[发明专利]一种高温油基钻井液电特性测量方法与装置

说明书

本发明公开了一种高温油基钻井液电特性测量方法与装置，该方法基于平行板电容器和平行极板测量电导率原理，装置主要由两块结构和材料相同的绝缘介质板组成。绝缘介质板具有良好的隔热性能与耐热性能，在其中心处有圆形的铺铜区域，且开了一定数量的圆孔。绝缘介质板中间装有垫片，垫片厚度可以改变。本发明结构可靠、成本低廉、操作简便，可以广泛用于各种常温至高温液体的电特性测量。

技术领域

本发明属于液体电特性测量装置技术领域，具体涉及一种平行板式液体电特性测量装置。

背景技术

液体的电特性是液体材料重要特性参数之一。油基钻井液作为一种广泛应用与石油钻探领域的物质，其电特性对伴随钻探过程存在的测井工作有着重要影响。因此，存在着对油基钻井液电特性测量技术的需求。液体的电特性主要包括液体的介电常数和电导率。其中介电常数可以使用平行板电容器进行测量，液体的电导率可以使用平行极板方法进行测量。两者结构相似，因此可以设计一种方法使用同一装置完成对液体电特性的测量。使用平行板结构测介电常数和电导率，结构简单且操作方便。由于油基钻井液主要应用于井下工作环境，因此还需要考虑其高温的特点。为了扩大平行极板测量装置的测量温度范围，提出了一种基于平行板结构的高温油基钻井液电特性的测量装置。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种结构简单可靠，使用方便的平行极板式电特性测量装置，通过测量平行板内介质的容抗与阻抗并借助反演算法得到介质的介电常数及电导率。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案：

一种高温油基钻井液电特性测量装置包括两块结构和材料相同的绝缘介质板和位于两块绝缘介质板之间的垫片；两块绝缘介质板的同一区域设有结构相同的铺铜区域，两块绝缘介质板上的铺铜区域正对设置；所述的垫片为环形金属垫片，环形金属垫片和两块绝缘介质板紧贴构成容纳钻井液的容腔，两块绝缘介质板上的铺铜区域均位于所述的环形金属垫片内(即铺铜区域与环形金属垫片之间不相连)，所述绝缘介质板上设有供钻井液进出所述容腔的孔；所述环形金属垫片与绝缘介质板通过螺栓连接紧固。

作为本发明的优选方案，所述的绝缘介质板为耐高温的PCB电路板，具有良好的隔热效果，最高可承受250℃的高温，也可以采用其他类似相同性能的材料替换。

作为本发明的优选方案，所述的绝缘介质板包括用于设置铺铜区域的基部和与基部相连的长条形尾部，长条形尾部的端部焊接有2个同轴信号接口，同轴信号接口用于与阻抗分析仪相连。

作为本发明的优选方案，所述的铺铜区域呈圆形，所述环形金属垫片呈圆环形，所述环形金属垫片的内径大于圆形铺铜区域的直径，使得环形金属垫片与圆形铺铜区域之间不相连。

作为本发明的优选方案，所述绝缘介质板上的铺铜区域与同轴信号接口的内侧端焊相导通，同轴信号接口的外侧端用于通过信号传输线与阻抗分析仪连接。

作为本发明的优选方案，所述供钻井液进出所述容腔的孔开设在圆形铺铜区域周围；更进一步的，所述孔均匀分布在圆形铺铜区域周围；更进一步的，所述的绝缘介质板在圆形铺铜区域周围开有4个对称的圆孔，用于待测液体进入平行极板内部。

作为本发明的优选方案，所述长条形尾部加装有散热风扇或散热器，以增强散热效果。

作为本发明的优选方案，所述的绝缘介质板的长条形尾部伸展出较长打孔结构(散热孔)，具有良好的散热效果，目的是保护与信号输出接口相连的仪器接口(仪器接口不耐高温)。

作为本发明的优选方案，所述两块绝缘介质板之间通过螺栓连接紧固。

进一步优选，所述的垫片可以有多种厚度尺寸，供不同需要选择，环形金属垫片不易损坏，具有良好的耐用性。

本发明还提供了一种所述装置的高温油基钻井液电特性测量方法，包括如下步骤：