專利名稱：不均勻電場(chǎng)持水率測(cè)井儀敏感探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于測(cè)量?jī)x器的傳感器，尤其適用于受地層水礦化度影響的井下測(cè)水儀的持水率敏感探頭。
利用電磁波諧振技術(shù)測(cè)量原油含水率的關(guān)鍵技術(shù)是敏感探頭及其與諧振電路的匹配。當(dāng)原油的含水率發(fā)生變化時(shí)，探頭電容量隨之改變，實(shí)現(xiàn)了諧振回路的振蕩電壓受含水率調(diào)諧。有中國(guó)專利“井下找水儀的超高頻傳感器(ZL87201552.1)”，其敏感探頭采用沿用至今的同軸式電容器。經(jīng)實(shí)踐證明，當(dāng)水為連續(xù)相時(shí)，輸出信號(hào)隨地層水礦化度的增加而增大，使測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差達(dá)到30％或更大，失去了實(shí)用意義。另有中國(guó)發(fā)明專利“電容傳感器非均勻探頭(96114153.0)”，提出利用凸臺(tái)階介質(zhì)絕緣套，調(diào)整其凸臺(tái)階幾何尺寸與諧振電路匹配，可減小礦化度對(duì)輸出信號(hào)的影響直至接近于零。但因其外臺(tái)階是裸露的，不便與其它儀器掛接，而且沒(méi)有解決在探頭內(nèi)走過(guò)電源線問(wèn)題，使用時(shí)只能放置在頂端部位，限制了應(yīng)用場(chǎng)所。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種不均勻電場(chǎng)持水率測(cè)井儀敏感探頭?；鞠貙铀V化度對(duì)輸出信號(hào)的影響，同時(shí)，解決對(duì)掛接在探頭下方的儀器供電走線的問(wèn)題。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，由諧振電路總成、內(nèi)導(dǎo)體、屏蔽走線孔、上下外導(dǎo)體密封套、介質(zhì)套、介質(zhì)堵頭等構(gòu)成敏感探頭，其特征是內(nèi)導(dǎo)體設(shè)計(jì)成雙T型凸臺(tái)階結(jié)構(gòu)，在內(nèi)導(dǎo)體的一側(cè)設(shè)計(jì)有屏蔽走線孔，內(nèi)導(dǎo)體和屏蔽走線孔均安裝于介質(zhì)套內(nèi)，兩者相互絕緣，內(nèi)導(dǎo)體的一端連接諧振電路總成，另一端被介質(zhì)堵頭封堵，介質(zhì)套的兩端有上下外導(dǎo)體密封套，上下外導(dǎo)體密封套通過(guò)連接環(huán)與屏蔽走線孔連為一體作為敏感探頭的外導(dǎo)體。所述內(nèi)導(dǎo)體雙T型凸臺(tái)階結(jié)構(gòu)的凸臺(tái)厚度尺寸a為5～7mm，凸臺(tái)在外導(dǎo)體內(nèi)的相對(duì)位置尺寸b為2～4mm。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是將內(nèi)導(dǎo)體設(shè)計(jì)成雙T型凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，利用凸臺(tái)與外導(dǎo)體形成的較大電容的端部輻射場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)沿軸向不均勻分布電場(chǎng)，改變荷電離子的運(yùn)移方向，使地層水礦化度對(duì)輸出信號(hào)的影響減小直至為零。同時(shí)在介質(zhì)套中設(shè)置了屏蔽走線孔，解決了給掛接儀器供電問(wèn)題。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例來(lái)詳細(xì)描述依據(jù)本實(shí)用新型所提供的不均勻電場(chǎng)持水率測(cè)井儀敏感探頭的具體結(jié)構(gòu)。
附圖是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)用新型所述敏感探頭由諧振電路總成1、連接環(huán)與屏蔽走線孔2、下外導(dǎo)體密封套3、內(nèi)導(dǎo)體4、介質(zhì)套5、介質(zhì)堵頭6、上外導(dǎo)體密封套7等構(gòu)成。在介質(zhì)套5內(nèi)安裝有內(nèi)導(dǎo)體4和屏蔽走線孔2，屏蔽走線孔在內(nèi)導(dǎo)體的一側(cè)，兩者相互絕緣，介質(zhì)套5的兩端分別聯(lián)接上下外導(dǎo)體密封套7、3構(gòu)成敏感探頭的外導(dǎo)體，介質(zhì)堵頭6封堵內(nèi)導(dǎo)體4的一端，內(nèi)導(dǎo)體4的另一端連接諧振電路總成1。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的關(guān)鍵是確定合理的凸臺(tái)厚度尺寸a和凸臺(tái)在外導(dǎo)體內(nèi)的相對(duì)位置尺寸b。a的大小決定探頭對(duì)含水率的敏感量及最大輸出電壓的大小；b的大小決定探頭的初始電容的大小，即決定探頭在空氣中輸出電壓的大?。?a-b)的大小決定礦化度對(duì)輸出信號(hào)的影響。本實(shí)施例中，凸臺(tái)的外徑為10mm,a=6mm,b=3mm。連接環(huán)與屏蔽走線孔2和上下外導(dǎo)體應(yīng)同電位，對(duì)其中的電源引線起屏蔽作用，減小引線對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。本實(shí)用新型所提供的敏感探頭將內(nèi)導(dǎo)體設(shè)計(jì)成雙T型凸臺(tái)階結(jié)構(gòu)，使與內(nèi)導(dǎo)體(電極)接觸的是兩種介質(zhì)，即空氣和絕緣套。由于介質(zhì)厚度不同對(duì)電場(chǎng)減弱效應(yīng)不一樣，使在被測(cè)介質(zhì)表面不再等電位，而是產(chǎn)生沿軸向不均勻的電場(chǎng)，改變荷電離子的運(yùn)移方向，減小傳導(dǎo)電流對(duì)電容傳感器輸出信號(hào)的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)含有礦化度地層水的原油持水率的測(cè)量，其有效作用空間半徑由原來(lái)的0.8cm提高到5.0cm(全井眼)。
權(quán)利要求1.一種不均勻電場(chǎng)持水率測(cè)井儀敏感探頭，由諧振電路總成、屏蔽走線孔、上下外導(dǎo)體密封套、內(nèi)導(dǎo)體、介質(zhì)套、介質(zhì)堵頭等構(gòu)成，其特征在于內(nèi)導(dǎo)體為雙T型凸臺(tái)階結(jié)構(gòu)，在內(nèi)導(dǎo)體的一側(cè)設(shè)計(jì)有屏蔽走線孔，內(nèi)導(dǎo)體和屏蔽走線孔均安裝于介質(zhì)套內(nèi)，兩者相互絕緣，內(nèi)導(dǎo)體的一端與諧振電路總成相接，另一端被介質(zhì)堵頭封堵，介質(zhì)套的兩端接上下外導(dǎo)體密封套，上下外導(dǎo)體密封套通過(guò)連接環(huán)與屏蔽走線孔連為一體作為敏感探頭的外導(dǎo)體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的敏感探頭，其特征在于，所說(shuō)的內(nèi)導(dǎo)體雙T型凸臺(tái)階結(jié)構(gòu)的凸臺(tái)厚度尺寸a=5～7mm；凸臺(tái)在外導(dǎo)體內(nèi)的相對(duì)位置尺寸b=2～4mm。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種不均勻電場(chǎng)持水率測(cè)井儀敏感探頭,與其它儀器配合可以測(cè)量原油中的含水率。它由諧振電路總成、內(nèi)導(dǎo)體、屏蔽走線孔、介質(zhì)套、上下外導(dǎo)體密封套、介質(zhì)堵頭等構(gòu)成。內(nèi)導(dǎo)體設(shè)計(jì)成雙“T”型凸臺(tái)階結(jié)構(gòu),內(nèi)導(dǎo)體的一側(cè)設(shè)計(jì)有屏蔽走線孔,內(nèi)導(dǎo)體和屏蔽走線孔均安裝在介質(zhì)套內(nèi),兩者相互絕緣,內(nèi)導(dǎo)體的一端用介質(zhì)堵頭封堵,另一端接諧振電路總成,介質(zhì)套的兩端連接上下外導(dǎo)體密封套,上下外導(dǎo)體密封套通過(guò)連接環(huán)與屏蔽走線孔連為一體作為敏感探頭的外導(dǎo)體。利用本實(shí)用新型所提供的敏感探頭測(cè)量原油含水率,可以基本消除地層水礦化度對(duì)輸出信號(hào)的影響,提高測(cè)量精度。
文檔編號(hào)E21B44/00GK2315294SQ9724905
公開(kāi)日1999年4月21日 申請(qǐng)日期1997年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月11日
發(fā)明者黃正華 申請(qǐng)人:石油大學(xué)(華東)