CN101139926A - 一种用声波测量温度的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种用声波测量温度的装置及其方法，其特征在于：该装置包括发射传感器、接收传感器、时间测量单元、数据处理单元；其中，所述发射传感器用于将电信号转换成声波信号并发射，该声波信号穿过被测介质，所述接收传感器用于接收所述穿过被测介质后的声波信号并将该声波信号转换成电信号，所述时间测量单元通过测量所述发射传感器中的电信号和所述接收传感器中的电信号的时间差测量声波传输时间，所述数据处理单元通过所述声波传输时间计算声速然后通过声速计算被测介质的温度。所述装置在石油测井工程中用于测量井温、判断井筒内流体的来源点、判断是否发生流体串槽、判断温度异常地层，该装置响应速度很快，分辨率很高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用声波测量温度的装置及其方法，特别涉及所述装置及其方法在石油测井工程中的应用。
背景技术
测量温度的装置有两种形式：接触式和非接触式。接触式测温装置的感温元件与被测介质直接接触，用热传导方式测量；非接触式测温装置的感温元件与被测介质不直接接触，用辐射方式测量。不管是热传导方式测量，还是辐射方式测量，都存在热传递；热量转移必然要花费一定的时间，最终将导致测温装置响应速度慢，准确度和分辨率不高的问题产生。
在石油测井工程中，温度测量装置的主要应用是测量微差井温，目前广泛采用的测温装置是接触式铂电阻测温装置。铂电阻测温装置利用的是铂电阻信号通过桥式电路后转换为电压信号的原理。当铂电阻经桥路检测后，其输出电压与被测介质的温度之间具有一定的函数关系，通过测量该输出电压达到测量被测介质温度的目的。
测井时采用的是动态测温，温度探头不停地移动，对井温的测量需要很快的响应速度以及很高的准确度和分辨率；然而铂电阻测温装置因为采用接触式测量形式，使流体以热传导方式传递热量给感温元件，热量转移需要花费一定时间，具有很大的迟滞效应，导致了响应速度慢以及准确度和分辨率不高的问题，实际应用中会产生很大的测量误差。
发明内容
针对上述测量装置和方法存在的缺点和不足，本发明提供一种用声波测量温度的装置及其方法，特别涉及所述装置及其方法在石油测井工程中的应用。
所述装置包括发射传感器、接收传感器、时间测量单元、数据处理单元；其中，所述发射传感器用于将电信号转换成声波信号并发射，该声波信号穿过被测介质，所述接收传感器用于接收所述穿过被测介质后的声波信号并将该声波信号转换成电信号，所述时间测量单元通过测量所述发射传感器中的电信号和所述接收传感器中的电信号的时间差测量声波传输时间，所述数据处理单元通过所述声波传输时间计算声速然后通过声速计算被测介质的温度。
所述装置还包括外壳，在外壳的保护下，所述装置承压可达40MPa。
所述装置还包括一个遥测短节，用于和测井电缆配接。
所述装置还包括符合测井仪器规范的接口，用于和其它测井仪器组合测井。
所述方法包括以下步骤：发射传感器发送声波信号，该声波信号穿过被测介质后到达接收传感器，时间测量单元测量出声波传输时间后，数据处理单元通过所述声波传输时间计算声速并通过声速计算被测介质的温度。
所述方法是一种非接触式测温法，不需要能量传递，响应速度快。
所述装置及其方法在石油测井工程中用于测量井温。
所述装置及其方法在石油测井工程中通过检测流体温度变化判断井筒内流体的来源点。
所述装置及其方法在石油测井工程中通过检测流体温度变化判断是否发生流体串槽。
所述装置及其方法在石油测井工程中通过检测流体温度变化判断温度异常地层。
所述检测流体温度变化即测量微差井温；在石油测井工程中，温度测量装置的主要应用即测量微差井温。通过检测流体温度变化即测量微差井温，判断井筒内流体的来源点、判断是否发生流体串槽、判断温度异常地层，属于成熟的测井解释技术，本文不再赘述。用所述装置检测流体温度变化，即测量微差井温时，所述装置响应速度很快、分辨率也很高。
测量声速的方法很多，可以通过测量所述发射传感器中的电信号和所述接收传感器中的电信号的时间差测量声波传输时间，然后通过声波传输时间计算声速；也可以采用环频法等测量声速；根据不同的用户需求可以选择不同的测速方法。
测井时本发明所提供的装置要伸入到流体中，但装置并不依赖流体以热传导方式或者辐射方式传递热量，而是利用声速与温度想关的原理，通过测量声波在流体中的速度来测量流体的温度。本发明实质上采用的是非接触式测温形式，而且不依赖热传递，直接测量被测介质，因此其响应速度很快，且准确度和分辨率很高，迟滞效应几乎为零。
附图说明
图1是本发明所提供装置主要组成部分的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明所提供的用声波测量温度的装置及其方法作进一步描述。
所述装置包括发射传感器1、接收传感器2、时间测量单元3、数据处理单元4；其中，所述发射传感器1用于将电信号转换成声波信号并发射，该声波信号穿过被测介质，所述接收传感器2用于接收所述穿过被测介质后的声波信号并将该声波信号转换成电信号，所述时间测量单元3通过测量所述发射传感器1中的电信号和所述接收传感器2中的电信号的时间差测量声波传输时间，所述数据处理单元4通过所述声波传输时间计算声速然后通过声速计算被测介质的温度。
所述发射传感器1可以是各种将电信号转换成声波信号的电声器件。
所述接收传感器2可以是各种将声波信号转换成电信号的声电器件。
所述时间测量单元3，一种优化的实施方式是采用鉴相器，通过测量发射传感器1中电信号和接收传感器2中电信号的相位差的方式测量时间差；鉴相器是本领域公知的技术，在此不做特别说明；另外，本发明人提交的一份名为“一种数字鉴相方法及其装置”的发明专利中详细描述了一种高精度的鉴相装置，优化的实施方式是采用该专利中描述的鉴相装置。
所述数据处理单元4采用本领域公知的数据处理技术，如FPGA、CPLD、DSP、ARM等，在此不做特别说明。
所述装置还包括外壳，在外壳的保护下，所述装置承压可达40MPa。
所述装置还包括一个遥测短节，用于和测井电缆配接。
所述装置还包括符合测井仪器规范的接口，用于和其它测井仪器组合测井。
所述方法包括以下步骤：发射传感器发送声波信号，该声波信号穿过被测介质后到达接收传感器，时间测量单元测量出声波传输时间后，数据处理单元通过所述声波传输时间计算声速并通过声速计算被测介质的温度。
所述方法是一种非接触式测温法，不需要能量传递，响应速度快。
所述装置及其方法在石油测井工程中用于测量井温。
所述装置及其方法在石油测井工程中通过检测流体温度变化判断井筒内流体的来源点。
所述装置及其方法在石油测井工程中通过检测流体温度变化判断是否发生流体串槽。
所述装置及其方法在石油测井工程中通过检测流体温度变化判断温度异常地层。
所述检测流体温度变化即测量微差井温；在石油测井工程中，温度测量装置的主要应用即测量微差井温。通过检测流体温度变化即测量微差井温，判断井筒内流体的来源点、判断是否发生流体串槽、判断温度异常地层，属于成熟的测井解释技术，本文不再赘述。
测量声速的方法很多，可以通过测量所述发射传感器中的电信号和所述接收传感器中的电信号的时间差测量声波传输时间，然后通过声波传输时间计算声速；也可以采用环频法等测量声速；根据不同的用户需求可以选择不同的测速方法。
需要说明的是，声速变化不仅与被测介质的温度有关，还与被测介质的其它参数有关；但是在较短的时间内，即测量时间内，被测介质除温度以外的参数变化很小，在着重测量被测介质温度变化的应用领域中，可以将被测介质除温度以外的参数变化产生的影响忽略不计；如将所述装置及其方法应用于石油测井工程中，用来检测温度变化，即测量微差井温，测量时所述装置的响应速度很快、分辨率也很高。
测井时本发明所提供的装置要伸入到流体中，但装置并不依赖流体以热传导方式或辐射方式传递热量，而是利用声速与温度想关的原理，通过测量声波在流体中的速度来测量流体的温度。本发明实质上采用的是非接触式测温形式，而且不依赖热传递，直接测量被测介质，因此其响应速度很快，且准确度和分辨率很高，迟滞效应几乎为零。
需要说明的是，本发明所提供的用声波测量温度的装置及其方法并不局限于石油测井工程中，可以应用在很多领域。
Claims (10)
1.一种用声波测量温度的装置，其特征在于：该装置包括发射传感器、接收传感器、时间测量单元、数据处理单元；其中，所述发射传感器用于将电信号转换成声波信号并发射，该声波信号穿过被测介质，所述接收传感器用于接收所述穿过被测介质后的声波信号并将该声波信号转换成电信号，所述时间测量单元通过测量所述发射传感器中的电信号和所述接收传感器中的电信号的时间差测量声波传输时间，所述数据处理单元通过所述声波传输时间计算声速然后通过声速计算被测介质的温度。
2.根据权利要求1所述的一种用声波测量温度的装置，其特征在于：所述装置还包括外壳，在外壳的保护下，所述装置承压可达40MPa。
3.根据权利要求1所述的一种用声波测量温度的装置，其特征在于：所述装置还包括一个遥测短节，用于和测井电缆配接。
4.根据权利要求1所述的一种用声波测量温度的装置，其特征在于：所述装置还包括符合测井仪器规范的接口，用于和其它测井仪器组合测井。
5.一种用声波测量温度的方法，该方法包括以下步骤：发射传感器发送声波信号，该声波信号穿过被测介质后到达接收传感器，时间测量单元测量出声波传输时间后，数据处理单元通过所述声波传输时间计算声速并通过声速计算被测介质的温度。
6.根据权利要求5所述的一种用声波测量温度的方法，其特征在于：所述方法是一种非接触式测温法，不需要能量传递，响应速度快。
7.根据权利要求1-4所述的用声波测量温度的装置和权利要求5-6所述的用声波测量温度的方法，其特征在于：所述装置及其方法在石油测井工程中用于测量井温。
8.根据权利要求1-4所述的用声波测量温度的装置和权利要求5-6所述的用声波测量温度的方法，其特征在于：所述装置及其方法在石油测井工程中通过检测流体温度变化判断井筒内流体的来源点。
9.根据权利要求1-4所述的用声波测量温度的装置和权利要求5-6所述的用声波测量温度的方法，其特征在于：所述装置及其方法在石油测井工程中通过检测流体温度变化判断是否发生流体串槽。
10.根据权利要求1-4所述的用声波测量温度的装置和权利要求5-6所述的用声波测量温度的方法，其特征在于：所述装置及其方法在石油测井工程中通过检测流体温度变化判断温度异常地层。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104464855A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-03-25 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种基于高频电磁力的液态重金属超声波测温装置 |
| CN105549645A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-05-04 | 王晶怡 | 一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法 |
| CN110231084A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-13 | 中国科学院声学研究所 | 一种用于低温低气压的声速测量装置及方法 |
| CN110907059A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-03-24 | 广东美的厨房电器制造有限公司 | 电器的温度控制方法及装置、电器和计算机可读存储介质 |
| WO2023087176A1 (zh) * | 2021-11-17 | 2023-05-25 | 华为技术有限公司 | 一种温度测量系统和方法 |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104464855A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-03-25 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种基于高频电磁力的液态重金属超声波测温装置 |
| CN105549645A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-05-04 | 王晶怡 | 一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法 |
| CN105549645B (zh) * | 2016-01-25 | 2017-07-18 | 民权县质量技术监督检验测试中心 | 一种基于声波测温的冷藏箱温度控制方法 |
| CN110231084A (zh) * | 2019-06-25 | 2019-09-13 | 中国科学院声学研究所 | 一种用于低温低气压的声速测量装置及方法 |
| CN110231084B (zh) * | 2019-06-25 | 2024-05-28 | 中国科学院声学研究所 | 一种用于低温低气压的声速测量装置及方法 |
| CN110907059A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-03-24 | 广东美的厨房电器制造有限公司 | 电器的温度控制方法及装置、电器和计算机可读存储介质 |
| WO2023087176A1 (zh) * | 2021-11-17 | 2023-05-25 | 华为技术有限公司 | 一种温度测量系统和方法 |
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