石油測井儀的側(cè)向電極組件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及石油測井儀器，更具體地涉及石油測井儀的側(cè)向電極組件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)外的石油測井儀器的側(cè)向電極組件存在多種結(jié)構(gòu)，通常采用內(nèi)部注油實現(xiàn)壓力平衡，電極和絕緣節(jié)順序套在芯棒上的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的缺點在于電極的絕緣性不易保證，儀器零件數(shù)較多，并且由于需要內(nèi)部注油而導(dǎo)致不便于安裝和維護。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，其通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)。
[0004]在本發(fā)明的一個方面中，提供了一種石油測井儀的側(cè)向電極組件，所述側(cè)向電極組件包括:支撐體，所述支撐體是中空的管狀構(gòu)件；絕緣層，所述絕緣層是電絕緣的，并且被布置在所述支撐體的徑向外表面上；纖維增強樹脂層，所述纖維增強樹脂層被布置在所述絕緣層的徑向外表面上；一個或多個導(dǎo)線，所述一個或多個導(dǎo)線大致沿著所述側(cè)向電極組件的縱向中心線的方向布置在所述纖維增強樹脂層內(nèi)，位于所述絕緣層的徑向外側(cè)，所述一個或多個導(dǎo)線在周向上相互隔開；以及環(huán)狀電極，所述環(huán)狀電極位于所述纖維增強樹脂層的周向凹槽中，所述一個或多個導(dǎo)線的每一個的端部電連接到所述環(huán)狀電極，并且所述環(huán)狀電極的徑向外表面的至少一部分暴露在外。
[0005]在一個實施例中，所述支撐體由金屬制成。
[0006]在一個實施例中，所述支撐體由不銹鋼制成。
[0007]在一個實施例中，所述絕緣層是聚醚醚酮層，所述聚醚醚酮層通過靜電噴涂的方式沉積到所述支撐體的徑向外表面上。
[0008]在一個實施例中，所述纖維增強樹脂層是玻璃纖維增強樹脂層。
[0009]在一個實施例中，所述環(huán)狀電極的形狀與所述支撐體的橫截面形狀匹配。
[0010]在一個實施例中，所述環(huán)狀電極和所述纖維增強樹脂層之間形成密封。
[0011 ] 在一個實施例中，所述環(huán)狀電極是沒有缺口的完整環(huán)。
[0012]在本發(fā)明的另一個方面中，提供了一種用于制造石油測井儀的側(cè)向電極組件的方法，所述方法包括:提供支撐體，所述支撐體是中空的管狀構(gòu)件；在所述支撐體的徑向外表面布置絕緣層，所述絕緣層是電絕緣的；在所述絕緣層的徑向外表面上纏繞纖維布，然后將樹脂注入纖維布中并加熱固化，從而形成具有第一厚度的第一纖維增強樹脂層；將一個或多個導(dǎo)線沿軸向布置在所述第一纖維增強樹脂層的徑向外表面上，使得所述一個或多個導(dǎo)線在周向上相互隔開；將環(huán)狀電極圍繞所述第一纖維增強樹脂層布置在其徑向外表面上；將所述一個或多個導(dǎo)線中的每一個的端部電連接到所述環(huán)狀電極；在所述第一纖維增強樹脂層的徑向外表面上纏繞纖維布，然后將樹脂注入纖維布中并加熱固化，從而形成具有第二厚度的第二纖維增強樹脂層，使得所述一個或多個導(dǎo)線和所述環(huán)狀電極被包封在所述第一纖維增強樹脂層和所述第二纖維增強樹脂層之間；以及對所述第二纖維增強樹脂層進行加工，使得所述環(huán)狀電極的徑向外表面的至少一部分暴露在外而所述一個或多個導(dǎo)線依然被包封在所述第一纖維增強樹脂層和所述第二纖維增強樹脂層之間。
[0013]在一個實施例中，通過如下方式將所述一個或多個導(dǎo)線布置在所述第一纖維增強樹脂層的徑向外表面上:在所述第一纖維增強樹脂層的徑向外表面加工一個或多個軸向凹槽，所述一個或多個軸向凹槽在周向上相互隔開，然后將所述一個或多個導(dǎo)線分別放置在所述第一纖維增強樹脂層的所述一個或多個軸向凹槽中。
【附圖說明】
[0014]通過參照以下的詳細描述和權(quán)利要求并同時考慮附圖，可對本發(fā)明有更加完整的理解并且能夠意識到本發(fā)明所具有的其他優(yōu)點。在全部附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。在附圖中:
圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的石油測井儀的側(cè)向電極組件的縱向剖視圖；
圖2是圖1所示的側(cè)向電極組件沿線A-A剖切的示意性橫截面圖；并且圖3是流程圖，示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于制造石油測井儀的側(cè)向電極組件的方法。
【具體實施方式】
[0015]在本發(fā)明的一個方面中，提供了一種石油測井儀的側(cè)向電極組件。圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的石油測井儀的側(cè)向電極組件100的縱向剖視圖。在圖1所示的實施例中，側(cè)向電極組件100關(guān)于縱向中心線X對稱，因此僅示出了側(cè)向電極組件100的上半部分。
[0016]如圖1所示，側(cè)向電極組件100包括支撐體101、絕緣層102，纖維增強樹脂層103、一個或多個導(dǎo)線104、以及環(huán)狀電極105。
[0017]支撐體101是中空的管狀構(gòu)件，起承壓作用。在一個實施例中，支撐體101能夠承受例如140 MPa的壓力。在一個實施例中，支撐體101可以由金屬制成，例如由不銹鋼制成。在其他實施例中，支撐體101也可以由任何其他能夠耐壓的適當(dāng)材料制成。在一個實施例中，支撐體101的橫截面是圓形的。在其他實施例中，支撐體101的橫截面也可以是橢圓形、矩形、正方形、三角形、五邊形或任何其他合適的形狀。
[0018]絕緣層102是電絕緣的，并且被布置在支撐體101的徑向外表面上。在一個實施例中，絕緣層102是聚醚醚酮(PEEK)層，通過例如靜電噴涂的方式將聚醚醚酮樹脂沉積到支撐體101的徑向外表面上，然后經(jīng)過烘烤(例如400攝氏度的烘烤)，形成致密的絕緣層。在一個實施例中，絕緣層102的徑向厚度為大約200?1000微米。
[0019]纖維增強樹脂層103被布置在絕緣層102的徑向外表面上。在一個實施例中，纖維增強樹脂層103是玻璃纖維增強樹脂層，也稱為玻璃鋼層。在一個實施例中，纖維增強樹脂層103的徑向厚度為大約6毫米。
[0020]導(dǎo)線104大致沿著縱向中心線X的方向布置在纖維增強樹脂層103內(nèi)，位于絕緣層102的徑向外側(cè)。導(dǎo)線104用于傳導(dǎo)電流。在一個實施例中，側(cè)向電極組件100可以包括多個導(dǎo)線104，所述多個導(dǎo)線104彼此基本平行地沿著縱向中心線X延伸，并且在周向上相互隔開。在一個實施例中，多個導(dǎo)線104在周向上均勻地相互隔開。在一個實施例中，導(dǎo)線104可以是耐高溫的高溫導(dǎo)線。
[0021]在一個實施例中，環(huán)狀電極105的形狀與支撐體101的橫截面形狀匹配。如圖1所示，環(huán)狀電極105位于纖維增強樹脂層103的周向凹槽中，并且導(dǎo)線104的一個端部電連接(例如焊接)到環(huán)狀電極105，環(huán)狀電極105的徑向外表面的至少一部分暴露在外。在一個實施例中，環(huán)狀電極105的前端面、后端面和徑向內(nèi)表面與纖維增強樹脂層103的周向凹槽接觸。在一個實施例中，環(huán)狀電極105和纖維增強樹脂層103之間形成密封，從而例如防止周圍環(huán)境中的水分、泥漿等等接觸導(dǎo)線104。在一個實施例中，環(huán)狀電極105是沒有缺口的完整環(huán)。
[0022]圖2是圖1所示的側(cè)向電極組件100沿線A-A剖切的示意性橫截面圖。在圖2所示的實施例中，側(cè)向電極組件100的支撐體101、絕緣層102，纖維增強樹脂層103和環(huán)狀電極105的橫截面均為圓形。在圖2所示的實施例中，側(cè)向電極組件100具有在周向上均勻地相互隔開的13個導(dǎo)線104。
[0023]在本發(fā)明的另一個方面