一种超高温高压存储式固井电路设备的制作方法

1.本实用新型涉及存储式固井电路设备领域，具体的说涉及该领域内的一种超高温高压存储式固井电路设备。


背景技术：

2.随着多年来对石油和天然气的过度开采，浅层油气资源逐渐枯竭，为提高油气产量，得益于勘探和开采技术的进步，大斜度井和水平井已逐步普及，如今还可以向超深地层寻找更多的油气资源。根据平均地热梯度25℃/千米，8000米井其温度在200℃以上，由于是采用钻具输送，存储式测井施工时间较长，一般在几十个小时至上百小时。现有存储式固井电路设备大部分仍采用保温瓶结构形式，保温瓶一般是采用真空不锈钢加石蜡吸热剂的组合方式，电路器件放置在保温瓶内，通过引线接口与外面进行互连。当仪器处在高温环境中，真空保温瓶阻碍外围与电路间的热传递，并利用石蜡融化吸收电路自身产生的热量，延长耐温差器件在高温中的工作时间。但是经过长时间以后器件自身发热会导致保温瓶内的温度升高，即使外围的温度降下来，瓶内的温升可能还在升高，影响仪器正常工作。也有不带保温瓶的电路结构形式，电路器件焊接在印制板上，印制板则固定在固井设备上，目前一般高温仪器大多采用这种设计。该类型固井电路设备的最高工作温度一般为175℃左右，不能胜任超高温度的测井需求，所用电路器件是直接焊接或固定在印制板上，仪器长期使用不可避免会带进潮气，时间久了会造成器件管脚氧化现象，对引脚比较密集的集成电路影响更大，可能会造成虚短和虚断情况，器件工作时会产生热量，各点温度分布并不均衡，有时器件温度比环境温度高很多，长期使用会造成器件过早老化和损坏。
3.此外气井中泥浆比重一般在2.1～2.3之间，以泥浆比重2.3为例，井压在180mpa左右，但常规固井仪器的最高工作压力为140mpa，限制了深井的施工作业。而且常规仪器电路设备仅支持单发单收模式的控制、采集和存储。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题，就是提供一种超高温高压存储式固井电路设备。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种超高温高压存储式固井电路设备，其改进之处在于：包括外壳，在外壳空腔的上下两侧各设置一个24芯插座和与之电连接的航空插头，在两个航空插头之间设置骨架，在骨架上安装与上述航空插头电连接的电源电路和线路板，在线路板上设置驱动电路、信号处理电路和mcu微控制器。
7.进一步的，外壳包括钢筒，在钢筒的上下两端分别安装上盖帽和下盖帽，下盖帽与钢筒之间通过螺套连接。
8.进一步的，在外壳空腔的一侧设置挡环，密封圈，螺套和压紧弹簧，另一侧设置减震橡胶、定位键和承压盘。
9.进一步的，电源电路通过导热垫直接固定在骨架上。
10.进一步的，在线路板上设置电路模块、接插件和固定螺钉。
11.进一步的，信号处理电路接收伽马信号、磁接箍信号、温度信号、压力信号、两路3ft声波信号和两路5ft声波信号。
12.进一步的，mcu微控制器与总线接口、存储器和驱动电路电连接，驱动电路产生声波上发射和声波下发射的激励信号。
13.本实用新型的有益效果是：
14.本实用新型所公开的超高温高压存储式固井电路设备，采用耐超高压力的结构形式，选用耐超高温电器件设计适当形式电路，使之能胜任最高工作压力不低于210mpa、最高工作温度在230℃～260℃之间的井况施工，压力、温度指标几乎适应陆地上所有深井的施工作业，能胜任超深井的测井需求。支持单发单收、双发双收模式的电路控制、数据采集存储，双发双收工作模式可以通过求解补偿衰减率的方法来判断固井质量，与单发单收模式相互佐证提高测井资料的真实度。
附图说明
15.图1是本实用新型实施例1所公开固井电路设备的内部结构示意图；
16.图2是本实用新型实施例1所公开固井电路设备的外壳结构示意图；
17.图3是本实用新型实施例1所公开固井电路设备的线路板组成框图；
18.图4是本实用新型实施例1所公开固井电路设备中信号处理电路和mcu微控制器的电路连接示意图。
具体实施方式
19.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
20.实施例1，如图1所示，本实施例公开了一种超高温高压存储式固井电路设备，包括外壳，在外壳空腔的上下两侧各设置一个24芯插座2和与之电连接的航空插头5，在两个航空插头之间设置骨架9，在骨架上安装与上述航空插头电连接的电源电路8和线路板7，电源电路负责固井电路设备的供电，在线路板上设置驱动电路、信号处理电路和mcu微控制器，各部分之间以必要的连接线相连接。
21.如图2所示，外壳包括钢筒22，在钢筒的上下两端分别安装上盖帽21和下盖帽24，下盖帽与钢筒之间通过螺套23连接。在外壳空腔的一侧设置挡环1，密封圈3，螺套4和压紧弹簧6，另一侧设置密封圈3、减震橡胶10、定位键11、承压盘12和挡环1。电源电路通过导热垫直接固定在骨架上。
22.如图3所示，在线路板7上设置封装好的电路模块33、接插件32和固定螺钉31。
23.如图4所示，信号处理电路负责接收伽马信号、磁接箍信号、温度信号、压力信号、两路3ft声波信号和两路5ft声波信号并进行滤波、放大和整形。mcu微控制器为固井电路设备的中枢，与总线接口、存储器和驱动电路电连接，负责声波探头的发射、各测量信号的采集和存储，并通过总线接口与地面系统交换信息。驱动电路产生声波上发射和声波下发射
的激励信号。
24.本实施例所公开固井电路设备的承压功能主要由相应结构的结构设计来保证，外壳材料为计算满足耐压强度且耐高温、耐腐蚀的承压钢筒，最大承压不低于210mpa，该压力指标满足当前陆地上最深井的测井需求。其拆装过程为：先取下上接头挡环并将24芯插座与航空插头分开，然后旋转下接头螺套同样将24芯插座与航空插头分开，最后将骨架从钢筒中取出。装配过程刚好相反，设备在下井之前必须套好特制的密封圈并抹好硅脂。设备的高温性能由电路器材和电路设计来保障，本实施例中所用器件的最高温度指标在230℃～260℃之间，而目前陆地上最深井的温度在200℃左右，温度指标满足要求。在长期使用过程中设备内部不可避免会进入潮气，高温环境下容易腐蚀电器件，尤其是密集管脚器件受到一定程度腐蚀之后会出现虚短、虚断现象，严重影响设备可靠性，本实施例采用耐腐蚀金属外壳将集成器件封装其内，然后将这些电路模块插装在耐高温、耐腐蚀线路板上（电源则采用加导热垫直接固定在骨架上），这样就可以使器件免受潮气腐蚀。器件表面贴紧金属封装壳，将其发热及时地散发出去，使之接近周围环境温度，延长器件的使用寿命。设备在工作之前，地面系统通过总线接口对设备进行命令参数配置，设备按照指定模式工作，除常规的伽马、磁接箍、温度以及压力等信号之外，还支持单发单收、双发双收模式的声波发射控制、信号调理以及数据采集等功能。单发单收模式是指某次操作控制声波只发射一次，然后采集3ft、5ft信号，双发双收模式是指某次操作先进行一路声波发射并进行信号采集，经过合适短的时间之后进行另一路类同的操作，该模式还可以通过求解补偿衰减率的方法判断固井质量。为保证电路可靠性，声波发射和信号调理电路采用冗余设计，即两路发射使用独自的专用电路，为保证数据安全，两路信号采集保存在各自的存储器中。
25.本实施例所公开的固井电路设备，不仅支持超高温高压固井类声波电路设备，对常规类声波电路设备仍然有效，其承压结构形式对电缆测井设备仍然有效，任何对设备外形尺寸、线路板尺寸、器件布局的改变以及增减处理电路通道数，都应视为本实施例所公开固井电路设备的等同替代，并落入本技术权利要求的保护范围之内。