SDZ－3060C雙側向電極系保護器的設計

薛明霞，王文周，史京進

熊治波，李勇超，譚 松 （中石化中原油田分公司測井公司數據中心，河南 濮陽457001）

雙側向測井能同時測量原狀帶與侵入帶地層電阻率，常與微球測井儀組合測井 （測量沖洗帶電阻率），得到沿井眼徑向淺、中、深3條視電阻率曲線。分析測量的電阻率，能夠區分飽含導電流體 （如含鹽水或泥漿濾液）的地層和飽含非導電流體 （如含油和氣）的地層。

由于井況復雜，加上鉆輸測井，造成儀器磨損嚴重，出現SDZ－3060C雙側向電極系磨掉、磨偏等現象。而且雙側向電極棒探頭是一次壓模而成，電子線路裝在電極棒探頭腔體內，因此電極系磨損，更換需要到廠家重新制作，代價大，成本高。因此，設計電極系保護器對電極系整體起保護作用，很有必要。

1 電極的制作

SDZ－3060C雙側向電極所用的材料鉛絲容易腐蝕生銹，在復雜井況中，常出現鉛絲斷裂、剝離，造成電極時通時斷，甚至不通，電極間電阻變大，影響電流的發射和接收，直接影響測井曲線的質量，影響測井效果。

針對這種情況，筆者采用具有耐磨、耐高溫、耐腐蝕、堅固、抗壓的無磁不銹鋼鋼板，作為制作電極的材料，對損壞的電極制作。該材料堅硬，不易成型，加工過程復雜，過程如下：

1）加大焊點 在電極正常導通時 （內部未損壞），先對焊點進行處理，焊點一般為銅質或鉛質，除去表面氧化層，鍍錫，在不同的焊點焊上2根銅導線，兩端都引出來與電極棒成一直線，同時用2個固定夾，環繞住電極棒，把這2根銅絲固定在電極環上，固定夾用螺絲上好，并焊接，一起焊接在電極環內，保證充分接觸，確保電極導通。

圖1 無磁不銹鋼板制作電極測量、加工示意圖

2）制作電極 對所選材料進行測量，定位，制作缺口，并在臺鉗上壓制兩道邊，成90°，然后卷成環形，如圖1所示。再在電極位置環抱住電極棒，對邊放在90°邊的內側，再用3個固定夾固定。注意所定位的缺口對準電極焊點和固定夾處，如圖2所示。然后把這3層鋼夾住，扣過來，一點點壓實。

3）二次固定 去掉外層的固定夾，在環扣邊處進行焊接，確保這4層鋼連接牢固結實。該方法制作的電極堅固，耐高溫，耐腐蝕，不易斷裂。

2 電極系保護器的設計

電極磨損后，首先進行修復制作，在這個過程中，由于純手工制作，無磁不銹鋼鋼板抗壓，難加工，既要有技巧，又需要力量，稍微不到位，就會連接不牢，出現空隙滑動，盡管加大焊點，但是耐用性受限。而且仍然磨損，怎樣避免雙側向電極的磨損，在不影響測量的前提下，把電極系保護起來。

根據雙側向測井儀自身的特點，做一個電極系保護外殼，套在電極系上，材料需用耐高溫，耐腐蝕、抗壓的絕緣材料，不影響各電極對電流的發射和接收。按照電極的分布，設計電極系保護裝置的尺寸、間距，尺寸標識如圖3所示，以O點對稱分布，OO′、O′B、B′C 的長度為12cm，BB′、CC′即M′1、M′2的長度為2.5cm，C′D 長20cm，DD′長38cm，D′E 長0.6cm，EE′長1.5cm，E′F 長6cm，FA′長60cm。其中FA′裝玻璃鋼套管，起絕緣作用，A′處安裝定位不銹鋼圈。

根據上述尺寸進行合理設計，電極部分只做簡單連接，大部分裸露，其他絕緣塑膠部位外殼壓實，結合具體情況，D′E、EE′大約共有2cm長，而且A1、A′＊1需要露出，因此DE′都做成簡單連接。同時FA′裝玻璃鋼套管，在使用中經常磨掉，屬于消耗材料，因此，保護器該部分從E′到A′部分外殼壓實。保護器的大致形狀及具體細節已經成型，套在雙側向電極上。結構示意圖如圖4所示。

圖2 電極安裝示意圖、實物圖

圖3 電極系保護器尺寸參照圖

圖4 電極系保護裝置結構示意圖

3 電極系保護器的固定

A′處安裝定位不銹鋼圈，把保護裝置的長度延伸到A2電極的不銹鋼圈處，由不銹鋼圈進行固定。這樣把雙側向電極系保護器套在儀器外，雙側向測井儀就像穿了個鎧甲，起到一定的保護作用。

為了更好的對電極系保護器進行固定，對不銹鋼圈進行改進。改進方案1是把原來的較薄的定位不銹鋼圈倒角增大，直徑稍微增加，便于儀器下井，又增加不銹鋼圈的耐磨性；改進方案2，直徑再次增大，耐磨性增強，其結構尺寸改進如表1所示。

表1 結構尺寸

結構圖如圖5所示，分別為改進前、改進方案1、改進方案2的示意圖。同時把易生銹的固定頂絲改為不銹鋼頂絲，頂絲的長度由0.5cm增加為0.7cm，對電極系保護器起到很好的固定作用，減少磨損程度。

4 結 語

針對SDZ－3060C雙側向測井儀電極系不同的損壞情況，進行重新制作后，測量各電極通斷絕緣正常，跟蹤小隊測井情況，反應測井曲線良好。原有儀器的電極測十多口井就損壞，改進電極測20多口井仍完好無損。安裝電極系保護器，將避免電極系受損，做到防患于未然，從根本上解決了儀器的損壞問題。該技術可以推廣應用其他儀器的電極。

圖5 不銹鋼圈不同方案結構圖對比

［1］尚作源 .地球物理測井方法原理 ［M］.北京：石油工業出版社，1987.

［2］童詩白 .電子技術基礎 ［M］.北京：高等教育出版社，2005.