碳氧比测井仪器原理及应用
王野梁
【摘 要】本文针对目前国际上主流测井公司所采用的几种经典的裸眼井测井仪器的机械结构进行了阐述，同时还给出了一种新型的裸眼井测井仪器机械结构，对测井仪器的结构设计具有一定的指导意义。
【关键词】裸眼井；测井仪器；机械结构；新型
Review and Innovation of Mechanical Structure of Logging Tools
WANG Ye-liang
（China Oilfield Services limited Well Tech，Beijing 101149，China）
【Abstract】In this paper， the classic mechanical structure of open hole logging tools currently used international mainstream logging company were analyzed in detail， and gives a new open hole logging instrument mechanical structure. It has the guiding significance for structural design of logging instrument.
【Key words】Open hole； Logging tools； Mechanical structure； New
0 引言
目前，国内外各大测井公司都开发了自己的测井系统，同时也形成了一套具有各自特色的测井仪器装备。虽然各家仪器的工作指标（如耐温性、耐压性、耐腐蚀性等）是不同的，但是在实际应用中，测井仪器的机械结构往往是大同小异的。有些测井公司甚至为了达到井下仪器的互聯互通，会达成协议，通用同一套测井仪器的机械连接方式。本文对国际上主流的测井公司的几种裸眼井测井仪器的机械结构进行了探讨，同时给出了一种新型的裸眼井测井仪器机械结构，希望能对测井仪器机械结构的设计提供一些参考。
1 贝克阿特拉斯测井仪器机械结构
Baker Atlas（贝克阿特拉斯）测井公司是Baker Hughes（贝克休斯）公司的下属子公司，其Eclips.5700测井系统在全世界应用最为广泛[1]。目前该公司的裸眼井测井仪器分为37系列（隶属于Cls.3700测井系统）与57系列。其中57系列仪器占据绝大部分权重（例如2228、2438、4253等仪器[2]），37系列为测井辅助短节仪器使用（例如3981、3944、3966等仪器[2]），还有一些仪器由于需要连接57系列与37系列仪器的特殊性而被保留下来（例如上37下57的3516仪器，上57下37的3516仪器等[2]）。图一为贝克阿特拉斯公司57系列仪器机械结构。
贝克阿特拉斯的57测井仪器为三段式结构：57上接头、仪器外壳和57下接头，同时采用32芯公、母插头实现电信号的传递。仪器外壳内部包含仪器的电子骨架和保温瓶等零件。
57上接头部分：
（1）快速螺母为两个半环的组合体，可以实现仪器之间的快速连接。快旋螺母与上接头之间的间隙可以加注硅脂，避免其被泥浆糊死而无法拆卸和保养。
（2）仪器的贯通线从骨架引出后收纳在上接头的内部，俗称“猪尾巴”。其线束靠航空插头与32芯母插头相连接。32芯母插头被挡圈与键定位在上接头内部。
（3）上接头内部还设有弹簧。弹簧被压板、滑套及螺钉定位在上接头内部，同时提供推力给滑套，滑套便将仪器骨架顶紧在仪器外壳内，起到轴向定位的作用。
（4）上接头上、下端各设有2个O型橡胶密封圈，保证密封性能良好。
仪器外壳为有一定壁厚的圆柱状壳体，上、下两端各有螺纹和密封面。
57下接头部分：
（1）下接头上端面设有销轴孔，便于仪器骨架的径向定位。
（2）下接头内部安装一个32芯承压插头，其被键与卡簧定位，若密封失效后可以耐井液的压力而保持不漏。
（3）下接头上端设有2个O型橡胶密封圈和连接仪器外壳的螺纹，下端设有密封面和连接快旋螺母的螺纹。
贝克阿特拉斯的37测井仪器与57测井仪器结构类似，同样为三段式结构：37上接头、仪器外壳和37下接头，同时采用28芯公、母插头实现电信号的传递。但是37仪器之间的对接用的是连接套，且没有承压的功能。在此不做详细的阐述。
在耐温和耐压性方面，贝克阿特拉斯的测井仪器（无论是57还是37系列）绝大多数的指标都是140Mpa＼175℃，这类指标的仪器几乎都带有保温瓶；对于辅助类测井仪器，其耐温耐压的指标可以达到140 Mpa＼204℃[2]。
2 斯伦贝谢测井仪器机械结构
Schlumberger（斯伦贝谢）测井公司是目前国际上测井行业的NO.1，其测井系统Maxis.500非常先进[1]，其裸眼井测井仪器机械结构如图二所示。该公司的裸眼井测井仪器还可以与Halliburton（哈里伯顿）测井公司Excell.2000[1]测井系统的裸眼井测井仪器互联互通，它们共用同一套井下仪器的机械连接方式。
斯伦贝谢的测井仪器为整体式结构，将仪器的上接头、仪器外壳和下接头直接做成了一个整体，简单明了。采用32芯公、母插头实现电信号的传递。
（1）快旋螺母设计为一个整环，其被2个挡环与1个钢丝挡圈定位。为了防止泥浆糊死快旋螺母，在其下方设置了1个O型橡胶密封圈。
（2）提供推力的弹簧直接设在仪器骨架的上端，由滑套与销子定位。滑套与骨架相连接，弹簧的推力传递到骨架，将其轴向定位。骨架的贯通线直接收在骨架上端的32芯母插头上。32芯母插头被键定位。
（3）设计了一个32芯公插头外壳，骨架的下端与之相连。该插头外壳上设有一个定位键，依靠特殊而巧妙的结构固定在其上，起到骨架的径向定位作用。
（4）仪器外壳的上端设有2个O型橡胶密封圈。
（5）仪器外壳的下端设有密封面和连接快旋螺母的螺纹。
（6）专用工具的使用大大简化了仪器的拆装过程。
在耐温和耐压性方面，斯伦贝谢的常规测井仪器因为没有保温瓶，绝大多数的指标都是140Mpa＼150℃，且没有承压的功能；对于高温类测井仪器，其特殊双重保温瓶设计的应用，耐温耐压的指标可以高达到175Mpa＼260℃。
3 新型测井仪器机械结构
本次设计的新型测井仪器为整体式外壳结构，如图三所示。由于特殊的电气要求，仪器采用30芯的公、母插头满足电信号的传递。
（1）快旋螺母设计为一个整环形式，其被1个挡环与1个钢丝挡圈定位。快旋螺母与仪器外壳之间设有加注硅脂的空间，防止泥浆糊死快旋螺母，便于其拆装与保养。
（2）巧妙的利用空间，将提供推力的碟簧（波簧）隐藏在骨架与滑套之间的空间内，使得仪器的整体骨架外形美观的同时又保证了骨架的轴向定位。
（3）骨架的滑套与仪器外壳之间用键定位，仪器的贯通线的一端直接收在滑套顶部的30芯母插头上，省去了制作“猪尾巴”和航空插头的过程，同时接插件数量的减少也提高了电气连接的可靠性。
（4）30芯承压插头靠键与卡簧定位在仪器外壳内部，与30芯母插头对接。在仪器上部的密封圈失效的情况下隔绝井液，同时可以耐井液的压力，保持仪器内部干燥，不被“灌浆”。
（5）骨架下端连接特制的30芯插头外壳。贯通线的另一端收在骨架下端的30芯公插头上。30芯公插头靠键和挡圈定位在30芯插头外壳上。
（6）30芯插头外壳上设有特殊的小圆键，可以将骨架的径向定位准确。同时其上还设有2个O型橡胶密封圈，利于仪器骨架的减震和居中。
（7）这种结构的仪器在拆卸和装配时必须使用特殊的专用工具，拆装过程便捷，同时该专用工具有“检验功能”，即专用工具能够顺利撤出时，仪器骨架保证装配到位；反之，则提醒装配人员骨架装配存在问题，需要检查。
（8）定位键的使用可以保证仪器串连接好后，各仪器的高边在同一条线上，省去“调向”的煩恼。
4 测井仪器结构的优缺点对比及发展趋势
表一为本文阐述的3中裸眼井测井仪器机械结构的优缺点对比（假定仪器总长2500mm）。
通过对比可以发现，裸眼井测井仪器的机械结构是从繁到简，从多到少的。在保证仪器机械强度、电气性能均满足使用条件的情况下，结构越简单越好；接插件的数量越少越好。对空间的利用率要高，兼顾拆装方便性、承压型、和装配自检，同时保证仪器串的高边统一定位，避免引入“调向短节仪器”。
5 结束语
本文将国际上几种典型的裸眼井测井仪器的机械结构进行了阐述，还给出了一种新型的仪器结构，并且将这些机械结构的优缺点进行了对比说明。期望能为今后的测井仪器机械结构设计提供一点帮助。
【参考文献】
[1]王敬农，鞠晓东.石油地球物理测井技术发展.石油工业出版社.2006.4.
[2]ATLAS ONLINE TECHNICAL MANUALS维修手册.
[责任编辑：朱丽娜]
