振动弦粘度计
阅读：79发布：2020-05-13
专利汇可以提供振动弦粘度计专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 申请 公开一种振动弦 粘度 计。一些示例振动弦 粘度计 壳体包括穿过壳体的出油管，以使得第一弦与井下 流体 接触 ，位于壳体内的空腔，用以保持磁体从出油管将一条和多条弦传导到 信号 发生器，第一和第二导电杆机械地连接到壳体，在出油管内将第一弦保持在拉伸状态，以及机械地连接到壳体的 密封圈 ，以防止磁体与井下流体接触。，下面是振动弦粘度计专利的具体信息内容。
1.一种振动弦粘度计壳体，包括：
出油管，其穿过壳体，使第一线露出至井下流体；
壳体中的空腔，其保持磁体并从出油管将一条或多条额外的线引导到信号发生器；
与壳体机械地连接的第一和第二导电杆，用于在出油管内将第一弦保持拉伸；以及机械地连接到壳体的密封件，以防止磁体接触井下流体。
2.根据权利要求1所述的振动弦粘度计壳体，其中第一线响应于通过导电杆传输到第一线的交流电而振动。
3.根据权利要求2所述的振动弦粘度计壳体，进一步包括信号发生器，以产生交流电并通过第一和第二导电杆与第一线电连接。
4.根据权利要求1所述的振动弦粘度计壳体，其中密封件包括位于空腔内的封装材料，以防止一条或多条额外的线、磁体、或信号发生器以及井下流体之间发生接触。
5.根据权利要求4所述的振动弦粘度计壳体，其中封装材料从井下流体向出油管施加第一流体压力，以平衡出油管内井下流体的第二流体压力。
6.根据权利要求1所述的振动弦粘度计壳体，进一步包括保持第二磁体的第二空腔。
7.根据权利要求6所述的振动弦粘度计壳体，其中密封件包括封装材料以防止第一和第二磁体或信号发生器和井下流体之间发生接触。
8.根据权利要求7所述的振动弦粘度计壳体，其中密封件进一步包括柔性罩以防止井下流体和封装材料之间的接触且从井下流体对封装材料施加流体压力。
9.根据权利要求6所述的振动弦粘度计壳体，进一步包括延伸于第一和第二空腔之间穿过出油管的第一和第二孔，以保持住第一和第二导电杆。
10.根据权利要求6所述的振动弦粘度计壳体，其中密封件包括机械地连接到第一和第二磁体以及壳体的罩。
11.根据权利要求1所述的振动弦粘度计壳体，其中第一导电杆响应于第一线上增加的张力弯曲。
12.根据权利要求1所述的振动弦粘度计壳体，其中第一导电杆在多个点处被紧固到至少一个壳体或出油管。
13.根据权利要求1所述的振动弦粘度计壳体，其中第一和第二导电杆与壳体机械地连接，且通过陶瓷或玻璃密封件与壳体电绝缘。
14.根据权利要求1所述的振动弦粘度计壳体，其中出油管包括第一和第二导电管道，它们相互机械地连接并彼此绝缘。
15.根据权利要求14所述的振动弦粘度计壳体，其中第一和第二导电管道通过弹性件机械地连接，以对第一弦施加大体上不变的拉伸。
16.根据权利要求14所述的振动弦粘度计壳体，其中第一和第二导电管道通过非导电管道相互机械地连接并彼此电绝缘。
17.根据权利要求1所述的振动弦粘度计壳体，其中磁体包括电磁体。
18.根据权利要求1所述的振动弦粘度计壳体，其中第一导电杆为悬臂式杆。
19.一种振动弦粘度计，包括：
信号发生器；以及
壳体，其包括第一出油管和流体连接到第一出油管的空腔，其中可移除传感器块被插入到所述空腔中，可移除传感器块包括：
第二出油管，当其被插入空腔时，大体上与第一出油管对齐；
跨过出油管产生磁场的磁体；
第一和第二导电杆，以将导电线保持在第二出油管内；以及
第一和第二信号线，以将第一和第二导电杆中相应的一个电连接到信号发生器。
20.根据权利要求17所述的振动弦粘度计壳体，其中壳体进一步包括第一和第二紧固件，以将第一和第二信号线机械地固紧至壳体。
21.一种振动弦粘度计，包括：
金属壳体，其包括空腔和与空腔流体地分离的出油管；
第一和第二导电杆，与金属壳体电绝缘，并从空腔延伸到出油管；
在第一和第二导电杆之间保持拉伸的导电线，响应于电信号发生振动；
位于空腔内并平行于导电线延伸的磁体；
通过至少空腔与第一和第二导电杆电连接的分析器，以根据导电线的振动确定粘度；
以及
用于填充空腔的封装材料，以将空腔与出油管以及环绕金属壳体的井下流体进行流体地分离。
22.一种振动弦粘度计，包括：
包括出油管的壳体，以使得井下流体流动通过出油管；
在出油管内响应于交流电进行振动的线；
连接到壳体的罩；
第一和第二导电杆，在出油管中将线保持拉伸，其中第一和第二导电杆在壳体和罩之间气密密封；以及
与第一和第二导电杆电连接的分析器，以测量线上的反向电压从而确定井下流体的粘度。
振动弦粘度计
技术领域
背景技术
[0002] 在井下石油和天然气探测领域，在天然或原地条件下流体特性测量对勘探员了解地下形成的经济效益来说是一件重要的工具。在所关注的流体特性之中，粘度较受关注。然而，已经确定这种流体特性的井下环境会导致用于收集数据的工具产生一些问题。比如，井下环境中热量、冲击、压力和振动可以导致工具的性能下降和/或测量精度的降低。
发明内容
[0003] 此处公开了一种振动弦粘度计。在所述的一些实施方式中，振动弦粘度计壳体包括穿过壳体的出油管，以使第一弦露出至井下流体；壳体中的空腔，以保持磁体并传导从出油管到信号发生器的一条或多条额外的弦；机械地连接到壳体的第一和第二导电杆，以在出油管内保持第一弦处于拉伸状态；以及机械地连接到壳体以通过井下流体阻止到达磁体的密封件。
[0004] 在一些另外的实施方式中，振动弦粘度计包括信号发生器以及壳体。示例的壳体包括第一出油管和与第一出油管流体连接的空腔，其中可移除传感器块被插入到空腔中。示例的可移除传感器块包括第二出油管，当滑块被插入到空腔中时，第二出油管大体上与第一出油管对齐，磁体穿过出油管产生磁场，第一和第二导电杆将导电线保持在第二出油管内，以及第一和第二信号线将第一和第二传导杆中的相应一个电连接到信号发生器上。
[0005] 另外一些示例的振动弦粘度计包括金属壳体，该壳体具有空腔和与该空腔流体地分离的出油管，第一和第二导电杆与金属壳体电绝缘并从空腔延伸至出油管，在第一和第二导电杆之间保持处于拉伸状态以响应于电力信号振动的导电线，磁体位于空腔内并平行于导电线延伸，借助至少空腔来电连接到第一和第二导电杆的分析器，从而根据导电线的振动确定粘度，以及填充空腔的封装材料以从出油管和围绕着金属壳体的井下流体与空腔流体地分离。
[0006] 在一些其它的实施方式中，振动弦粘度计包括具有出油管的壳体，以使得井下流体流动通过出油管，响应于交流电而在出油管内振动的弦，连接到壳体的罩子，使线在出油管内保持拉伸的第一和第二导电杆，其中第一和第二导电杆在壳体和罩子之间被气密地密封，以及电连接到第一和第二导电杆上以测量线上反向电压从而确定井下流体粘度的分析器。附图说明
[0008] 图2描绘了采用了此处所述的示例粘度计的钻井工具。
[0009] 图3为图1所述的流体取样系统的井下工具部分的示意图。
[0010] 图4为具有封装密封的示例性振动弦粘度计的剖面图。
[0011] 图5为图4中示例性的振动弦粘度计的正视图。
[0012] 图6为具有柔性金属罩密封的示例性的振动弦粘度计的剖面图。
[0013] 图7为具有气密密封杆的示例性的振动弦粘度计的剖面图。
[0014] 图8为图7中示例性的振动弦粘度计正视图。
[0015] 图9为具有包括磁体的盖子的示例性的振动弦粘度计的剖面图。
[0016] 图10为图9的示例性的振动弦粘度计的正视图。
[0017] 图11为包括可移除传感器块的示例性的振动弦粘度计的剖面图。
[0018] 图12为图11中示例性的振动弦粘度计的俯视图。
[0019] 图13为图11中示例性的可移除传感器块的等轴视图。
[0020] 图14为两个所示出的弦和杆构形之间弦拉伸和杆伸张关系的曲线图。
[0021] 图15为保持弦拉伸的示例弦和杆构形的示意性视图。
[0022] 图16为保持弦拉伸的示例弦、杆和出油管构形的示意性视图。
[0023] 图17A-17F示出为弦提供交流电的示例弦、杆和出油管构形。
[0024] 图18为包括电磁体的示例性的振动弦粘度计构形的示意图。
[0025] 图19为包括可移除出油管的示例性的振动弦粘度计构形的示意图。
具体实施方式
[0026] 一些实施例通过上述附图和下面详细的描述而得以展示。在所描述的这些实施例中，相似或相同的参考数字用于代表相同或相似的元件。为了清楚和/或简明，附图不需要改变大小，且附图的一些特征和视图可以放大显示或示意性显示。因此，下面描述的示例系统，本领域技术人员可轻易地理解这些实施例并非单一的实施该系统的方法。
[0027] 在此处说明示例振动弦粘度计的不同方面和/或特征。很多这些不同方面和/或特征可结合起来实现这些方面和/或特征的各自的优点。这是说明的振动弦粘度计的不同应用和实施方式相对于其它的结合而言可从下述说明的特征的一些结合中得益。
[0028] 此处说明的示例性振动弦粘度计可用来在地下流体取样过程中和/或分析操作期间测量井下流体的粘度。在一些应用中，粘度计至少部分地被浸入井下流体中，井下流体可以是腐蚀性的或对一些设备特别是电气装置比如传感器或类似物有害。因此，此处说明的一些示例振动弦粘度计包括具有出油管和两个沟槽的金属壳体。金属壳体和振动弦可以很小，以提高井下工具的空间效率。出油管可使得流体流过示例粘度计，导电线可安装在出油管中。在一些实施例中，导电线在两个导电杆之间保持拉伸状态，导电杆在两个沟槽之间横穿过出油管，并与金属主体电分离或绝缘。在一些另外的实施例中，沟槽可平行于出油管地保持一个或更多的永磁体和电性拉伸的导电线以产生横向于该线的磁场。在一些另外的实施例中，磁体可采用一个或更多的电磁体来形成。电磁体可以安装在出油管的一侧或两侧上以产生磁场。
[0029] 然后，示例性导电线可以连接到交流电源上来使导电线在磁场内以共振频率振动。示例导电线在流体内振动，这可缓冲导电线的振动，其缓冲量取决于流体的粘度。然后分析器线路可以通过确定阻尼值来确定井下流体的粘度。
[0030] 在一些实施例中，沟槽包括与金属粘度计壳体的另一部分连接的金属连接件。示例金属壳体可包括信号发生、测量、分析、和/或通信装置以传输和接收传向/来自金属壳体外的信号。在一些实施例中，沟槽内填充了非导电性封装材料比如环氧树脂、塑料或橡胶模制材料。封装材料可密封沟槽和包含在其中的成分免受(各)井下流体的作用。在一些实施例中，封装材料可将流体压力传递到出油管来相对于围绕着粘度计的(各)井下流体来平衡出油管的压力。
[0031] 在一些其他实施例中，可进一步通过金属罩相对于井下流体密封沟槽。在这样的实施例中，金属罩是柔性的以使得井下流体对沟槽内包含的封装材料施加流体压力，因而平衡了出油管的压力。
[0032] 在一些其它的实施例中，粘度计壳体设置有由可移除传感器块。一些示例的可移除传感器块包括与粘度计壳体的出油管对齐的出油管，一个或多个的磁体，在出油管内振动的弦，在壳体内与电元件电连接的外部电线。在示例的可移除传感器块插入到粘度计壳体后，可安装盖子来保护可移除传感器块。
[0033] 还在另一些实施例中，壳体包括出油管和在出油管中保持拉伸状态的振动弦。然后安装示例盖，盖子包括机械地附接并同时安装到盖上的一个或多个磁体。在安装时，磁体穿过振动弦产生磁场。
[0034] 仍然在其它一些实施例中，出油管可被插入到壳体中。出油管和壳体被密封以防止井下流体进入到壳体中的元件。
[0035] 图1描述了井下工具10，其从钻井设备12上悬挂在井眼14中，且其采用了此处描述的示例粘度计。井下工具10可以为能够实施的地层评价和由钢丝绳、钻杆柱、螺旋管或光滑管线传送的任何工具。图1中井下工具为传统的钢丝线工具，其通过钢丝绳缆线16在井眼14中从钻井设备12张开并相邻于地层F定位。井下工具10设置有取样器18，适于相对于井眼14的井壁20密封(此后称为“壁20”或“井眼壁20”)并如箭头所示从地层F将流体引入井下工具10。备用活塞22和24辅助推动井下工具10的取样器18抵靠井壁20。另外或可选地，其它类型的密封装置，比如双管封隔器，可用来将地层流体引入到井下工具
10中，如美国专利No.4860581中所公开的那样。
10中，如美国专利No.4860581中所公开的那样。
[0036] 图2描述了根据本发明来构造的另一个井下工具30。图2中的井下工具30为钻井工具，其可以在一个或多个(或其自身)随钻测量(MWD)的钻井工具、随钻测井(LWD)钻井工具或本领域公知的其它钻井工具之间传送。井下工具30附接到通过钻井设备12驱动的钻杆32以形成井眼14。井下工具30包括取样器18，适于对井眼14的井壁20进行密封，以如箭头所示从地层F将流体引入到井下工具30中。
[0037] 图3为描述了流体取样系统34的图1中的井下工具10的一部分的示意图。取样器18优选地从井下工具10的壳体35延伸，从而与井壁20接合。取样器18设置有用来密封井壁20的封隔器36。封隔器36接触到井壁20，且与内衬于井眼14的泥饼封堵40形成密封。泥饼的部分渗入井壁20并在井眼14周围形成侵入带42。侵入带42包括污染周围地层的泥和其它井眼流体，包括地层F和其中含有的一部分原始流体44。
[0038] 取样器18优选地设置有评价出油管46。流体流通装置的示例，比如取样器和双管封隔器，用于将流体引入到出油管中，如美国专利No.4860581和No.4936139所描述的那样。
[0039] 评价出油管46延伸进入井下工具10中，并用于传输流体，比如传输原始流体44进入井下工具10中用来测试和/或取样。评价出油管46延伸到取样腔50中用于收集原始流体44的样本或可重新导向以丢弃样本。泵52可用来通过出油管46抽吸流体。
[0040] 虽然图3显示了用来从地层抽吸流体的井下工具的示例构形，本领域技术人员可清楚可以使用各种构形的取样器、出油管和井下工具，且并非有意限定本发明的范围。
[0041] 根据本发明，粘度计60关联于井下工具10内的评价腔，比如评价出油管46用来测量评价空腔内的流体的粘度。粘度计60的示例实施结合附图4-19被更详细地示出。
[0042] 井下工具30可以与井下工具10一样以类似方式设置有壳体35、取样器18、流体流动系统34、封隔器36、评价出油管46、样本腔50、(各)泵52和粘度计60。
[0043] 图4为采用封装密封的示例振动弦粘度计400的剖面图。图5为图4示例振动弦粘度计400的正视图。示例振动弦粘度计400可用来实现测量井下液体的粘度的图3中描述的(各)示例粘度计60。
[0044] 示例振动弦粘度计400包括使线404露出至井下流体的壳体402。示例壳体402由金属制成，比如钢、铝、Densiment D176(钨合金)或另外一些高强度、相对惰性的金属。为使线404暴露至井下流体，在比如井下取样和/或分析操作过程中，壳体402包括井下流体流经的出油管46。井下流体通过流体地连接到出油管406的取样管和/或通过至少部分地浸入井下流体内的壳体402来流动于出油管406。在一些实施例中，采用钨实现线404。
[0045] 示例壳体402进一步包括两个空腔或沟槽408和410，磁体412和414放置其中。磁体412和414产生穿过线404的磁场。在一些实施例中，磁体412和414为永磁体。在其它实施例中，磁体412和414为以下的附图18中示出的采用一个或更多电磁体的磁体。
如图5中所示，磁体412和414分别位于沟槽408和410相应一个内，并在出油管406内产生磁场(即，穿过线404)。
如图5中所示，磁体412和414分别位于沟槽408和410相应一个内，并在出油管406内产生磁场(即，穿过线404)。
[0046] 为了支撑出油管406内的线404，示例振动弦粘度计400进一步包括两个杆416和418。如图5所示，杆416和418在沟槽408和410之间靠近出油管406端部定位。示例杆
416和418电连接于线404以将交流电传输到线404。杆416和418进一步提供机械支撑以保持线404在井下流体内大体不变地拉伸。线404的长度和张力直接影响到共振频率，并因此应该保持常态以获得精确的测量。在所示实施例中，线404通过激光焊接紧固到杆416和418。在出油管406内以及沟槽408和410之间，杆416和418机械地连接到壳体402。
然而，杆416和418与壳体402电性分离或彼此绝缘以防止线404的短路。在一些井下流体具有高腐蚀性的实施例中，杆416和418采用 和/或 实现。在一
些井下流体具有较低腐蚀性的实施例中，杆416和418采用 替代实现。
416和418电连接于线404以将交流电传输到线404。杆416和418进一步提供机械支撑以保持线404在井下流体内大体不变地拉伸。线404的长度和张力直接影响到共振频率，并因此应该保持常态以获得精确的测量。在所示实施例中，线404通过激光焊接紧固到杆416和418。在出油管406内以及沟槽408和410之间，杆416和418机械地连接到壳体402。
然而，杆416和418与壳体402电性分离或彼此绝缘以防止线404的短路。在一些井下流体具有高腐蚀性的实施例中，杆416和418采用 和/或 实现。在一
些井下流体具有较低腐蚀性的实施例中，杆416和418采用 替代实现。
[0047] 示例壳体402还包括安装有电子器件422在内的空腔420。电子器件422被构成为使得线404振动(如信号发生器)，从而通过线404(如分析器)测量井下流体的粘度，和/或沿着钻杆或钢丝绳工具与额外的工具连接(例如通信工具)。示例空腔420借助壳体402保护电子器件422不受井下流体和压力的影响。在一些示例的应用中，振动弦粘度计400被安装在流体取样和/或分析工具上并通过钢丝绳、钻杆、卷绕管，和/或光滑管线传输，这样振动弦粘度计400的第一部分424露出至井下流体，而在工具内的第二部分受到保护。所示出的虚线428示出了取样和/或分析工具的示例壁，其中安装了振动弦粘度计400，这样第二部分安装在工具中。
[0048] 为了将粘度计400的其它电子元件连接到电子器件422，示例沟槽408和410进一步分别包括密封杆430和432。密封杆430和432通过相应的电线434和436以及通道438和440电连接到电子器件422上。此外，密封杆430和432每个通过电线442和444连接到杆416和418之一，以将电子器件422电连接到线404。示例密封杆430和432由BeCu(铍铜)合金制成。为了相对于沟槽408和410密封腔420和电子器件422，密封圈446和448以及垫圈447和449可安装在密封杆430和432以及相应通道438和440之间。示例密封圈446和448采用双层O型密封件，因为一些灌注材料450和452可以粘接到O型密封件的外部且防止正确的密封。此外，垫圈447和449可以采用，比如， 使杆430和432与壳体402绝缘。
[0049] 在已经组装示例振动弦粘度计400后，沟槽408和410内的剩余空间被封装或灌注材料450和452填充，这些材料比如可以是环氧树脂、橡胶、塑料或其它任何合适的封装材料。在一些实施例中，环氧树脂可用于实现灌注材料450和452，且利用塑模(如)来保护灌注材料450和452不受井下流体的侵害。
[0050] 为了测量出油管406内井下流体的粘度，电子器件422(如，信号发生器)以预定频率产生正弦信号或其它信号。信号从电子器件422向线434和442传送。线442与杆416电连接，从而将信号传导到线404和另一个杆418。杆418电连接到电线444，其进一步通过电线436连接到电子器件422上。因此，电子器件422对线404施加交流电。以特别的频率，取决于线404的长度和张力，线404在由磁体412和414提供的磁场内以共振频率振动。
[0051] 取决于围绕着线404的井下流体的粘度，线404的振动会被缓冲和/或需要额外动力以使线404以共振频率继续振动。(各)磁体越靠近振动线404，磁场强度和线404的振动幅度越大。作为振动线404和磁场(如反电动力(emf))的结果，产生出反向电压。反向电压通过电子器件422(如分析器)测量，以确定井下流体的粘度。使用振动弦以确定流体粘度的方法的进一步说明可在美国专利7222671中找到。
[0052] 图6为具有柔性金属罩密封602的示例振动弦粘度计600的剖面图。示例振动弦粘度计600包括部件402-422以及428-448，其与图4中所描述的示例振动弦粘度计400中相类似或相同。此外，示例沟槽408和410填充有封装或灌注材料450和452。
[0053] 与图4中振动弦粘度计400相反，封装材料450和452不露出至围绕着壳体402的井下流体。作为替代，振动弦粘度计600包括紧固到壳体402上的柔性金属罩602。罩602防止井下流体和封装材料450和452之间发生气体吸收和/或其它反应。此外，示例金属罩602为柔性的，以使得井下流体对封装材料450和452施加流体压力。施加到封装材料450和452上的流体压力进一步施加到附图4内描述的出油管406上，以平衡由出油管406流出的井下流体施加的流体压力。金属罩602可采用比如 718，在这个情况下附图标记718表示在该Inconel商标下可商业地采用的特定材料，而并不会成为附图的任何部分。
[0054] 为了将罩602紧固到壳体402上，罩602可通过焊接、铜焊、和/或采用任何其它方式来使罩602和壳体402连接和密封。罩602可设置有填充孔604和606，由此沟槽408和410可填充上封装材料450和452。当沟槽408和410被填充时，孔604和606可被填充或密封，以防止井下流体通道封装材料450和452上。
[0055] 图7为具有气密密封的柱708和710的示例振动弦粘度计700的剖面图。图8为示例振动弦粘度计700的正视图。示例振动弦粘度计700包括金属壳体702，金属壳体包括出油管704。出油管704使得井下流体流入，比如，在井下流体取样和/或分析操作中，以确定井下流体的粘度。为了确定粘度，振动弦粘度计700进一步包括位于两个导电杆708和710之间保持在拉伸状态的线706。
[0056] 杆708和710在壳体702和罩712之间采用非传导性气密密封714，716，718和720机械地连接或紧固。气密封接714-720可采用，比如玻璃、陶瓷、和/或任何其它非传导性材料以防止杆708和710与壳体702和/或罩710发生电接触。
[0057] 然后，杆708和710可以与电子器件422电连接。电子器件422可包括信号发生器、分析器、通信装置、和/或其它电子元件以确定井下流体的粘度和/或与井下工具的其它部分通信。示例电子器件422通过在壳体702中的通道728和730运作的电线724和726与杆708和710电连接。通道728和730通过气密封接716和720隔离井下流体。结果，杆708和710比图4-6中的示例杆416和418更易于安装和连接到电子器件422。
[0058] 示例振动弦粘度计700可进一步包括温度传感器732，以确定井下流体的温度。温度传感器732通过气密封接734机械地连接到壳体702上，并通过在通道738内延伸的电线736电连接到电子元件422上。通道738通过气密封接734与井下流体隔离。
[0059] 振动弦粘度计700进一步包括磁体740和742。在图7所示的视图中，磁体742被磁体740挡住，没有被示出。磁体740和742都显示在图8所示的正视图中。
[0060] 在示出的图8的视图中，示例气密封接716和720分别被气密封接714和718挡住。如图8所示，出油管704使得井下流体流经壳体702。线706和柱708和710优选地不妨碍井下流体流。
[0061] 像图4-6中所示的磁体412和414一样，磁体740和742被插入壳体702内的沟槽或腔744和746中。然而，腔744和746可小于图4-6中的示例空腔408和410，因为密封杆430和432不需要将线724和726连接到电子器件422上。事实上，示例空腔744和746可制成精确地符合磁体740和742。在一些实施例中，剩下的空腔744和746可填充封装材料，比如在图4-6中描述的封装材料450和452。如上所描述，封装材料可结合柔性罩
712使用，以平衡出油管704内施加到壳体702上的流体压力。
712使用，以平衡出油管704内施加到壳体702上的流体压力。
[0062] 为了将示例线706和杆708和710安装到出油管704内，罩712开始时可不连接到壳体702上。此外，开始时可以不采用气密封接714-720。参考图7，杆708和710可插入壳体702上的相应杆孔748和750中。然后，杆708和710通过通道728和730与电线724和726电连接。当杆708和710与线724和726电连接时，杆708和710通过气密密封
716和720与壳体702机械连接或紧固。例如，熔融玻璃或熔融陶瓷材料可应用至杆708和
710。然后，熔融玻璃或陶瓷冷却和硬化，以形成气密封接716和720。
716和720与壳体702机械连接或紧固。例如，熔融玻璃或熔融陶瓷材料可应用至杆708和
710。然后，熔融玻璃或陶瓷冷却和硬化，以形成气密封接716和720。
[0063] 在其它一些实施例中，杆708和710在将杆708和710电连接到电线724和726之前，密封定位。在这样的一个实施方式中，杆708和710延伸穿过气密封接716和720以允许电连接至线724和726。
[0064] 然后，磁体742和744可插入相应沟槽744和746。可选地，磁体742和744可以在安装罩712之前的任何其它时间插入。空腔744和746同样也可在将磁体742和744插入或安装罩712之后填充封装材料。
[0065] 在磁体742和744以及708和710插入之后，罩712可固定到壳体702。如果罩712为金属材料，罩712可焊接和/或铜焊到壳体702。当罩712进行固定时，杆708和710至少部分地位于罩712的孔内。结果，当气密封接材料施加到包含了杆708和710的孔中时，气密封接714和718可机械地连接杆708和710到罩712上。
[0066] 线706可在杆708和710已经安装到壳体702之后的任何时间连接到杆708和710。然而，如果在杆708和710已被连接到罩712上后，线706被连接到杆708和710上，那么由于杆708和710之间的线706的拉伸，杆708和710可以更多地不进行移动。
[0067] 图9为具有包括磁体904和906的盖902的示例振动弦粘度计900的剖面图。示例振动弦粘度计900可用来实施图3中描述的示例粘度计60。如所示，盖902机械地连接到磁体904和906。通过将磁体904和906插入互补形状的空腔910，示例盖902以及磁体904和906同时插入壳体908中。然后盖902通过将盖902焊接或铜焊至壳体908而被紧固到壳体908上。焊接或铜焊密封住空腔910和磁极904和906不露出至可能损坏磁体
904和906的井下流体。
904和906的井下流体。
[0068] 壳体908进一步包括出油管912，其使振动弦914暴露至井下流体。示例出油管912平行于磁极904和906延伸，并因此，磁体904和906在出油管912内穿过振动弦914产生磁场。线914通过两杆916和918被保持在出油管912中。图9描述的视图中，杆918的视图被杆916挡住。每个示例杆916和918借由相应的电线920和922电连接到电气器件422。
[0069] 图10为图9中的示例振动弦粘度计的正视图。图10所示的视图显示了杆916和918以及线920和922之间的示例定位和连接。示例电线920和922可采用穿过壳体908从电子元件422到达相应杆916和918的任何(各)路径。
[0070] 图11为包括可移除传感器块1102的示例振动弦粘度计1100的剖面图。图12为图11中示例振动弦粘度计1100的正视图。示例振动弦粘度计1100可以用做图3中描述的粘度计60。壳体1104包括可将移除传感器块1102插入其中的沟槽或空腔1106。插入可移除传感器块1102之后，罩或盖1102可固定到壳体1104上。
[0071] 示例可移除传感器块1102包括出油管1110，磁体1112和1114，传导杆1116和1118，以及线1120。传导杆1116和1118在出油管内将弦1120保持在拉伸状态，以将线
1110浸入井下流体中。当通过弦1120传导交流电时，弦1120可在由磁体1112和1114产生的磁场内振动。为了将交流电提供到传导杆1116和1118以及弦1120，可移除传感器块
1102进一步包括与传导杆1116和1118其中的相应一个电连接的线1122和1124。示例电线1122和1124与相应的杆1126和1128电连接和机械连接。杆1126和1128通过相应的线1130和1132电连接到电子器件422。
1110浸入井下流体中。当通过弦1120传导交流电时，弦1120可在由磁体1112和1114产生的磁场内振动。为了将交流电提供到传导杆1116和1118以及弦1120，可移除传感器块
1102进一步包括与传导杆1116和1118其中的相应一个电连接的线1122和1124。示例电线1122和1124与相应的杆1126和1128电连接和机械连接。杆1126和1128通过相应的线1130和1132电连接到电子器件422。
[0072] 示例壳体1104还包括图12所示的出油管1134和1136。当可移除传感器块1102插入到沟槽1106中时，出油管1134和1136和出油管1110对齐。当出油管1134，1136和1110对齐时，井下流体可自由地在线1120以及传导杆1116和1118周围流动。
[0073] 示例振动弦粘度计1100允许传感器块1102容易移除和/或替换。比如，可移除传感器块1102可以配置为在弦1120上具有特定的拉伸以在特定的共振频率范围内振动。在线1120上的拉伸对于所希望的井下流体粘度的范围是理想的，但可能不适于高于或低于希望的范围之外的粘度。因此，另一个可移除传感器块还包括可配置来比线1120具有更高或更低的线张力。为了快速改变振动弦粘度计1100中线的张力，传感器块1102通过从杆1126和1128分开线1122和1124并从沟槽1106中移走传感器块1102而被移除。然后，将另一个可移除传感器块插入沟槽1106中，并将相应的电线紧固到杆1126和1128。然后，盖1108可被连接到或再次连接到壳体1104。
[0074] 图13为图11中示例可移除传感器块1102的等轴视图。如上所述，可移除传感器块1102包括将相应传导杆1116和1118电连接到电子器件422的线1122和1124。线1122和1124还可包括将线1122和1124机械地连接到杆126和1128的连接器1302和1304。
[0075] 出油管1110沿着可移除传感器块1102的长度延伸。然而，示例磁极1112和1114可借由，如不沿可移除传感器块1102的整个长度延伸的沟槽或空腔1306和1308，插入到可移除传感器块1102中。在其它一些实施例中，空腔1306和1308沿可移除传感器块1102的整个长度延伸以利于插入和移除磁极1112和1114。在一些实施例中，空腔1306和1308中的一个或两个端部被堵住，以防止磁极1112和1114掉出去。
[0076] 图14为显示了两个已经描述过的线和杆构形1402和1404之间的线张力和线拉伸关系的图表1400。如上所述，振动弦粘度计的线部分的张力影响到振动的共振频率。如果张力太小，频率可能会很低。类似地，如果张力太大，频率可能会过高。通常建立所需的频率范围以优化或调整信号强度来匹配信号分析器的频率响应能力。
[0077] 图14中示例图表1400描述了两个线张力和线拉伸关系或曲线1406和1408。示例曲线1406描述了示例线和杆构形1402的线张力及线拉伸关系。示例曲线1408示出示例线和杆构形1404的线张力及线拉伸关系。
[0078] 线和杆构形1402包括机械地连接到出油管1414上的两个杆1410和1412。杆1410和1412使弦1416保持在拉伸状态。杆1410和1412紧紧地紧固到出油管1414的侧面。因此，杆1410和1412之间的任何拉伸都几乎完全由弦1416的拉伸引起。相反，弦和杆构形1404包括两个机械地连接到出油管1422上的杆1418和1420。杆1418和1420将线1424保持为拉伸。不同于杆1410和1412，杆1418和1420可响应于施加到线1424上的拉伸而弯曲以增加或减少支撑点之间的拉伸。杆1418和1420的弯曲可通过改变杆1418和142的厚度(如直径)和/或采用不同的材料来调整。在一些实施例中，如图17E和17F所示，杆
1418和/或1420可以是悬臂式杆以响应于施加到线1424上的拉伸而弯曲。线1424以及杆1418和1420上的支撑点之间的每个额外拉伸单元在线1424上引起的伸张比在弦1416上引起的拉伸要小，且施加在线1424上的所需张力范围由于拉伸的范围很大而更易获得。
当出油管1422以及杆1418和1420由于井下温度和压力的条件下发生膨胀时尤为重要。
1418和/或1420可以是悬臂式杆以响应于施加到线1424上的拉伸而弯曲。线1424以及杆1418和1420上的支撑点之间的每个额外拉伸单元在线1424上引起的伸张比在弦1416上引起的拉伸要小，且施加在线1424上的所需张力范围由于拉伸的范围很大而更易获得。
当出油管1422以及杆1418和1420由于井下温度和压力的条件下发生膨胀时尤为重要。
[0079] 线1406和1408的相应斜度分别取决于杆1410、1412、1418和1420的柔韧性。杆1410、1412、1418和1420可以制造得更为或者不那么柔软，以容纳不同长度的线和/或不同尺寸的振动弦粘度计工具。更小的工具可使用更为刚硬的杆，比如杆1410和1412。相反的，具有更多伸展空间的工具可以使用杆1418和1420以更容易地获得所需的拉伸范围。
[0080] 图15为保持线张力的示例线和杆配置方式1500的示意图。示例配置方式1500可用于上面图4-12所示和描述的任何的示例振动弦粘度计上。示例线和杆配置方式1500包括杆1502、1504和1506。杆1502-1506机械地连接到出油管1508，通过这样井下流体可在取样操作中流动以浸入振动线1510。示例杆1504和1506是传导性的并可以将交流电输送到线1510以在磁场存在的情况以所需频率引起线1510振动。
[0081] 线1510进一步通过弹簧1512连接到杆1502。示例杆1502可以是非传导性的，以防止杂散电流或短路出现。弹簧1512使线1510处于大体上不变的拉伸以将共振频率保持在所需范围内。弹簧1512可构形为使线1510处于拉伸情况并保持该线抵住杆1504。然后线1504在杆1504和1506之间振动但不会使弹簧1512振动。
[0082] 图16为保持所需线张力的示例线、杆、出油管构形1600的示意图。示例配置方式1600，就像图15中所描述的配置方式1500，可用在图4-12所示出和描述的任何示例振动弦粘度计中。
[0083] 示例线、杆、出油管配置方式1600包括两个出油管管道1602和1604。弹簧1606推动出油管到1602和1604分开。第一杆1608机械地连接到第一出油管管道1602，第二杆1610机械地连接到第二出油管管道1604。杆1608和1610之一或全部还分别连接到相应管道1602和/或1604。杆1608和1610将线1612保持为拉伸，并穿过线1612引导交流电以在磁场存在的情况下发生使线1612振动。
[0084] 弹簧1606使得出油管管道1602和1604分开，而线1612以及杆1608和1610将管道1602和1604保持在一起。因此，由弹簧1606施加到管道1602和1604上的力受到施加到线1612上的拉伸力的阻抗。因此弹簧1606可用来控制线1612的张力且将振动频率保持其在所需频率范围内。具有较高弹簧弹力或弹性常数的弹簧1606可以使线1612保持较大的张力。相反，配置弹簧1606以使其具有较低的弹簧弹力或弹性常数，这可允许在线1612上具有较小的张力。
[0085] 图17A-17F示出了示例线、杆、和出油管配置方式1702、1704、1706、1708、1742和1744以使得振动弦和支撑柱与出油管电性分开。示例配置方式1702、1704、1706、1708、
1742和1744可实施图4-12中所示和描述的任何示例振动弦粘度计。
1742和1744可实施图4-12中所示和描述的任何示例振动弦粘度计。
[0086] 图17A示出利用非导电杆1710和1712的示例构形1702。非传导杆1710和1712可直接地连接到传导性出油管1714。然后，振动线1716可被紧固在非传导杆1710和1712之间。为了将线1716耦合到信号发生器1717以接收交流电，导线1718和1720可连接到振动线1716。在一些实施例中，导线1718和1720从位于出油管1714外的振动线1716延伸穿过非传导杆1710和1712。
[0087] 图17B示出了另一个示例配置方式1704，利用通过非传导性连接器1726、1728、1730和1732而与导电出油管1714电分离或绝缘的导电杆1722和1724。线1716被紧固到传导杆1722和1724上，其通过电线1718和1720与信号发生器1717电连接以将交流电传输到线1716上。
[0088] 图17C示出了又一个利用了机械地连接的分开传导管道1734和1736的示例配置方式1706。管道1734和1736也是通过非传导性物质1738使得相互之间电分离或绝缘，非传导性物质可应用于管道1734和1736否则会发生机械和/或电接触的任何区域。然后，导电杆1722和1724与管道1734和1736的相应一个机械地连接和电连接。线1716拉伸着紧固到杆1722和1724上。然后交流电可通过杆1722和1724和/或管道1734和1736传到线1716上，以使得线1716在存在磁场的情况下以共振频率振动。为了传导交流电，杆1722和1724和/或管道1734和1736可通过线1718和1720与信号发生器电连接。
[0089] 图17D示出了包括机械地连接到导电管道1734和1736的非导电性管道1740的另一个配置方式1708。导电管道1734和1736以及非导电管道1740可配合起来，提供一条出油管。导电杆1722和1724机械地且电力地连接到相应传导管道1734和1736以保持线1726在杆1722和1724之间处于拉伸状态。然后，交流电可通过杆1722和1724以及/或管道1734和1736传到线1716，以在磁场存在的情况下使线1716以共振频率振动。信号发生器1717可通过线1718和1720将交流电传到线1716，其与杆1722和1724以及/或导电管道1734和1736电连接。非导电管1740通过经由导电杆1734和1736绕过线1716而防止发生短路。
[0090] 图17E示出了包括导电悬臂式杆1746和1748的另一个示例配置方式1742。悬臂式杆1746和1748通过导电密封圈1726和1730而每个都分别连接到出油管1714上的相应点。振动线1716在杆1746和1748之间保持拉伸。通过在一个位置点上连接每个悬臂式杆1746和1748而不是在多个位置点上连接，就像图14所描述的，杆1746和1748更为柔软且振动线1716上保持更为持续的拉伸。示例杆1746和1748通过线1718和1720与信号发生器1717电连接以将电流传到振动线1716。此外，示例杆1746和1748机械地连接至出油管1714的同一侧，且因此线1718和1720可从一条沟槽通过而不是两条沟槽(如图4中沟槽408和410)。
[0091] 图17F也示出了包括导电悬臂杆1746和1748的示例配置方式1744。不同于图17E中示例配置方式1742，图17F中悬臂杆1746和1748机械地连接到出油管1714的相对侧。然后，电线1718和1720可穿过两条沟槽(如图4中沟槽408和410)而不是同一条沟槽。
[0092] 图18为包括电磁体1802和1804的示例振动弦粘度计1800的示意图。示例电磁体1802和1804在出油管1808内产生穿过振动弦1806的磁场。示例电磁极1802采用围绕高磁导率磁芯1812的线1810而实现。类似地，电磁体1804采用围绕高磁导性磁芯1816卷绕的线1814而实现。磁芯1812和1816可采用，比如铁氧体材料。
[0093] 示例线1810和1814以相同的方向缠绕相应的芯1812和1816，以产生具有相同方向的磁场。为了产生磁场，交流电通过发生器1818传到线1810和1814。线1810通过线1820和1822电连接到信号发生器1818。类似地，线1814通过线1824和1826电连接到信号发生器1818。线1820-1826将交流电从信号发生器1818传到线1810和1824。
[0094] 当施加交流电时，电磁体1802和1804垂直于线1808产生电磁场。当电流施加到线1808时，线1808便振动。振动的幅值与磁场的强度以及流经线1808的电流成比例。通过增加电磁体1802和1804的电流，磁场强度增加并使得振动的幅值增加。结果，电磁体1802和1804对于精确测量不同种类流体的粘度很有用。
[0095] 图19为包括可移除出油管1902的示例振动弦粘度计的示意图。示例粘度计配置方式1900可用于实现图3中所示的粘度计60。示例出油管1902可采用图17A-17F中示出的示例的出油管构形1702、1704、1706、1708、1742和/或1744而实现。出油管1902被插入壳体1904中，并应用密封件1906和1908。密封件1906和1908防止井下流体接触壳体1904中的部件。密封圈1906和1908可采用，比如，焊接、铜焊、和/或弹性密封而实现。通过将分离出油管1902插入到壳体1904中，粘度计构架1900可被快速组装，不同出油管
1902可以快速更换以提高取样和测试的速度。出油管1902可在材料、结构(如传导性线路)，和/或尺寸上不同。
1902可以快速更换以提高取样和测试的速度。出油管1902可在材料、结构(如传导性线路)，和/或尺寸上不同。
[0096] 壳体1904进一步包括一个或多个沟槽或腔1910。示例沟槽1910可保持，比如磁体、电磁体、线路，和/或其它元件，以实现此处描述的振动弦粘度计。此外，示例沟槽(一条或多条)1910可填充封装材料，比如上面图4-6所描述过的材料。封装材料保护(各)沟槽1910中的元件。
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