探析石油测井仪器的耐高压设计方法运用

井冬月

中国石油集团测井有限公司大庆分公司 黑龙江 大庆 163412

摘要：若想保证石油测井仪器的使用精准度，必须做好耐高压设计的严格把控。因此，深度分析此课题，明确因为压力原因造成的问题，通过问题分析，提出有效的耐高压设计方案，为石油测井仪器设计工作、提供设计参考，确保仪器设备的性能质量，有着重要的意义。

关键词：石油测井仪器 耐高压设计 设计方法 精准性

The application of high pressure resistance design method of oil logging instrument is discussed

Jing Dongyue

Daqing Branch of CNPC Logging CO.，LTD，Heilongjiang Daqing 163412

Abstract：In order to ensure the accuracy of oil logging instruments，it is necessary to control the design of high pressure resistance. Therefore，in-depth analysis of this topic，has been clear，because of the pressure causes through the problem analysis，put forward the effective design of resistance to high pressure，working for oil well logging instrument design，provide the design reference，to ensure the quality of the performance of the instruments and equipment，has an important meaning is the combination of oil well logging instrument design method of high voltage is applied，this paper is as follows.

Keywords：Oil logging instrument；High pressure resistance design；Design method；Precision

石油通常储藏在高温高压的地层深处，为探明其具体位置以及产量等基本资料，需要依靠石油测井技术。在石油工业中，石油测井占据的地位较高。开展石油测井工作，离不开仪器设备的支持，比如永磁同步电机等。为保证测井的质量和效益，要做好测井仪器的设计，保证其在高温高压的环境下正常使用。因此，明确高压环境下，仪器失效机理以及设计准则等内容，有着重要的意义。1 石油测井仪器发展现状

从国内外石油科技发展实际来说，获得了极大的进展，石油测井仪器的水平得以提升。以2015年石油十大科技为例，获得了以下成就：1）高分辨率油基泥浆电阻率成像测井仪器。此设备在实际应用中，垂直分辨率可以达到0.24英寸；水平分辨率可以达到0.13英寸。2）钻井井下工具耐高温水平超过200℃。从油气勘探实际来说，不断朝深层和复杂储层拓展，很多钻井的井下温度在200℃左右，甚至超过200℃，压力大于140MPa，增加了钻井和测井等的难度。部分公司积极开展钻井工具耐温耐压技术研究，获得了不错成效，比如随钻测量仪器Tele Scope ICE等，高温高压条件下，技术应用效果较好。结合现有研究分析影响高温高压条件下，影响测井仪应用精准度的主要原因，提出石油测井仪器耐高压设计方法的运用策略。部空间随之变化，进而确保仪器内外部压力处于平衡的状态。一般来说，承压仪器使用时，比如勘探作业，作业压力增加，油液体积会产生变化，不断变小；作业深度的增加，使得测井内部的温度不断增加，受到高温因素的影响，使得油液的体积，在热胀冷缩的影响下，产生膨胀的情况，减小了液体的密度。基于上述原理的综合分析，以及相应的数据计算，可以获得以下结论：当处于最接近理想状态的条件下，使测井仪器处于极限的压力条件下，使用的硅油，其体积缩小程度在4.7%左右；当处于极限温度条件下运行，仪器内的硅油，其体积会增加13.1%。此情况下，使用硅油造成的波动范围，处于合理状态。3 石油测井仪器压力平衡和补偿方式的应用3.1 活塞平衡原理

基于上述分析，能够了解到石油勘探作业中，使用的测井仪器，其内部的油液，随着测井内部温度和压力的变化，随之发生变化。一般来说，油液体积增大，那么活塞受到油液推动作用，会产生移动变化。平衡装置内部的压力增加，若超出了溢流阀开启的基础，那么溢流阀会开放，使得部分油液被释放。若压力不断降低，小于溢流阀开启的压力参数，那么活塞平衡，进而液体的体积会有所缩小。受到弹簧的作用影响，活塞会朝向内部移动，以此能够确保仪器内外部压力均衡，进而实现预期压力补偿目标。需要注意的是，为实现平衡的有效调节，必须保证活塞运动方向以及距离的合理性。活塞的移动空间，其要大于油液缩小的体积。一般来说，活塞和活塞缸之间，常见位移的情况，不过二者处在密封状态，进而密封圈极易被损害。通过分析损害的原因，了解到是因为O型圈和活塞缸之间，极易产生摩擦力，进而使得密封圈被破坏。因此，开展石油测井仪器耐高压设计时，要控制此部2 高温高压条件下影响测井仪压力仪器精确度的主要原因

高温高压的测井条件下，硅油的体积会出现一定的变化。究其原因，是因为硅油自身的特性，其具有氧化稳定特性，以及润滑性和无腐蚀性等特性。除此之外，硅油有着不导电特性，燃点很高，处于高温高压的作业环境下，体积变化不大。目前，石油测井作业中，使用的各类测井仪器设备，多数使用了硅油，用作内外压力平衡介质材料。受到高温高压因素的影响，油液会出现不同程度的体积变化，十二点仪器内 43

技术研究分的摩擦力。采取的方法为：选择平衡活塞内合适的位置，设置润滑的通路，进而使得密封圈和密封面得到有效润滑，减少由于摩擦力过大造成的损坏问题。除此之外，合理增加平衡活塞和心轴接触面长度，进而确保活塞和芯轴处于相同轴向，保证活塞的稳定性，以免测井仪器使用时产生卡顿的情况[1]。运用活塞平衡原理，对石油测井仪器的压力进行平衡，能够达到平衡作用，同时有着较强的抗腐蚀性。采取此方式，虽然能够获得不错的成效，但是极易发生漏油的情况，或者卡滞问题，增加了装置拆装的难度。对于此缺陷，进行石油测井仪器零件的设计和加工时，必须要做好精准计算以及试验，确保其能够达到使用标准。在实际应用中，考虑到石油测井仪器使用时，硅油会不断减少，为保证作业正常开展，要及时做好补充，同时保证仪器处于正常的精确度状态下运行。2019年第4期引发裂纹问题，造成密封失效。对于此问题的避免，需要做好金属波纹管材料选择的严格把控，使用强度比较高，而且具有较好耐磨性的材料，确保金属波纹管的使用稳定性，避免出现密封失效的情况。使用波纹管压力平衡装置，减少直达波对石油测井仪器的影响，进而保证仪器的使用效果。3.3 胶囊压力平衡原理

在石油测井仪器耐高压设计中，除了运用上述原理外，还可以运用胶囊压力平衡原理，保证仪器使用的精准度。一般来说，石油测井作业中，受到温度和压力的变化影响，胶囊内部的油液，其体积极易发生变化。因为胶囊内部的油液体积，极易产生不同程度的变化。因为胶囊装置具有弹性，所以当油液体积变化时，胶囊会随之发生膨胀或缩小的情况，进而实现内外部压力的有效平衡，最终实现压力补偿。采用此方法，相比其他方法，具有一定的优势。因为其结构原理简单，加之装配作业便捷，方便了后期运维检修。不过需要注意的是，胶囊材料极易受到硫化氢的腐蚀，缩短了使用寿命，因此实际应用中，必须定期检查更换[2]。3.2 波纹管压力平衡原理

石油测井仪器耐高压设计中，波纹管压力平衡原理的应用，获得了不错的成效。一般来说，波纹管的组成，具体包括大波纹管和小波纹管，使用时波纹管的端点被固定在石油测井仪器上。仪器使用期间，随着地层深度的增加，井下温度和压力会发生很大的变化，波纹管内部的油液体积，会随之变大或减小。若油液体积增大，受到弹性的影响，大波纹管的体积和长度，都会发生增大的变化；小波纹管则减小，2个管的接头位置会产生移动。在油液体积不断减小，达到某个节点时，大波纹管体积会减小，相反小波纹管体积会变大，中间接头位置向相反方向移动，促使仪器内外部压力处于平衡状态，达到作业要求。需要注意的是，因为金属波纹管的管壁比较薄，部分位置极易被腐蚀，受到腐蚀作用和应力因素的双重作用，使得波纹管即使出现了少许腐蚀部位，极易4 结束语

综上所述，高压作业条件下，石油测井仪器使用过程中，极易产生精准度不足的情况，因此需要在设计时，做好严格的把控。通过分析影响仪器精准度的原因，提出了3种方法，保证仪器设计和使用的精准度，保障测井作业的高效开展。参考文献 

[1]万东.浅析石油测井仪器的耐高压设计方法[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（18）：117-118. 

[2]陈泳旭.石油测井仪器的可靠性指标探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2018，38（15）：9-10. 

（上接第49页）

有重要的推进作用。另外，微生物采油技术还具有成本较低、操作性比较强、工序简单、材料的利用较简单等优点，这样可以降低石油开采的成本，达到经济环保的目的。物采油技术的应用，在实际石油工程的开采过程中要重视石油化工采油技术的应用，在巨大的发展和挑战下取得采油技术的有效提升，促进我国石油化工工程的进步，给我国的工业化建设和现代化水平提供推动作用。4 结束语

综上所述，我国石油化工行业的不断发展，必然给石油采油技术带来巨大机遇和挑战，人们越来越关注石油化工技术的可持续发展性，石油化工采油技术的发展应用可以减少石油资源的浪费，提升石油开发的效率。从现阶段我国石油开发的发展现状来看，要加强石油采油技术的革新，加快物理采油技术、微生参考文献 

[1]汪继军，刘艳霞，张翼祥.石油化工采油技术的现状及未来展望[J].化工管理，2018（32）：226-227.

[2]闫明明，曲皓，等.试论我国微生物采油技术的发展及应用[J].中国石油和化工标准与质量，2016，36（5）：45-46.

（上接第48页）

5 结束语

通过正交试验分析了互溶剂、助剂、增韧剂、固化剂对固结石英砂岩芯抗压强度与渗透率的影响，利用极差法分析了各个指标并对其进行了单目标优化，最后确定了分散型树脂防砂体系配方，试验样品最大抗压强度达8.8MPa，最大渗透率恢复达82.29%。通过现场实施验证了该防砂方法的有效性。参考文献 

[1]侯影飞，孟新迪，齐升东.水分散型活性固砂剂的制备及性能评价[J].油田化学，2018，35（1）：75-79.

[2]金韬，陆晓峰，朱晓磊，等.基于正交试验的E51/T31清漆的制备及其综合性能优化[J].电镀与涂饰，2015，34（18）：1032－1036

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