包括:将多个单芯承压密封塞6和一个多芯承压密封塞7安装在极板基体I前端的所述多个密封孔12中；将发射电极密封塞25安装在极板基体I顶部的第二密封孔10中；以及将接收电极密封塞36安装在极板基体I顶部的第三密封孔11中。所述至少一个后盖2四周设置有密封槽17，所述方法还可以包括:在将至少一个后盖2通过密封螺钉3安装在所述极板基体I的所述至少一个开口中之前，将密封圈放置在所述至少一个后盖2的密封槽17内。所述极板基体I的上表面设置有凹部，所述方法还可以包括:将绝缘板32安装在所述极板基体I的凹部中，所述绝缘板32的两端设置有一对凹槽；将一对发射电极板33横向地嵌入在所述绝缘板32的凹槽内；和将电扣31嵌入在所述绝缘板32的中部；该对发射电极板33相对于所述电扣31对称地设置。极板基体I内部腔体和后盖2都具有长条形的支撑柱结构15和19，该结构能够提高后盖的承压强度，还能作为腔内数据采集处理电路5的屏蔽结构。所述极板基体I具有两个承压内部腔体，内部腔体之间相通，这种设计可以使所述极板组件内装有更多的数据采集处理电路5，并且配合后盖2和密封圈可靠密封。极板基体I内部腔体周围设有走线槽16，后盖2装配到极板基体I上后，所述的走线槽16被后盖2与极板基体I隔离成单独的走线通道，通过走线通道内的信号线和电源线不会对数据采集处理电路5产生干扰。极板基体I前端密封孔内装有多个单芯承压密封塞6和多芯承压密封塞7，单芯承压密封塞6和多芯承压密封塞7之间相互分隔并通过密封圈可靠密封，这种设计使电源和信号电流分离，不会产生干扰。应该理解的是，以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案。尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，但是本领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型的精神和范围，而所附权利要求意在涵盖落入本实用新型精神和范围中的这些修改或者等同替换。
权利要求1.一种用于测井仪器的极板组件，该极板组件包括: 极板基体(1)，所述极板基体(1)包括用于容纳数据采集处理电路(5)的至少一个内部腔体且在下表面限定通达所述至少一个内部腔体的至少一个开口 ；以及 至少一个后盖(2)，所述至少一个后盖(2)通过密封螺钉(3)安装在所述极板基体(I)的所述至少一个开口中， 其中，所述极板基体(I)包括从顶部向下延伸的至少一个支撑柱(15)，所述至少一个后盖(2)包括与所述极板基体(I)的至少一个支撑柱(15)配合的至少一个支撑柱(19)。
2.根据权利要求1所述的极板组件，其特征在于，所述极板组件还包括走线盖(4)，所述走线盖(4)通过螺钉安装在极板基体(I)前端的下表面。
3.根据权利要求1所述的极板组件，其特征在于，所述极板基体(I)的所述至少一个支撑柱(15)和所述至少一个后盖(2)的所述至少一个支撑柱(19)均具有长条形截面，所述数据采集处理电路(5)设置有长条形孔。
4.根据权利要求1所述的极板组件，其特征在于，内部腔体的数量两个，两个内部腔体通过多个走线通道(22)和多个走线槽(16)彼此连通。
5.根据权利要求4所述的极板组件，其特征在于，所述多个走线通道(22)之间相互隔离，且多个走线槽(16)之间相互隔离，当所述至少一个后盖(2)安装在极板基体(I)上时，所述多个走线槽(16)构成封闭结构。
6.根据权利要求1所述的极板组件，其特征在于，极板基体(I)前端开有多个第一密封孔(12)，极板 基体(1)顶部的两端和中间分别开有第二密封孔(10)和第三密封孔(11)，第二密封孔(10)相对于第三密封孔(11)对称。
7.根据权利要求6所述的极板组件，其特征在于，极板基体(I)前端的所述多个第一密封孔(12)装有多个单芯承压密封塞(6 )和一个多芯承压密封塞(7 )。
8.根据权利要求6所述的极板组件，其特征在于，极板基体(I)顶部的第二密封孔(10)装有发射电极密封塞(25)，极板基体(I)顶部的第三密封孔(11)装有接收电极密封塞(36)。
9.根据权利要求1所述的极板组件，其特征在于，极板基体(I)内部腔体设有安放数据采集处理电路(5)的方形槽(13)，方形槽(13)两端设有台阶(14)用以支撑数据采集处理电路(5)。
10.根据权利要求1所述的极板组件，其特征在于，所述至少一个后盖(2)设置有容纳密封螺钉(3)的螺纹孔(18)，且螺纹孔(18)的尺寸规格比密封螺钉(3)大一号，所述至少一个后盖(2)通过将与螺纹孔(18)相同尺寸规格的螺钉旋入螺纹孔(18)而从极板基体(I)顶出。
11.根据权利要求10所述的极板组件，其特征在于，密封螺钉(3)使用端面密封，密封螺钉(3)的头部靠近螺纹的一侧设置有密封槽。
12.根据权利要求5所述的极板组件，其特征在于，所述至少一个后盖(2)四周设置有用于容纳密封圈的密封槽(17)。
13.根据权利要求1所述的极板组件，其特征在于，所述极板基体(I)的上表面设置有凹部，所述极板组件还包括: 绝缘板(32)，所述绝缘板(32)安装在所述极板基体(I)的凹部中，所述绝缘板(32)的两端设置有一对凹槽； 横向地嵌入在所述绝缘板(32)的凹槽内的一对发射电极板(33);和 电扣(31)，所述电扣(31)嵌入在所述绝缘板(32)的中部； 该对发射电极板(33 )相对于所述电扣(31)对称地设置。
14.根据权利要求13所述的极板组件，其特征在于，所述极板组件还包括多个锥形弹簧(34)和多个发射电极密封塞(35)，所述锥形弹簧(34)安装在绝缘板两端的孔中，位于发射电极板(33 )和发射电极密封塞(35 )之间，且与发射电极板(33 )和发射电极密封塞(35 )相接触；所述发射电极密封塞(35)安装在极板基体(I)两端的密封孔中；所述发射电极板(33)、锥形弹簧(34)和发射电极密封塞(35)构成发射电极系。
15.根据权利要求14所述的极板组件，其特征在于，所述极板组件还包括多个接收电极密封塞(36)，所述接收电极密封塞(36)安装在极板基体(I)中部的密封孔中，绝缘板(32)、电扣(31)和接收电极密封塞(36)构成接收电极系。
16.根据权利要求13所述的极板组件，其特征在于，绝缘板(32)是弧形薄板，其宽度与极板基体(I)相等，所述绝缘板(32 )采用PEEK树脂材料制成，绝缘板(32 )覆盖住极板基体(I)除去前端和尾部以外的表面。
17.根据权利要求13所述的极板组件，其特征在于，发射电极板(33)与极板基体(I)之间的绝缘板(32)厚度超过5mm。
18.根据权利要求13所述的极板组件，其特征在于，发射电极板(33)是弧形的金属薄板。
19.根据权利要求15所述的极板组件，其特征在于，电扣(31)底部有圆形凹槽，排列与接收电极密封塞(36) —致。
专利摘要本实用新型涉及一种用于测井仪器的极板组件，该极板组件包括极板基体(1)，所述极板基体(1)包括用于容纳数据采集处理电路(5)的至少一个内部腔体且在下表面限定通达所述至少一个内部腔体的至少一个开口；以及至少一个后盖(2)，所述至少一个后盖(2)通过密封螺钉(3)安装在所述极板基体(1)的所述至少一个开口中，其中，所述极板基体(1)包括从顶部向下延伸的至少一个支撑柱(15)，所述至少一个后盖(2)包括与所述极板基体(1)的至少一个支撑柱(15)配合的至少一个支撑柱(19)。
文档编号E21B49/00GK202991011SQ201220516428
公开日2013年6月12日 申请日期2012年10月10日 优先权日2012年10月10日
发明者闫辰涣, 黄涛, 刘越, 魏威, 谢昱北 申请人:中国石油集团长城钻探工程有限公司