探析提高测井仪器耐高温性能的方法

摘要：近些年，伴随着科学技术的不断发展和进步，我国工业领域快速发展，石油资源的消耗量逐年增长，石油作为社会发展中的关键性资源之一，其在各个领域中均有所应用，同时也对石油资源的勘测以及开采技术提出了越来越高的要求。测井仪器是当前油气开发过程中重要的组成部分，但是有些测井仪器耐高温性能较差，在采高温、高压环境下使用时，经常发生故障问题。因此，本文主要对测井仪器耐高温性能的提升方法进行了探析，其目的在于提升测井仪器使用的稳定性，提升使用效能。研究表明：测井仪器耐高温性能影响因素包括外部因素和内部因素两部分，可以通过使用热障涂层技术和相变储能技术两种方法来提高测井仪器的耐高温性能。

关键词：测井仪器 ;耐高温;性能 ;方法

引言

石油资源的生产开采面临着非常恶劣的环境，因此对开采技术的要求也非常高。要想适应复杂多变的开采环境就必须进一步提升测井仪器的性能，这样才能将测井仪器的性能充分发挥出来。与国外发达国家相比，我国关于测井仪器的相关研究还比较落后，法国 Schmumberjer 公司对环境变化而导致系统变化的状况进行分析，研制 出了相应的测井体系与系统，借助这一系统在恶劣环境油田中进行开采可以保障其开采的安全性，其能够在最高温度为260℃以及最大压力为175MPa环境下很好的完成作业。与传统的测井 仪器相比，这一系统可以在如此恶劣环境中应用的主要原因是所 采用的材料经过了严格的隔热、吸热以及预热等处理。

1测井仪器耐高温性能影响因素

测井仪器耐高温性能影响因素包括外部因素和内部因素两部分，其中，外部因素主要是指测井仪器外表面所面临的温度环境;由于测井仪器本身需要在高温、高压的环境下进行连续作业，因此，必须充分保证测井仪器内部各种元件不会出现发热故障。测井仪器的内部元件要尽量使用阻抗、发热量较小的元件，这样就能充分减少测井仪器在使用过程中自身产生的热量。另外，电路图的差异也会导致仪器自身产生热量出现差别，所以，可以对测井仪器内部的电路图进行优化设计，最大程度减少电路的产热量。为了更好的适应环境变化，相关人员必然对传统的测井仪器进行改进处理，从而保障其在实际开采过程中具备理想的应用效果。

2提高测井仪器耐高温性能的方法

2.1 热障涂层技术

热障涂层技术主要原理是采用耐腐蚀、抗氧化作用的粘结最下层与金属瓷器的材料进行涂抹构建一层保护层，粘结最下层能够最大程度和钢结构、铝合金材料等连接在一起，这一层的主要作用在于可以为金属陶瓷提供一个涂层实现过渡的作用 。在涂层与基体相交的位置形成温度变化的时候，涂层会逐渐变成基体，此时测井仪器的热效果会逐渐的减少。纳米氧化钇稳定氧化锆能够在超过200℃的环境下保持热导率为 2.015。这种材料具备非常低的导热率，同时膨胀系数也非常低，热障涂层当中采用这一种材料可以保 障测井仪器的耐高温特性得到显著提升。研究表明，在没有采用任何冷源或者是吸热材料的基础情况之下，涂抹覆盖纳米氧化钇稳定氧化锆能够达到一定程度的阻隔外部热量传递的效果，而且该材料能够充分满足在250℃以内以及150MPa的环境下很好的完成测试作业。

2.2相变储能技术

储能降温在实际应用的过程中主要有显热储存、潜热储存以及化学能储等3种方式。通过对常规储能材料进行处理，让其能够将一部分热量储存起来，这个过程就是显热储存。储热材料实际的比热容密度与其能够存储的热量存在非常紧密的联系，随着现代新型材料比热容以及密度的不断提升，使得材料存储热量的性能也在不断提升。而相变储存能量实际上就是潜热储能。潜热储能主要是利用材料在发生相变的过程中储存能量的特性来实现对热量的存储。储能材料在实际发生相变的过程中所能够存储的能量要远远超过其在潜热时热量的储存量，因此，潜热储的热量实际上能量密度更大。一些特殊的材料在发生化学反应的过程中出现的吸收和释放热量的现象如果能够达到测井仪器实际上的热量存储以及释放密度就是化学储能。一些潜能材料在发生相态变化的过程中能够融化大量的潜热量，而且在冷却过程中结晶率以及热导率都比较高，化学性质也相对比较稳定，不会对容器产生严重的腐蚀，材料的价格也比较低，因此完全可以作为热障涂层技术的隔热材料。在具体安装相变储能材料的时候，通常情况下都会充分结合热源主要的流动方向来进行确定，这样才能充分保证绝大部分的热量能够传导到潜热储存物质。

在对常用储能材料进行选择时，要注意以下几点：首先要检查材料的性能、要重点监测材料的比热容，其次是材料的熔点，之外还包括材料的导热系数以及密度等因素。其次是检测材料的抗腐蚀性，因为其作用是应用在油田的勘测中，因而材料应具备一定的抗腐蚀能力。材料还应具备反复使用的功能，其原因在于与保温瓶相比较，热障涂层的保温效果不理想。因此，在涂层材料选择的过程中要尽量选择导热速率快、热敏性较好、发生热变时释放热量多、膨胀系数比较小的材料，综合上述性能，易熔铋合金是目前最适合的材料，所以，要加强易熔铋合金在测井仪器耐高温性能提升方面的应用。

3结束语

现阶段，测井仪器耐高温性能等技术问题一直制约着我国石油开发技术的发展。因此，必须从材料方面着手快速提升测井仪器的耐高温性能。随着油田企业资金、人才的持续性投入，对其进行深入性研究探索，必然可以创新出仪器耐高温处理措施。本文对热障涂层技术和相变储能技术方法进行了深入地研究，可以一定程度上提升测井仪器的耐高温性能，具备一定的现实应用价值。

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作者简介：胡永利（1985-），男，陕西子长人，工程师，从事石油测井仪器维修工作。