1 影響測井儀壓力儀器精確度的原因
硅油在高溫高壓的環境下,體積會發生一定的變化,主要是由于硅油本身的特性,主要包括硅油的氧化穩定性、潤滑性、無腐蝕性以及消泡性,另外硅油還具有不導電性,燃點極高,在高溫高壓下體積的變化較小。現階段我們主要應用的測井儀器,都是廣泛的應用到了硅油作為實現內外壓力平衡的主要介質材料。在高溫高壓的作用條件下,油液一般會發生相應的體積變化,測量儀器內部空間也會隨著油液體積的變化而發生變化,這樣才會保證測量儀器內部與外部的壓力保持平衡狀態。承壓儀器在進行石油勘探的測量工作時,隨著作業壓力的不斷增大,油液的體積也會隨之變小。隨著作業的深度不斷的增加,井內的溫度也會隨之升高,在高溫的作用之下,油液的體積也會受熱脹冷縮作用發生膨脹的現象,極大程度的降低液體的密度。通過對以上兩種情況進行綜合的分析,經過合理的數據計算,我們可以得出結論:在最接近理想狀態的情況下,使儀器處于在極限的壓力條件下,硅油的體積縮小程度約為4.7%,在極限的溫度條件下工作,內部的硅油體積將會增大13.1%。實際上,在這一過程中應用硅油所引起的波動范圍處于比較理想的狀態下。
2 壓力平衡以及補償的方式
(1)活塞平衡原理。
通過前段的論述,我們可以知道,在石油勘探過程中,儀器內的油液會隨著井內的溫度以及井內壓力的不斷變化,油液的體積也會發生一定程度的變化。而當油液的體積增大時,活塞就會不斷被油液推動著發生移動。我們發現主要是因為O型圈與活塞缸之間會產生一定的摩擦力,這部分摩擦力造成了密封圈的破壞。所以在進行設計的時候,一定要盡可能的降低這一部分的摩擦力。我們主要采用的方式如下:在平衡活塞的內部設置一條潤滑的通路,這樣能夠有效的潤滑到密封圈與密封面這兩個部分,避免了摩擦力過大導致這兩部分遭到損壞。但是這種方式也有一些相應的缺點,主要體現在經常會出現漏油的現象,也偶爾會出現卡滯的時候,對于裝置的拆裝工作也是十分復雜的。因此,在對零件的加工以及設計的過程中,一定要經過嚴格的計算與試驗,達到相應的標準。
(2)波紋管壓力平衡原理。
波紋管壓力平衡原理在實際的應用過程中,也得到了很好的效果。波紋管主要是由大波紋管以及小波紋管組成,波紋管的兩個端點固定在儀器上。當測井儀器在井下工作的過程時,隨著地層不斷加深,溫度和壓力也隨之發生相應的變化,波紋管內的油液體積會隨之增大或者是減小。選用合適的材質,便能夠杜絕密封過早或者是密封失效的現象,應用波紋管壓力平衡裝置,能夠有效地降低直達波對于測量儀器的影響,保證測量儀器的精確。
(3)膠囊壓力平衡原理。
除了以上兩種平衡補償方式,還可以采用膠囊壓力平衡的原理,來確保測量儀器的精確度。在進行測井工作的過程中,隨著溫度以及壓力的不停變化,膠囊內的油液體積一樣會發生相應的變化。膠囊的裝置由于其也具有十分良好的彈性,膠囊的體積也會隨著變化而發生膨脹或者是縮小,以此來實現保持內部以及外部壓力平衡的作用,達到了壓力補償的功能。
3 三種方式對比分析
以上所介紹的三種壓力平衡方式,都有其各自的優勢以及劣勢。活塞式壓力平衡的方式對于抵抗腐蝕作用最強,能夠應用的時間比較長,但是在活塞活動的過程中,也會出現損壞的情況,容易造成使用過程中出現卡滯的情況。波紋管式的壓力平衡方式,平衡能力很強,但是其抗腐蝕性比較弱,只要出現一點腐蝕現象,就會導致總體出現損壞,嚴重的影響了儀器的應用。膠囊式的壓力平衡方式具有結構簡單以及拆裝方便的特點,但是其抗腐蝕的能力比較弱,在應用的過程中經常會遭受到腐蝕作用。
4 結語
綜上所述,石油工程是能源工程中的重要組成部分,石油的測井工作也是石油工程中不可忽視的一部分。在石油測井儀器的設計過程中,一定要注重耐高壓力的設計工作。在實際的工作過程中,要綜合各方面考慮,對測井儀器壓力平衡方式進行比較分析,選擇出最適合的方式來投入到工作的過程中。換言之,要盡可能的保證石油測井儀器的精確度,保證石油工程的正確進行。