專利名稱：一種石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)XMAC石油 測井儀器由橡膠內(nèi)膽皮囊，晶體收發(fā)電子元件，兩端帶有內(nèi)、外螺紋的金屬窗ロ骨架，及橡膠外套保護皮囊組成。金屬窗ロ骨架的主要作用是承載連接上下多種其他測井儀器的機械カ。其多個金屬窗ロ的作用是為了信號快速有效傳遞，骨架外的橡膠外套保護皮囊的作用是為了保護不被井壁巖石、碎屑劃破受損及泥漿中含有的礫石進入窗ロ影響信號傳輸。內(nèi)膽皮囊內(nèi)有許多重要的接收或發(fā)射信號的電子晶體元件。采用橡膠材料做內(nèi)膽皮囊是因為橡膠材料的彈性特點和它對聲波信號傳輸?shù)姆人p較小。同樣采用橡膠做外套保護皮囊也是基于它對信號傳遞影響較小。一支測井儀器上有40多個發(fā)射或接收信號的電子晶體元件。ー個信號發(fā)射或接收晶體價格在I. 2萬元左右。橡膠內(nèi)膽皮囊價格在4000元左右，橡膠外套保護皮囊價格在3500元左右。在XNAC測井儀器測井工作時，儀器在地下約2000m-6000m上下往復(fù)工作1_3小吋，收集地下地層相關(guān)信息數(shù)據(jù)。其中橡膠外套保護皮囊不間斷和井壁巖碎屑摩擦接觸。地下2000-6000mエ況條件下十分復(fù)雜，除高溫(> 150°C )、高壓(100MPa_175MPa)及油、汽、水外，伴有腐蝕性有害氣體(H2S, C02)。這些有害氣體在溫度，壓カ共同作用下，致使橡膠老化十分嚴重，加之井壁劃刮擦摩損，橡膠保護套壽命大大縮短。有時，在一口測井任務(wù)不能完成就發(fā)生儀器不能正常工作的現(xiàn)象。重新安裝ー個新的橡膠外套保護皮囊，需要把整串十幾米長的多種系列儀器提升到井上，需要4-5小時時間。可以說是費エ、費時、費料。嚴重影響測井工作效率和經(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供ー種石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料及其制備方法和應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)石油測井儀器橡膠保護套壽命短，嚴重影響測井工作效率和經(jīng)濟效益的問題。為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是ー種石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料，按質(zhì)量比，該材料由6(T70份的非金屬纖維，7、份酚醛環(huán)氧樹脂，7、份氰酸脂樹脂，12^16份甲基納迪克酸酐，4飛份針狀硅灰石組成，所述非金屬纖維的單絲直徑為9_13um0上述非金屬纖維為玻璃纖維或玄武巖纖維或陶瓷纖維。上述石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料的制備方法，所述方法為
第一歩配置膠料
稱取7、份酚醛環(huán)氧樹脂，7、份氰酸脂樹脂，混合后加熱到40度后充分攪拌均勻，再加入12 16份甲基納迪克酸酐攪拌30分鐘，再加入4飛份針狀硅灰石攪拌30分鐘，然后將它們在保溫30-40度的狀態(tài)下靜置I小時，膠料配置完成；第二步制作復(fù)合絕緣保護外殼材料
取6(T70份的玻璃纖維或玄武巖纖維或陶瓷纖維或其他非金屬纖維，要求單絲直徑9-13um, 150度烘烤2小時，排除潮氣后放在數(shù)控纏繞機的紗架上，把預(yù)先配好的膠料導(dǎo)入數(shù)控纏繞機膠槽中，選擇和橡膠保護外套皮囊內(nèi)徑同樣尺寸的管芯模具安裝在數(shù)控纏繞機上，將非金屬纖維纏繞在模具上，纏繞壁厚較橡膠保護外套厚3-5毫米，完成后，在紅外線烘箱內(nèi)固化，依次在100°C固化I小時、在120°C固化2小時、在150°C固化3小時、在175°C固化2小時、在200°C固化2小時，最后自然降到常溫，至此復(fù)合絕緣保護外殼材料制備完成。上述石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料用于制作XMAC聲波測井儀器保護外套。上述復(fù)合絕緣材料用于制作XMAC聲波測井儀器保護外套的方法為取上述制做的管材，以能完全遮擋聲波儀器金屬窗ロ為距離長度尺寸，將外徑加工到和橡膠外套同樣 的尺寸，兩端銑槽，配置上防止串動的管箍擋環(huán)，然后按照金屬窗ロ位置，在復(fù)合絕緣外殼上均勻鉆上直徑為3毫米的小孔，小孔的縱橫間距為8毫米或10毫米，這樣，復(fù)合絕緣保護外套制做完成。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點和效果
I.本發(fā)明制做的復(fù)合絕緣保護外套耐高溫，耐腐蝕，對聲波信號的傳遞衰減干擾小，耐磨損性能遠優(yōu)異于橡膠材料?？梢哉f不但減少了材料損耗和延長了測井儀器使用壽命，而且節(jié)約了因長期橡膠外套損壞而更換耽誤的時間。具體指標耐溫大于175° C，耐壓カ大于140MPa，絕緣值大于500MQ.測井數(shù)量大于10 ロ完好。2.按中國國內(nèi)目前測井裝備的XMAC測井儀器數(shù)量和測井頻率來算，若大批量在國內(nèi)各油田測井隊推廣，毎年直接節(jié)約在1000萬元人民幣，間接經(jīng)濟效益也不可低估。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細說明。ー種石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料，按質(zhì)量比，該材料由6(T70份的非金屬纖維，
I、份酚醛環(huán)氧樹脂，I、份氰酸脂樹脂，12^16份甲基納迪克酸酐，4飛份針狀硅灰石組成，所述非金屬纖維的單絲直徑為9-13um。上述非金屬纖維為玻璃纖維或玄武巖纖維或陶瓷纖維。上述石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料的制備方法，所述方法為
第一歩配置膠料
稱取7、份酚醛環(huán)氧樹脂，7、份氰酸脂樹脂，混合后加熱到40度后充分攪拌均勻，再加入12 16份甲基納迪克酸酐攪拌30分鐘，再加入4飛份針狀硅灰石攪拌30分鐘，然后將它們在保溫30-40度的狀態(tài)下靜置I小時，膠料配置完成；
第二步制作復(fù)合絕緣保護外殼材料
取6(T70份的玻璃纖維或玄武巖纖維或陶瓷纖維或其他非金屬纖維，要求單絲直徑9-13um, 150度烘烤2小時，排除潮氣后放在數(shù)控纏繞機的紗架上，把預(yù)先配好的膠料導(dǎo)入數(shù)控纏繞機膠槽中，選擇和橡膠保護外套皮囊內(nèi)徑同樣尺寸的管芯模具安裝在數(shù)控纏繞機上，將非金屬纖維纏繞在模具上，纏繞壁厚較橡膠保護外套厚3-5毫米，完成后，在紅外線烘箱內(nèi)固化，依次在100°C固化I小時、在120°C固化2小時、在150°C固化3小時、在175°C固化2小時、在200°C固化2小時，最后自然降到常溫，至此復(fù)合絕緣保護外殼材料制備完成。上述石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料用于制作XMAC聲波測井儀器保護外套。其制作方法為取上述制做的管材，以能完全遮擋聲波儀器金屬窗ロ為距離長度尺寸，將外徑加エ到和橡膠外套同樣的尺寸，兩端銑槽，配置上防止串動的管箍擋環(huán)，最重要的是要按照金屬窗ロ位置在復(fù)合絕緣外殼上均勻鉆上直徑為3毫米的小孔，小孔的縱橫間距為8毫米或10毫米，這樣，復(fù)合絕緣保護外套制做完成。實施例I :ー種石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料，按質(zhì)量比，該材料由65份的非金屬纖維，8份酚醛環(huán)氧樹脂，8份氰酸脂樹脂，14份甲基納迪克酸酐，5份針狀硅灰石組成，所述 非金屬纖維的單絲直徑為9-13um。上述非金屬纖維為玻璃纖維或玄武巖纖維或陶瓷纖維。上述石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料的制備方法，所述方法為
第一歩配置膠料
稱取8份酚醛環(huán)氧樹脂，8份氰酸脂樹脂，混合后加熱到40度后充分攪拌均勻，再加入14份甲基納迪克酸酐攪拌30分鐘，再加入5份針狀硅灰石攪拌30分鐘，然后將它們在保溫30-40度的狀態(tài)下靜置I小時，膠料配置完成；
第二步制作復(fù)合絕緣保護外殼材料
取65份的玻璃纖維或玄武巖纖維或陶瓷纖維或其他非金屬纖維，要求單絲直徑9-13um, 150度烘烤2小時，排除潮氣后放在數(shù)控纏繞機的紗架上，把預(yù)先配好的膠料導(dǎo)入數(shù)控纏繞機膠槽中，選擇和橡膠保護外套皮囊內(nèi)徑同樣尺寸的管芯模具安裝在數(shù)控纏繞機上，將非金屬纖維纏繞在模具上，纏繞壁厚較橡膠保護外套厚3-5毫米，完成后，在紅外線烘箱內(nèi)固化，依次在100°C固化I小時、在120°C固化2小時、在150°C固化3小時、在175°C固化2小時、在200°C固化2小時，最后自然降到常溫，至此復(fù)合絕緣保護外殼材料制備完成。上述石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料用于制作XMAC聲波測井儀器保護外套。上述復(fù)合絕緣材料用于制作XMAC聲波測井儀器保護外套的方法為取上述制做的管材，以能完全遮擋聲波儀器金屬窗ロ為距離長度尺寸，將外徑加工到和橡膠外套同樣的尺寸，兩端銑槽，配置上防止串動的管箍擋環(huán)，然后按照金屬窗ロ位置，在復(fù)合絕緣外殼上均勻鉆上直徑為3毫米的小孔，小孔的縱橫間距為8毫米或10毫米，這樣，復(fù)合絕緣保護外套制做完成。實施例2 :—種石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料，按質(zhì)量比，該材料由60份的非金屬纖維，7份酚醛環(huán)氧樹脂，7份氰酸脂樹脂，12份甲基納迪克酸酐，4份針狀硅灰石組成，所述非金屬纖維的單絲直徑為9-13um。上述非金屬纖維為玻璃纖維或玄武巖纖維或陶瓷纖維。上述石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料的制備方法，所述方法為
第一歩配置膠料
稱取7份酚醛環(huán)氧樹脂，7份氰酸脂樹脂，混合后加熱到40度后充分攪拌均勻，再加入12份甲基納迪克酸酐攪拌30分鐘，再加入4份針狀硅灰石攪拌30分鐘，然后將它們在保溫30-40度的狀態(tài)下靜置I小時，膠料配置完成；
第二步制作復(fù)合絕緣保護外殼材料
取60份的玻璃纖維或玄武巖纖維或陶瓷纖維或其他非金屬纖維，要求單絲直徑9-13um, 150度烘烤2小時，排除潮氣后放在數(shù)控纏繞機的紗架上，把預(yù)先配好的膠料導(dǎo)入數(shù)控纏繞機膠槽中，選擇和橡膠保護外套皮囊內(nèi)徑同樣尺寸的管芯模具安裝在數(shù)控纏繞機上，將非金屬纖維纏繞在模具上，纏繞壁厚較橡膠保護外套厚3-5毫米，完成后，在紅外線烘箱內(nèi)固化，依次在100°C固化I小時、在120°C固化2小時、在150°C固化3小時、在175°C固化2小時、在200°C固化2小吋，最后自然降到常溫，至此復(fù)合絕緣保護外殼材料制備完成。上述石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料用于制作XMAC聲波測井儀器保護外套。上述復(fù)合絕緣材料用于制作XMAC聲波測井儀器保護外套的方法為取上述制做的管材，以能完全遮擋聲波儀器金屬窗ロ為距離長度尺寸，將外徑加工到和橡膠外套同樣的尺寸，兩端銑槽，配置上防止串動的管箍擋環(huán)，然后按照金屬窗ロ位置，在復(fù)合絕緣外殼上均勻鉆上直徑為3毫米的小孔，小孔的縱橫間距為8毫米或10毫米，這樣，復(fù)合絕緣保護外套制做完成。 實施例3 :—種石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料，按質(zhì)量比，該材料由70份的非金屬纖維，9份酚醛環(huán)氧樹脂，9份氰酸脂樹脂，16份甲基納迪克酸酐，6份針狀硅灰石組成，所述非金屬纖維的單絲直徑為9-13um。上述非金屬纖維為玻璃纖維或玄武巖纖維或陶瓷纖維。上述石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料的制備方法，所述方法為
第一歩配置膠料
稱取9份酚醛環(huán)氧樹脂，9份氰酸脂樹脂，混合后加熱到40度后充分攪拌均勻，再加入16份甲基納迪克酸酐攪拌30分鐘，再加入6份針狀硅灰石攪拌30分鐘，然后將它們在保溫30-40度的狀態(tài)下靜置I小時，膠料配置完成；
第二步制作復(fù)合絕緣保護外殼材料
取70份的玻璃纖維或玄武巖纖維或陶瓷纖維或其他非金屬纖維，要求單絲直徑9-13um, 150度烘烤2小時，排除潮氣后放在數(shù)控纏繞機的紗架上，把預(yù)先配好的膠料導(dǎo)入數(shù)控纏繞機膠槽中，選擇和橡膠保護外套皮囊內(nèi)徑同樣尺寸的管芯模具安裝在數(shù)控纏繞機上，將非金屬纖維纏繞在模具上，纏繞壁厚較橡膠保護外套厚3-5毫米，完成后，在紅外線烘箱內(nèi)固化，依次在100°C固化I小時、在120°C固化2小時、在150°C固化3小時、在175°C固化2小時、在200°C固化2小時，最后自然降到常溫，至此復(fù)合絕緣保護外殼材料制備完成。上述石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料用于制作XMAC聲波測井儀器保護外套。其制作方法為取上述制做的管材，以能完全遮擋聲波儀器金屬窗ロ為距離長度尺寸，將外徑加エ到和橡膠外套同樣的尺寸，兩端銑槽，配置上防止串動的管箍擋環(huán)，最重要的是要按照金屬窗ロ位置在復(fù)合絕緣外殼上均勻鉆上直徑為3毫米的小孔，小孔的縱橫間距為8毫米或10毫米，這樣，復(fù)合絕緣保護外套制做完成。以下為對本發(fā)明ー種石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料的性能實驗方法和實驗結(jié)果
I.耐腐蝕性實驗
耐腐蝕性試驗按GB/T 3857-2005玻璃纖維增強熱固性塑料耐化學介質(zhì)性能試驗方法進行。
I)試樣制備
從高溫承壓復(fù)合管材沿軸向取厚度6. 5mm±0. Imm標準試樣3支。
2)試驗程序
①測定浸泡前試樣的特性a.外觀，b.幾何尺寸。②將試樣浸沒在盛有IN濃度硝酸的玻璃容器中，溶劑高出試樣上端50mm，記錄試驗開始時間，保持試驗100h，玻璃容器應(yīng)加蓋存放以保持化學介質(zhì)的濃度和組成。③時間到后按下列步驟操作
a.觀察試驗化學介質(zhì)是否有顏色變化，有無沉淀物生產(chǎn)
b.觀察試樣表面是否有裂紋、失光、腐蝕、氣泡、軟化等缺陷。c.將試樣用自來水沖洗干凈后，再用濾紙吸干表面水分，測量試樣幾何尺寸。3)試驗判定
試樣浸泡IOOh小時后，試驗表面沒有裂紋、氣泡、腐蝕等，幾何尺寸應(yīng)無明顯變化。
2.耐溫性實驗
耐溫性實驗按GB/T 9979-2005纖維增強塑料高低溫力學性能試驗方法進行，試驗后性能測試符合表I的要求。耐溫性試驗程序如下
a)將標準試樣兩端固定高溫導(dǎo)線與500V搖表接通，放置于烘箱。b)分別從室溫升至150°C、175°C、200°C、24(rC恒溫I小時測量絕緣值。在下表的溫度條件下，恒溫I小時，產(chǎn)品的絕緣和外觀性能符合表I要求。
權(quán)利要求
1.ー種石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料，其特征在于該材料按質(zhì)量比，由6(T70份的非金屬纖維，7、份酚醛環(huán)氧樹脂，7、份氰酸脂樹脂，12^16份甲基納迪克酸酐，4飛份針狀硅灰石組成，所述非金屬纖維的單絲直徑為9-13um。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述ー種石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料，其特征在于上述非金屬纖維為玻璃纖維或玄武巖纖維或陶瓷纖維。
3.ー種制備權(quán)利要求I或2所述ー種石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料的制備方法，所述方法為 第一歩配置膠料 稱取7、份酚醛環(huán)氧樹脂，7、份氰酸脂樹脂，混合后加熱到40度后充分攪拌均勻，再加入12 16份甲基納迪克酸酐攪拌30分鐘，再加入4飛份針狀硅灰石攪拌30分鐘，然后將它們在保溫30-40度的狀態(tài)下靜置I小時，膠料配置完成； 第二步制作復(fù)合絕緣保護外殼材料 取6(T70份的玻璃纖維或玄武巖纖維或陶瓷纖維或其他非金屬纖維，要求單絲直徑9-13um, 150度烘烤2小時，排除潮氣后放在數(shù)控纏繞機的紗架上，把預(yù)先配好的膠料導(dǎo)入數(shù)控纏繞機膠槽中，選擇和橡膠保護外套皮囊內(nèi)徑同樣尺寸的管芯模具安裝在數(shù)控纏繞機上，將非金屬纖維纏繞在模具上，纏繞壁厚較橡膠保護外套厚3-5毫米，完成后，在紅外線烘箱內(nèi)固化，依次在100°C固化I小時、在120°C固化2小時、在150°C固化3小時、在175°C固化2小時、在200°C固化2小吋，最后自然降到常溫，至此復(fù)合絕緣保護外殼材料制備完成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述ー種石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料用于制作XMAC聲波測井儀器保護外套。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述ー種石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料用于制作XMAC聲波測井儀器保護外套的制作方法為取上述制做的管材，以能完全遮擋聲波儀器金屬窗ロ為距離長度尺寸，將外徑加工到和橡膠外套同樣的尺寸，兩端銑槽，配置上防止串動的管箍擋環(huán)，然后按照金屬窗ロ位置，在復(fù)合絕緣外殼上均勻鉆上直徑為3毫米的小孔，小孔的縱橫間距為8毫米或10毫米，這樣，復(fù)合絕緣保護外套制做完成。
全文摘要
本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料及其制備方法和應(yīng)用?，F(xiàn)有技術(shù)石油測井儀器橡膠保護套壽命短，嚴重影響測井工作效率和經(jīng)濟效益。為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種石油測井儀器用復(fù)合絕緣材料，按質(zhì)量比，該材料由60~70份的非金屬纖維，7~9份酚醛環(huán)氧樹脂，7~9份氰酸脂樹脂，12~16份甲基納迪克酸酐，4~6份針狀硅灰石組成，所述非金屬纖維的單絲直徑為9-13um。本發(fā)明使用壽命長，大大提高了測井工作效率和經(jīng)濟效益。
文檔編號H01B3/02GK102651250SQ20121016722
公開日2012年8月29日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者吳亞民 申請人:西安永興科技發(fā)展有限公司