摘要：近些年，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域快速發(fā)展，石油資源的消耗量逐年增長(zhǎng)，石油作為社會(huì)發(fā)展中的關(guān)鍵性資源之一，其在各個(gè)領(lǐng)域中均有所應(yīng)用，同時(shí)也對(duì)石油資源的勘測(cè)以及開(kāi)采技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求。測(cè)井儀器是當(dāng)前油氣開(kāi)發(fā)過(guò)程中重要的組成部分，但是有些測(cè)井儀器耐高溫性能較差，在采高溫、高壓環(huán)境下使用時(shí)，經(jīng)常發(fā)生故障問(wèn)題。因此，本文主要對(duì)測(cè)井儀器耐高溫性能的提升方法進(jìn)行了探析，其目的在于提升測(cè)井儀器使用的穩(wěn)定性，提升使用效能。研究表明：測(cè)井儀器耐高溫性能影響因素包括外部因素和內(nèi)部因素兩部分，可以通過(guò)使用熱障涂層技術(shù)和相變儲(chǔ)能技術(shù)兩種方法來(lái)提高測(cè)井儀器的耐高溫性能。

關(guān)鍵詞：測(cè)井儀器 ;耐高溫;性能 ;方法

引言

石油資源的生產(chǎn)開(kāi)采面臨著非常惡劣的環(huán)境，因此對(duì)開(kāi)采技術(shù)的要求也非常高。要想適應(yīng)復(fù)雜多變的開(kāi)采環(huán)境就必須進(jìn)一步提升測(cè)井儀器的性能，這樣才能將測(cè)井儀器的性能充分發(fā)揮出來(lái)。與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)關(guān)于測(cè)井儀器的相關(guān)研究還比較落后，法國(guó) Schmumberjer 公司對(duì)環(huán)境變化而導(dǎo)致系統(tǒng)變化的狀況進(jìn)行分析，研制 出了相應(yīng)的測(cè)井體系與系統(tǒng)，借助這一系統(tǒng)在惡劣環(huán)境油田中進(jìn)行開(kāi)采可以保障其開(kāi)采的安全性，其能夠在最高溫度為260℃以及最大壓力為175MPa環(huán)境下很好的完成作業(yè)。與傳統(tǒng)的測(cè)井 儀器相比，這一系統(tǒng)可以在如此惡劣環(huán)境中應(yīng)用的主要原因是所 采用的材料經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的隔熱、吸熱以及預(yù)熱等處理。

1測(cè)井儀器耐高溫性能影響因素

測(cè)井儀器耐高溫性能影響因素包括外部因素和內(nèi)部因素兩部分，其中，外部因素主要是指測(cè)井儀器外表面所面臨的溫度環(huán)境;由于測(cè)井儀器本身需要在高溫、高壓的環(huán)境下進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，因此，必須充分保證測(cè)井儀器內(nèi)部各種元件不會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱故障。測(cè)井儀器的內(nèi)部元件要盡量使用阻抗、發(fā)熱量較小的元件，這樣就能充分減少測(cè)井儀器在使用過(guò)程中自身產(chǎn)生的熱量。另外，電路圖的差異也會(huì)導(dǎo)致儀器自身產(chǎn)生熱量出現(xiàn)差別，所以，可以對(duì)測(cè)井儀器內(nèi)部的電路圖進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最大程度減少電路的產(chǎn)熱量。為了更好的適應(yīng)環(huán)境變化，相關(guān)人員必然對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)井儀器進(jìn)行改進(jìn)處理，從而保障其在實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中具備理想的應(yīng)用效果。

2提高測(cè)井儀器耐高溫性能的方法

2.1 熱障涂層技術(shù)

熱障涂層技術(shù)主要原理是采用耐腐蝕、抗氧化作用的粘結(jié)最下層與金屬瓷器的材料進(jìn)行涂抹構(gòu)建一層保護(hù)層，粘結(jié)最下層能夠最大程度和鋼結(jié)構(gòu)、鋁合金材料等連接在一起，這一層的主要作用在于可以為金屬陶瓷提供一個(gè)涂層實(shí)現(xiàn)過(guò)渡的作用 。在涂層與基體相交的位置形成溫度變化的時(shí)候，涂層會(huì)逐漸變成基體，此時(shí)測(cè)井儀器的熱效果會(huì)逐漸的減少。納米氧化釔穩(wěn)定氧化鋯能夠在超過(guò)200℃的環(huán)境下保持熱導(dǎo)率為 2.015。這種材料具備非常低的導(dǎo)熱率，同時(shí)膨脹系數(shù)也非常低，熱障涂層當(dāng)中采用這一種材料可以保 障測(cè)井儀器的耐高溫特性得到顯著提升。研究表明，在沒(méi)有采用任何冷源或者是吸熱材料的基礎(chǔ)情況之下，涂抹覆蓋納米氧化釔穩(wěn)定氧化鋯能夠達(dá)到一定程度的阻隔外部熱量傳遞的效果，而且該材料能夠充分滿(mǎn)足在250℃以?xún)?nèi)以及150MPa的環(huán)境下很好的完成測(cè)試作業(yè)。

2.2相變儲(chǔ)能技術(shù)

儲(chǔ)能降溫在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中主要有顯熱儲(chǔ)存、潛熱儲(chǔ)存以及化學(xué)能儲(chǔ)等3種方式。通過(guò)對(duì)常規(guī)儲(chǔ)能材料進(jìn)行處理，讓其能夠?qū)⒁徊糠譄崃績(jī)?chǔ)存起來(lái)，這個(gè)過(guò)程就是顯熱儲(chǔ)存。儲(chǔ)熱材料實(shí)際的比熱容密度與其能夠存儲(chǔ)的熱量存在非常緊密的聯(lián)系，隨著現(xiàn)代新型材料比熱容以及密度的不斷提升，使得材料存儲(chǔ)熱量的性能也在不斷提升。而相變儲(chǔ)存能量實(shí)際上就是潛熱儲(chǔ)能。潛熱儲(chǔ)能主要是利用材料在發(fā)生相變的過(guò)程中儲(chǔ)存能量的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)熱量的存儲(chǔ)。儲(chǔ)能材料在實(shí)際發(fā)生相變的過(guò)程中所能夠存儲(chǔ)的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其在潛熱時(shí)熱量的儲(chǔ)存量，因此，潛熱儲(chǔ)的熱量實(shí)際上能量密度更大。一些特殊的材料在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中出現(xiàn)的吸收和釋放熱量的現(xiàn)象如果能夠達(dá)到測(cè)井儀器實(shí)際上的熱量存儲(chǔ)以及釋放密度就是化學(xué)儲(chǔ)能。一些潛能材料在發(fā)生相態(tài)變化的過(guò)程中能夠融化大量的潛熱量，而且在冷卻過(guò)程中結(jié)晶率以及熱導(dǎo)率都比較高，化學(xué)性質(zhì)也相對(duì)比較穩(wěn)定，不會(huì)對(duì)容器產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，材料的價(jià)格也比較低，因此完全可以作為熱障涂層技術(shù)的隔熱材料。在具體安裝相變儲(chǔ)能材料的時(shí)候，通常情況下都會(huì)充分結(jié)合熱源主要的流動(dòng)方向來(lái)進(jìn)行確定，這樣才能充分保證絕大部分的熱量能夠傳導(dǎo)到潛熱儲(chǔ)存物質(zhì)。

在對(duì)常用儲(chǔ)能材料進(jìn)行選擇時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：首先要檢查材料的性能、要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)材料的比熱容，其次是材料的熔點(diǎn)，之外還包括材料的導(dǎo)熱系數(shù)以及密度等因素。其次是檢測(cè)材料的抗腐蝕性，因?yàn)槠渥饔檬菓?yīng)用在油田的勘測(cè)中，因而材料應(yīng)具備一定的抗腐蝕能力。材料還應(yīng)具備反復(fù)使用的功能，其原因在于與保溫瓶相比較，熱障涂層的保溫效果不理想。因此，在涂層材料選擇的過(guò)程中要盡量選擇導(dǎo)熱速率快、熱敏性較好、發(fā)生熱變時(shí)釋放熱量多、膨脹系數(shù)比較小的材料，綜合上述性能，易熔鉍合金是目前最適合的材料，所以，要加強(qiáng)易熔鉍合金在測(cè)井儀器耐高溫性能提升方面的應(yīng)用。

3結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)階段，測(cè)井儀器耐高溫性能等技術(shù)問(wèn)題一直制約著我國(guó)石油開(kāi)發(fā)技術(shù)的發(fā)展。因此，必須從材料方面著手快速提升測(cè)井儀器的耐高溫性能。隨著油田企業(yè)資金、人才的持續(xù)性投入，對(duì)其進(jìn)行深入性研究探索，必然可以創(chuàng)新出儀器耐高溫處理措施。本文對(duì)熱障涂層技術(shù)和相變儲(chǔ)能技術(shù)方法進(jìn)行了深入地研究，可以一定程度上提升測(cè)井儀器的耐高溫性能，具備一定的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：胡永利（1985-），男，陜西子長(zhǎng)人，工程師，從事石油測(cè)井儀器維修工作。