專利名稱：一種用于石油測井儀器絕緣承壓外殼的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油測井儀器領(lǐng)域，具體說是一種用于石油測井儀器絕緣承壓外殼的
制造方法。
背景技術(shù)：
石油工業(yè)勘探開發(fā)中，在鉆井過程或鉆井完成后有一個重要的工作內(nèi)容是對井下的原油情況進行判定分析，包括原油層深度、原油層厚度、原油量等物理的或化學(xué)的性能參數(shù)。這就需要石油測井儀器來完成這項工作。 眾所周知，感應(yīng)測井與電磁波測井儀器是常規(guī)石油測井裝備的重要組成部分，這些儀器一般都由電子線路和探頭(電極系、線圈系)兩部分組成，儀器探頭屬機電一體化。在全世界測井界電極系目前大都采用油壓平衡技術(shù)；該技術(shù)重要特征是(1)借助皮囊或活塞形成的流體移動封隔與平衡；(2)將井下環(huán)境壓力由玻璃鋼復(fù)合材料絕緣外殼內(nèi)硅油傳遞到浸油的各部件上；(3)浸油中最重要的構(gòu)件是玻璃鋼復(fù)合材料絕緣芯棒，這種技術(shù)要求全部構(gòu)件在油浸和井下高溫高壓條件下性能參數(shù)不超過設(shè)計容限，從而保證電子儀與機械部分正常工作，使儀器的整體性能穩(wěn)定可靠。采用油壓平衡技術(shù)的電極系雖已應(yīng)用多年，但其工藝復(fù)雜，油液容易滲漏，給制作和應(yīng)用維修都帶來諸多不便。 隨著復(fù)合絕緣材料制造業(yè)的發(fā)展，其型材的各種物理性能都有較大幅度的提升，當型材的韌度、剛度、強度、耐溫耐壓及與金屬的粘接性能達到一定技術(shù)水平時，就為革新上述傳統(tǒng)技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于石油測井儀器絕緣電極的承壓外殼的制造方法，制
備的絕緣電極的承壓外殼具有耐高溫、承壓、耐磨好等性能。 為實現(xiàn)上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為 先用高性能纖維纏繞總體制品厚度的1/3通過抽真空注入高溫環(huán)氧膠加熱固化制作底層結(jié)構(gòu)管，再將厚度5mm的PEEK材料管或陶瓷材料管用特殊粘接劑同底層結(jié)構(gòu)管粘接加溫固化為一體，最后外表面再用耐酸纖維纏繞剩余部分，通過抽真空注膠加溫固化制作外層結(jié)構(gòu)管。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點和效果如下
1、本承壓外殼由3種不同材料的結(jié)構(gòu)層組成； 2、所選耐高溫樹脂膠，既可滿足與纖維充分浸透，又能滿足耐溫、承壓、防腐蝕的要求； 3、所用成型工藝獨特，浸膠方式采用抽真空法注膠，膠含量控制更精確，產(chǎn)品更加密實。


圖1為高溫承壓外殼工藝流程圖；
圖2為外層纏繞層抽真空注膠示意圖；
圖3為產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標記說明如下 1-PEEK材料管，2-高性能玄武巖纖維，3-脫模布，4_導(dǎo)流網(wǎng)，5_真空袋，6_高強耐 酸玻璃纖維絲。
具體實施例方式
本發(fā)明通過復(fù)合絕緣材料的創(chuàng)新，研制一種不充油的承壓絕緣新型電極系一絕對 承壓外殼。這種電極系的結(jié)構(gòu)，可廣泛應(yīng)用于感應(yīng)測井、電磁波測井、地層傾角測井、以及其 他需要承受井下泥漿壓力的絕緣外殼中，達到簡化儀器結(jié)構(gòu)，減小儀器長度(可去掉壓力 平衡短節(jié))，降低制造成本的目的。 因為井下幾千米的地質(zhì)環(huán)境十分復(fù)雜。井壁巖石堅硬，在提升測井儀器過程中，絕 對承壓外殼的耐磨性就顯得十分重要。在三、四千米井下溫度175t:、壓力140MPa以上，同 時還伴有原油、天然氣、水、腐蝕氣體H2S 、 C02 、 S02等。這要求絕對承壓外殼在這樣的條件下， 具有優(yōu)異的耐熱性，從而保證絕緣值不得降低，機械拉伸強度不得衰減，膨脹延伸率不得有 大的變化。在耐應(yīng)力腐蝕作用下外觀顏色無變化，材質(zhì)結(jié)構(gòu)不得松馳、裂變、開裂。確保測 井過程中信號傳遞準確，穩(wěn)定可靠。 參見圖3，本發(fā)明絕緣電極的承壓外殼的結(jié)構(gòu)為 最內(nèi)層為整體1/3厚度用高性能纖維通過抽真空注入高溫環(huán)氧膠加熱固化制作 的底層結(jié)構(gòu)管。 中間層為厚度5mm的PEEK材料管1式陶瓷材料管。 最外層為用耐酸纖維通過抽真空注膠加溫固化而成的外層結(jié)構(gòu)管。 承壓外殼的結(jié)構(gòu)形狀和幾何尺寸一般為管狀。長度一般通常為4. 5m以內(nèi)，外徑為
120mm以下，內(nèi)徑按產(chǎn)品設(shè)計和壓力計算，通常為①> 60mm。 例如①60 X①120X3800 ①62XO92X4000 。63. 5X O90X1000 ①61XO90X3800 O70XO92X3800①70X O90X1000 絕緣電極的承壓外殼的制備方法先用高性能纖維通過抽真空注入高溫環(huán)氧膠加 熱固化制作整體1/3厚度的底層結(jié)構(gòu)管，再將厚度5mm的PEEK材料管1或陶瓷材料管用特 殊粘接劑同底層結(jié)構(gòu)管粘接加溫固化為一體。最后外表面再用耐酸纖維通過抽真空注膠加 溫固化制作外層結(jié)構(gòu)管。
參見圖2、圖3， 具體絕緣電極的承壓外殼的制造方法如下 (1)、根據(jù)客戶要求選用合適的芯模，表面涂脫模劑處理； (2)、將芯模安裝到數(shù)控纏繞機上，輸入相關(guān)參數(shù)、長度、外徑、纏繞角，用高性能玄 武巖纖維2或芳綸纖維或高強S玻璃纖維，纏繞產(chǎn)品總體厚度的1/3尺寸，所用高性能玄武 巖纖維2為CBF-2400Tex ;
(3)、配制耐高溫樹脂膠，所用高溫環(huán)氧樹脂為TDE-85，所用環(huán)氧固化劑為甲基六 氫苯酐，加入增韌劑奇士環(huán)氧增韌劑2%，耐磨材料納米級二氧化硅2%，消泡劑1. 5%，真 空攪拌20分鐘，靜置1小時； (4)、外表包覆脫模布3、導(dǎo)流網(wǎng)4、真空袋5抽真空注膠； (5)、階梯加溫固化成型100。C 1小時一120°C 1小時一140°C 1小時一160°C 1小 時一175°C 2小時，保溫降至室溫； (6)、固化好的制品除去真空袋5、導(dǎo)流網(wǎng)4、脫模布3，表面加工、打磨、噴砂；
(7)、按噴砂好的制品外徑尺寸，配做厚度5mm，長度500mm左右的PEEK材料管1 ;
(8)、將PEEK材料管1對接與底層管長度相同尺寸并與底層管用粘接劑粘接為一 體，加溫固化，所用粘接劑為雙馬來酰亞胺改性環(huán)氧樹脂耐溫膠。其配比為E-51環(huán)氧樹 脂100份、無規(guī)羥基液體丁腈橡膠30份、雙馬來酰亞胺100份、二氨基二苯甲烷85份，加溫 IO(TC 1小時一120°C 1小時一140°C 1小時一160°C 2小時； (9) 、 PEEK材料管1外徑打磨、噴砂、偶聯(lián)劑處理，所用偶聯(lián)劑為2%的KH560無水 乙醇溶液； (10)、處理后的PEEK材料管1安裝到數(shù)控纏繞機上，輸入相關(guān)參數(shù)，長度、外徑、纏 繞角，用高強耐酸玻璃纖維絲6或無堿耐酸沃蘭布纏繞至要求尺寸，所用高強耐酸玻璃纖 維絲6為ECR 2400Tex，所用無堿耐酸沃蘭布為WBL-O. 14mm ;
(11)、配制高溫樹脂膠，方法同步驟(3); (12)、外表包覆脫模布3、導(dǎo)流網(wǎng)4、真空袋5抽真空注膠(如圖2所示)； (13)、階梯加溫固化成型100。C 1小時一120°C 1小時一140°C 1小時一160°C 1
小時一175°C 2小時，保溫降至室溫； (14)、固化好的制品除去真空袋5、導(dǎo)流網(wǎng)4、脫模布3，表面加工；
(15)、脫去芯模，按客戶要求尺寸切割，定長度；
(16)、加工好的制品表面涂硅油處理。
權(quán)利要求
一種用于石油測井儀器絕緣承壓外殼的制造方法，其特征在于所述制造方法如下(1)、用纖維纏繞總體制品厚度的1/3的底層結(jié)構(gòu)管，通過抽真空注入高溫環(huán)氧樹脂膠或酚醛樹脂膠或乙烯基樹脂膠或聚脂樹脂膠固化成型，表面加工打磨；(2)、采用厚度5mm，內(nèi)孔尺寸與底層管外徑尺寸相配的PEEK材料管(1)或陶瓷材料管對接，與底層管用粘接劑粘接為一體，加溫固化；(3)、PEEK材料管(1)或陶瓷材料管外徑打磨，偶聯(lián)劑處理，外用防腐性能好的高強耐酸玻璃纖維絲(6)或無堿耐酸沃蘭布纏繞至設(shè)定尺寸，抽真空注入高溫環(huán)氧樹脂膠固化成型。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于石油測井儀器絕緣電極的承壓外殼的制造方法，其特征在于所述的步驟(1)所述的纖維采用的材料為高性能玄武巖纖維(2)或芳綸纖維或高強S玻璃纖維。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于石油測井儀器絕緣電極的承壓外殼的制造方法，其 特征在于所述的步驟(2)所述的PEEK材料管(1)采用的材料為玻璃纖維增強PEEK樹脂。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于石油測井儀器絕緣電極的承壓外殼的制造方法，其特征在于所述的步驟(2)采用的粘接劑為雙馬來酰亞胺改性環(huán)氧樹脂耐溫膠；其配比為E-51環(huán)氧樹脂100份、無規(guī)羥基液體丁腈橡膠30份、雙馬來酰亞胺100份、二氨基二苯甲烷85份。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于石油測井儀器絕緣承壓外殼的制造方法。傳統(tǒng)的工藝復(fù)雜，油液容易滲漏，給制作和應(yīng)用維修都帶來諸多不便。本發(fā)明其承壓外殼由3種不同材料組成，先用高性能纖維，纏繞總體制品厚度的1/3的底層結(jié)構(gòu)管通過抽真空注入高溫環(huán)氧膠，加熱固化，表面加工，再將厚度5mm的PEEK材料管或陶瓷材料管用粘接劑同底層結(jié)構(gòu)管粘接加溫固化為一體，最后外表面再用耐酸纖維纏繞至尺寸通過抽真空注膠加熱固化制作外層結(jié)構(gòu)管，所選耐高溫樹脂膠配方獨特，既可滿足與纖維充分浸透又能滿足耐溫、承壓、防腐的要求，所用成型工藝獨特浸膠方式采用抽真空注膠法，膠含量控制更精確產(chǎn)品更加致密。
文檔編號E21B49/00GK101749008SQ20101010184
公開日2010年6月23日 申請日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者吳亞民 申請人:西安永興科技發(fā)展有限公司