SDZ－3060C双侧向电极系保护器的设计

2013-12-03薛明霞王文周史京进

长江大学学报(自科版) 2013年19期

薛明霞，王文周，史京进

熊治波，李勇超，谭松（中石化中原油田分公司测井公司数据中心，河南濮阳457001）

双侧向测井能同时测量原状带与侵入带地层电阻率，常与微球测井仪组合测井（测量冲洗带电阻率），得到沿井眼径向浅、中、深3条视电阻率曲线。分析测量的电阻率，能够区分饱含导电流体（如含盐水或泥浆滤液）的地层和饱含非导电流体（如含油和气）的地层。

由于井况复杂，加上钻输测井，造成仪器磨损严重，出现SDZ－3060C双侧向电极系磨掉、磨偏等现象。而且双侧向电极棒探头是一次压模而成，电子线路装在电极棒探头腔体内，因此电极系磨损，更换需要到厂家重新制作，代价大，成本高。因此，设计电极系保护器对电极系整体起保护作用，很有必要。

1 电极的制作

SDZ－3060C双侧向电极所用的材料铅丝容易腐蚀生锈，在复杂井况中，常出现铅丝断裂、剥离，造成电极时通时断，甚至不通，电极间电阻变大，影响电流的发射和接收，直接影响测井曲线的质量，影响测井效果。

针对这种情况，笔者采用具有耐磨、耐高温、耐腐蚀、坚固、抗压的无磁不锈钢钢板，作为制作电极的材料，对损坏的电极制作。该材料坚硬，不易成型，加工过程复杂，过程如下：

1）加大焊点在电极正常导通时（内部未损坏），先对焊点进行处理，焊点一般为铜质或铅质，除去表面氧化层，镀锡，在不同的焊点焊上2根铜导线，两端都引出来与电极棒成一直线，同时用2个固定夹，环绕住电极棒，把这2根铜丝固定在电极环上，固定夹用螺丝上好，并焊接，一起焊接在电极环内，保证充分接触，确保电极导通。

图1 无磁不锈钢板制作电极测量、加工示意图

2）制作电极对所选材料进行测量，定位，制作缺口，并在台钳上压制两道边，成90°，然后卷成环形，如图1所示。再在电极位置环抱住电极棒，对边放在90°边的内侧，再用3个固定夹固定。注意所定位的缺口对准电极焊点和固定夹处，如图2所示。然后把这3层钢夹住，扣过来，一点点压实。

3）二次固定去掉外层的固定夹，在环扣边处进行焊接，确保这4层钢连接牢固结实。该方法制作的电极坚固，耐高温，耐腐蚀，不易断裂。

2 电极系保护器的设计

电极磨损后，首先进行修复制作，在这个过程中，由于纯手工制作，无磁不锈钢钢板抗压，难加工，既要有技巧，又需要力量，稍微不到位，就会连接不牢，出现空隙滑动，尽管加大焊点，但是耐用性受限。而且仍然磨损，怎样避免双侧向电极的磨损，在不影响测量的前提下，把电极系保护起来。

根据双侧向测井仪自身的特点，做一个电极系保护外壳，套在电极系上，材料需用耐高温，耐腐蚀、抗压的绝缘材料，不影响各电极对电流的发射和接收。按照电极的分布，设计电极系保护装置的尺寸、间距，尺寸标识如图3所示，以O点对称分布，OO′、O′B、B′C 的长度为12cm，BB′、CC′即M′1、M′2的长度为2.5cm，C′D 长20cm，DD′长38cm，D′E 长0.6cm，EE′长1.5cm，E′F 长6cm，FA′长60cm。其中FA′装玻璃钢套管，起绝缘作用，A′处安装定位不锈钢圈。

根据上述尺寸进行合理设计，电极部分只做简单连接，大部分裸露，其他绝缘塑胶部位外壳压实，结合具体情况，D′E、EE′大约共有2cm长，而且A1、A′＊1需要露出，因此DE′都做成简单连接。同时FA′装玻璃钢套管，在使用中经常磨掉，属于消耗材料，因此，保护器该部分从E′到A′部分外壳压实。保护器的大致形状及具体细节已经成型，套在双侧向电极上。结构示意图如图4所示。

图2 电极安装示意图、实物图

图3 电极系保护器尺寸参照图

图4 电极系保护装置结构示意图

3 电极系保护器的固定

A′处安装定位不锈钢圈，把保护装置的长度延伸到A2电极的不锈钢圈处，由不锈钢圈进行固定。这样把双侧向电极系保护器套在仪器外，双侧向测井仪就像穿了个铠甲，起到一定的保护作用。

为了更好的对电极系保护器进行固定，对不锈钢圈进行改进。改进方案1是把原来的较薄的定位不锈钢圈倒角增大，直径稍微增加，便于仪器下井，又增加不锈钢圈的耐磨性；改进方案2，直径再次增大，耐磨性增强，其结构尺寸改进如表1所示。

表1 结构尺寸

结构图如图5所示，分别为改进前、改进方案1、改进方案2的示意图。同时把易生锈的固定顶丝改为不锈钢顶丝，顶丝的长度由0.5cm增加为0.7cm，对电极系保护器起到很好的固定作用，减少磨损程度。

4 结语

针对SDZ－3060C双侧向测井仪电极系不同的损坏情况，进行重新制作后，测量各电极通断绝缘正常，跟踪小队测井情况，反应测井曲线良好。原有仪器的电极测十多口井就损坏，改进电极测20多口井仍完好无损。安装电极系保护器，将避免电极系受损，做到防患于未然，从根本上解决了仪器的损坏问题。该技术可以推广应用其他仪器的电极。