[实用新型]不均匀电场持水率测井仪敏感探头

说明书

本实用新型涉及一种用于测量仪器的传感器，尤其适用于受地层水矿化度影响的井下测水仪的持水率敏感探头。

利用电磁波谐振技术测量原油含水率的关键技术是敏感探头及其与谐振电路的匹配。当原油的含水率发生变化时，探头电容量随之改变，实现了谐振回路的振荡电压受含水率调谐。有中国专利“井下找水仪的超高频传感器(ZL87201552.1)”，其敏感探头采用沿用至今的同轴式电容器。经实践证明，当水为连续相时，输出信号随地层水矿化度的增加而增大，使测量结果的相对误差达到30％或更大，失去了实用意义。另有中国发明专利“电容传感器非均匀探头(96114153.0)”，提出利用凸台阶介质绝缘套，调整其凸台阶几何尺寸与谐振电路匹配，可减小矿化度对输出信号的影响直至接近于零。但因其外台阶是裸露的，不便与其它仪器挂接，而且没有解决在探头内走过电源线问题，使用时只能放置在顶端部位，限制了应用场所。

本实用新型的目的是要提供一种不均匀电场持水率测井仪敏感探头。基本消除地层水矿化度对输出信号的影响，同时，解决对挂接在探头下方的仪器供电走线的问题。

本实用新型的目的是这样实现的，由谐振电路总成、内导体、屏蔽走线孔、上下外导体密封套、介质套、介质堵头等构成敏感探头，其特征是内导体设计成双T型凸台阶结构，在内导体的一侧设计有屏蔽走线孔，内导体和屏蔽走线孔均安装于介质套内，两者相互绝缘，内导体的一端连接谐振电路总成，另一端被介质堵头封堵，介质套的两端有上下外导体密封套，上下外导体密封套通过连接环与屏蔽走线孔连为一体作为敏感探头的外导体。所述内导体双T型凸台阶结构的凸台厚度尺寸a为5～7mm，凸台在外导体内的相对位置尺寸b为2～4mm。

本实用新型的特点是将内导体设计成双T型凸台结构，利用凸台与外导体形成的较大电容的端部辐射场来实现沿轴向不均匀分布电场，改变荷电离子的运移方向，使地层水矿化度对输出信号的影响减小直至为零。同时在介质套中设置了屏蔽走线孔，解决了给挂接仪器供电问题。

下面结合附图和实施例来详细描述依据本实用新型所提供的不均匀电场持水率测井仪敏感探头的具体结构。

附图是本实用新型的结构示意图。

本实用新型所述敏感探头由谐振电路总成1、连接环与屏蔽走线孔2、下外导体密封套3、内导体4、介质套5、介质堵头6、上外导体密封套7等构成。在介质套5内安装有内导体4和屏蔽走线孔2，屏蔽走线孔在内导体的一侧，两者相互绝缘，介质套5的两端分别联接上下外导体密封套7、3构成敏感探头的外导体，介质堵头6封堵内导体4的一端，内导体4的另一端连接谐振电路总成1。

实现本实用新型的关键是确定合理的凸台厚度尺寸a和凸台在外导体内的相对位置尺寸b。a的大小决定探头对含水率的敏感量及最大输出电压的大小；b的大小决定探头的初始电容的大小，即决定探头在空气中输出电压的大小；(a-b)的大小决定矿化度对输出信号的影响。本实施例中，凸台的外径为10mm,a=6mm,b=3mm。连接环与屏蔽走线孔2和上下外导体应同电位，对其中的电源引线起屏蔽作用，减小引线对测量结果的影响。本实用新型所提供的敏感探头将内导体设计成双T型凸台阶结构，使与内导体(电极)接触的是两种介质，即空气和绝缘套。由于介质厚度不同对电场减弱效应不一样，使在被测介质表面不再等电位，而是产生沿轴向不均匀的电场，改变荷电离子的运移方向，减小传导电流对电容传感器输出信号的影响，实现对含有矿化度地层水的原油持水率的测量，其有效作用空间半径由原来的0.8cm提高到5.0cm(全井眼)。