CN101294490A - 井下地层多点测温方法与测温设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种井下地层多点测温方法，其包括以下步骤：设置复数个铠装热电偶，并在其一端连接补偿线；选取一保护管，在所述保护管的管壁沿管轴向按测点间隔设置固定孔；将连接有铠装热电偶的补偿线由所述固定孔穿入保护管内再由管口穿出，并将所述铠装热电偶用保护衬限位和固定于所述固定孔处；将由管口穿出的补偿线与一多通道测温显示仪相连接；将所述设有铠装热电偶的保护管伸入钻井内；开始测温。通过上述方法，实现了仅用一根管道同时测量不同深度的地层温度；且铠装热电偶此时固设于管壁的固定孔处与外界直接接触，保证了高精度测量；又所述热电偶外设有金属铠甲，安装使用时不易损坏，使用寿命大大增加。
Description
技术领域
本发明涉及一种测温方法，尤指一种用于测定井下地层不同深度温度的方法以及实施该测温方法的测温设备。
背景技术
地源热泵深井、石油开采井、矿井等都需要对不同深度的地层温度进行检测，在现有技术中，地层测温主要是通过在地表钻孔，再插入设有热电偶的保护管，热电偶通过补偿线与一显示仪表相连从而直接显示地层不同深度的温度，现有的测温方法主要包括三种形式：
(1)在不同深度单独插入设置有热电偶的保护管；此种方法投资很大，每测定一深度的地层温度都要重新钻孔，并单独地插入一根保护管，造成人力物力的大量浪费；
(2)在同根保护管内每隔一定深度设置一热电偶，分别测定不同深度的地层温度；运用此种方法，虽可通过仅插入一根保护管即测定不同深度的地层温度，但此时热电偶皆封闭设置于保护管内，未与地层接触，导致其测定的温度仅是保护管内各深度的温度，测量误差大。
(3)在套管外侧捆扎热电偶；这样确实做到了热电偶与地表的直接接触，但缺点也是显而易见的：由于热电偶暴露于外，带来了安装易损坏及使用寿命短等问题。
鉴于上述原因，目前的地层测温方法确实还存在需改进之处。
发明内容
因此本发明要解决的技术问题为提供一种井下地层多点测温方法与测温设备，实现深井下不同地层温度的同时高精度测量，且测量设备具备结构简单、投资小、安装方便可靠、使用寿命长等优点。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种井下地层多点测温方法，其特征在于包括以下步骤：设置复数个铠装热电偶，并在其一端连接补偿线；选取一根保护管，在所述保护管的管壁沿轴向按测量距离间隔设置固定孔；将连接有铠装热电偶的补偿线由所述固定孔穿入保护管内再由管口穿出，并将所述铠装热电偶固定于所述固定孔处；将由管口穿出的补偿线与一多通道测温显示仪相连接；将所述设有铠装热电偶的保护管伸入钻井内；开始测温。
通过上述方法，在所述保护管上不同高度间隔固设铠装热电偶，实现了仅用一根管道同时测量不同深度的地层温度；且铠装热电偶此时固设于管壁的固定孔处与外界直接接触，保证了高精度测量；又所述热电偶外设有金属铠甲，安装使用时不易损坏，使用寿命大大增加。
本发明的进一步改进在于：在所述固定孔固定铠装热电偶处设置一层保护衬，以达到保护和固定铠装热电偶的目的。
本发明的进一步改进在于：在所述保护管的管壁沿管轴向间隔设置穿线孔，当所述补偿线穿到每个穿线孔时，通过该穿线孔把补偿线拉到预定位置，以减少穿线的阻力。
本发明的进一步改进在于：在将保护管伸入钻井前，用仪表检测所穿热电偶是否正常，以确保下井前各个温度传感器能完好工作。在将保护管伸入钻井后，再用仪表检测所穿热电偶是否有损坏，损坏超过预期则抽上保护管重新安装热电偶。
本发明的进一步改进在于：在测温前，还包括有对测温设备进行标定并保存标定数据的步骤，以作为准确测量修正之用。
本发明还提供了一种井下地层多点测温设备，其包括：一保护管，在所述保护管的管壁沿管轴向间隔设置固定孔；复数个铠装热电偶，固设于所述固定孔处；固定孔固定铠装热电偶处设置复数个保护衬；复数根补偿线，其一端与所述铠装热电偶相连，另一端由保护管口穿出；一多通道测温显示仪，与所述补偿线由保护管口穿出的另一端相连。
本发明的进一步改进在于：所述固定孔固定铠装热电偶处设置有保护衬，以达到保护和固定铠装热电偶的目的。
本发明的进一步改进在于：所述铠装热电偶包括一阶梯状的金属壳体，在所述金属壳体内设有由镍铬-镍硅或铜-康铜成对构成的热电偶丝，其中所述两根热电偶丝一端点焊连接，且热电偶丝的点焊接点与金属壳体的内端面紧密接触；所述两根热电偶丝的另一端分别与两根补偿线相连。
当该铠装热电偶固设于管壁的固定孔时，由于阶梯状结构的设置，金属壳体一端突出形成一限位部，限位部沿保护管轴向的截面积大于所述固定孔的面积，起到了限位作用，使铠装热电偶部分始终处于保护管外与外界直接接触。点焊后的偶丝接点紧紧接触铠装壳壳体的内端面，由于是直接接触，这也保证了高精度的测量。
本发明的进一步改进在于：所述热电偶丝及其补偿线分别由绝缘护套单独绝缘，整体引出线再套入一绝缘护套内。
本发明的进一步改进在于：所述保护管的管壁沿管轴向间隔设置穿线孔。
附图说明
图1为本发明的井下地层多点测温设备结构示意图；
图2为图1中井下地层多点测温设备在A-A处的剖视图。
具体实施方式
参阅图1所示，本发明的井下地层多点测温设备主要由保护管10，铠装热电偶20，补偿线30以及多通道测温显示仪40四部分组成。其中：
所述保护管10为中空结构，其内部可容置所述补偿线30，保护管10一端的管口12未封闭以供补偿线30穿出，另一端管口13封堵伸入井内；在所述保护管10的管壁沿管轴向间隔设置复数个固定孔11。
再如图2所示，所述铠装热电偶20包括一金属壳体21，该金属壳体21的一端外径扩大形成一限位部211，使壳体21整体成阶梯状，且限位部211沿保护管10轴向的截面积大于所述固定孔11的面积，使所述铠装热电偶20卡设于固定孔11处，不至滑入管内，由此使所述铠装热电偶20部分始终处于保护管10外，做到与外界直接接触；在所述金属壳体21内设有由镍铬-镍硅或铜-康铜成对构成的热电偶丝22、23，所述热电偶丝22、23的一端点焊连接，且该点焊点紧紧接触金属壳体21的内端面；所述热电偶丝22、23的另一自由端与分别与两根补偿线30焊接；为使所述热电偶丝22、23能牢固固定在金属壳体21内，可对所述金属壳体21用胶黏剂填充；所述固定孔11固定铠装热电偶20处还可利用少量与保护管10材料相同的材料粘结或焊接保护衬24，对铠装热电偶21伸出管壁外的限位部211起到了保护和固定的作用，所述保护衬24的外表面设置为略低于所述限位部211的外表面，保证了铠装热电偶20与外界的直接接触。
所述热电偶丝22、23及其补偿线30分别由绝缘护套单独绝缘，整体引出线再套入一绝缘护套内。所述补偿线30一端分别与所述热电偶丝22、23相连接，另一端通过钢丝穿引出保护管20后连接于多通道测温显示仪40，形成闭合回路；
所述多通道测温显示仪40通过补偿线30与铠装热电偶20相连，用于显示各深度的地层温度。
测温可包括以下步骤：
1.设计制造铠装热电偶
根据需要设计制造铠装热电偶21及带绝缘保护的补偿线30，将所述铠装热电偶21连接于所述补偿线30一端，并按使用位置编号和在补偿线30输出端做好标记；对铠装热电偶21进行标定并保存标定数据，以作为准确测量修正之用。
2.选取并加工保护管
根据测点的穿线多少确定保护管10的直径，选择耐腐蚀、强度较好和低成本的材料，推荐使用PB、PE盘管或不锈钢管，PB、PE盘管连接采用热熔连接加长，不锈钢钢管采用螺扣管箍连接加长外筒体；在所述保护管10的管壁沿管轴向不同位置测点处开设固定孔11，并在固定孔11旁粘结或焊接一层保护衬24；然后再每隔一段长度(推荐＜20米)开设穿线孔14，以供穿线之用。
3.热电偶在保护管中固定与穿线
将连接有铠装热电偶20的补偿线30由所述固定孔11穿入保护管10内再由管口12穿出，与多通道测温显示仪40连接；穿线时，先穿最深(最长的补偿线)位置补偿线30，在拉线时用钢丝作为补偿线30的牵引线用以拉拽补偿线30在管中移动；为了减少穿线时的阻力，采用渐进式的穿线方法，即用钢丝拉拽补偿线30穿到每20米左右的穿线孔14时，把补偿线从该穿线孔14勾出，拉到预定位置，再继续穿线，当穿线到管口时，保持补偿线处于较松弛状态，之后穿第2、3......根热电偶线直至完成全部。涂胶在铠装热电偶20周围，再塞牢于固定孔11内，成束的补偿线可分别在各穿线孔14和管口12处固定。分别封堵住保护管10底部管口13和穿线孔14。由于所述铠装热电偶20具有阶梯状的金属壳体21，使限位部211卡于管壁之外，且通过保护衬24对该限位部211起到了固定与保护。
4.检测
在将保护管10伸入钻井前，用仪表检测所穿热电偶20是否正常，以确保下井前各个温度传感器能完好工作。
5.开始测温
将所述设有铠装热电偶的保护管伸入钻井内，开始测温，并将数值反馈给所述多通道测温显示仪40。
在将保护管伸入钻井后，还可再用仪表检测所穿热电偶是否有损坏，损坏超过预期则抽上保护管重新安装热电偶。
Claims (10)
1.一种井下地层多点测温方法，其特征在于包括以下步骤：
设置复数个铠装热电偶，并在其一端连接补偿线；
选取一保护管，在所述保护管的管壁沿轴向按测点间隔设置固定孔；
将连接有铠装热电偶的补偿线由所述固定孔穿入保护管内再由管口穿出，并将所述铠装热电偶固定于所述固定孔处；
将由管口穿出的补偿线与一多通道测温显示仪相连接；
将所述设有铠装热电偶的保护管伸入钻井内；
开始测温。
2.如权利要求1所述的测温方法，其特征在于：在所述固定孔固定铠装热电偶处设置一层保护衬。
3.如权利要求1所述的测温方法，其特征在于：在所述保护管的管壁沿管轴向间隔设置穿线孔，当所述补偿线穿到每个穿线孔时，通过该穿线孔把补偿线拉到预定位置，以减少穿线的阻力。
4.如权利要求1所述的测温方法，其特征在于：在将保护管伸入钻井前后，用仪表检测所穿热电偶是否正常。
5.如权利要求1所述的测温方法，其特征在于：在测温前，还包括有对测温设备进行标定并保存标定数据的步骤。
6.一种井下地层多点测温设备，其特征在于包括：
一保护管，在所述保护管的管壁沿管轴向按测点间隔设置固定孔；
复数个铠装热电偶，固设于所述固定孔处；
复数根补偿线，其一端与所述铠装热电偶相连，另一端由保护管口穿出；
一多通道测温显示仪，与所述补偿线由保护管口穿出的另一端相连。
7.如权利要求6所述的测温设备，其特征在于：所述固定孔固定铠装热电偶处设置有保护衬。
8.如权利要求6所述的测温设备，其特征在于：所述铠装热电偶包括一阶梯状的金属壳体，在所述金属壳体内设有由镍铬-镍硅或铜-康铜成对构成的热电偶丝，其中所述两根热电偶丝一端点焊连接，且热电偶丝的点焊接点与金属壳体的内端面紧密接触；所述两根热电偶丝的另一端分别与两根补偿线相连。
9.如权利要求6所述的测温设备，其特征在于：所述热电偶丝及其补偿线分别由绝缘护套单独绝缘，整体引出线再套入一绝缘护套内。
10.如权利要求6所述的测温设备，其特征在于：所述保护管的管壁沿管轴向间隔设置穿线孔。
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| CNA2008100386798A CN101294490A (zh) | 2008-06-06 | 2008-06-06 | 井下地层多点测温方法与测温设备 |
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