CN105987764A - 一种快速测量井下测温探管 - Google Patents

Abstract

本发明属于井下测量仪器技术领域，具体涉及一种快速测量井下测温探管。本发明的快速测量井下测温探管，温度传感器输出的电压信号与基准电压信号进行比较放大后通过门控电路1选通，在时序信号控制下，使其在固定通道通过，输出至同相放大电路放大，之后进入模数转换电路将电压信号转换成频率信号，然后在时序信号控制下进行计数，并经门控电路2在固定通道输出，此信号经驱动输出电路放大后经测井电缆向地面控制台传送。本发明解决了现有井下测温探管反应速度慢、难以进行快速测井的技术问题，具有温度响应速度快、测温线性度好、灵敏度高的特点，能够实现井中温度连续、快速的准确测量。

Description

一种快速测量井下测温探管

技术领域

本发明属于井下测量仪器技术领域，具体涉及一种快速测量井下测温探管。

背景技术

井中温度测量是用电缆将测温探管下入井内，测量记录某一深度的井温或沿井剖面的温度变化，可以了解井内流体温度变化的情况，是测井的重要参数。

温度测井探管一般通过温度传感器实现温度信号采集。现有技术中，温度传感器多采用热电阻传感器，其热容量较大，因而热惯性较大，动态性能不好，适用于定点测量及慢速测井，但连续快速测井时，现有技术中的温度测井探管反应速度慢，影响测井工作测量效率。

发明内容

本发明需要解决的技术问题为：现有技术中的井下测温探管，动态性能较差，反应速度慢，难以进行快速测井。

本发明的技术方案如下所述：

一种快速测量井下测温探管，温度传感器输出的电压信号与基准电压信号进行比较放大后通过门控电路1选通，在时序信号控制下，使其在固定通道通过，输出至同相放大电路放大，之后进入模数转换电路将电压信号转换成频率信号，然后在时序信号控制下进行计数，并经门控电路2在固定通道输出，此信号经驱动输出电路放大后经测井电缆向地面控制台传送。

所述温度传感器采用PN结温度传感器。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的一种快速测量井下测温探管，采用PN结温度传感器，温度响应速度快、测温线性度好、灵敏度高，能够实现井中温度连续、快速的准确测量；

(2)本发明的一种快速测量井下测温探管，硬件电路简单，节约成本。

附图说明

图1为本发明的一种快速测量井下测温探管电路原理框图；

图2为本发明的一种快速测量井下测温探管温度传感器信号放大电路原理图；

图3为本发明的一种快速测量井下测温探管时序控制电路、模数转换电路、计数电路、驱动输出电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种快速测量井下测温探管进行详细说明。

如图1所示，本发明的一种快速测量井下测温探管，温度传感器输出的电压信号与基准电压信号进行比较放大后通过门控电路1选通，在时序信号控制下，使其在固定通道通过，输出至同相放大电路放大，之后进入模数转换电路进行V/F转换，将电压信号转换成频率信号，然后在时序信号控制下进行计数，并经门控电路2在固定通道输出，此信号经驱动输出电路放大后经测井电缆向地面控制台传送。低压电源向各部分电路提供±5V和±12V电源，并通过电压转换模块将地面供给井下的电源转换为探管所需电压。

如图2所示，温度传感器选用PN结温度传感器，其灵敏度、线性度、温度响应速度均优于热电阻传感器；

集成运算放大器U1A、U1B、U1C可以选用LM324型放大器；

电阻R1、稳压管A1和电位器W1组成基准电压调节电路，稳压管A1通过电阻R1与12V电源相连，同时电位器W1与稳压管A1并联，通过电位器W1调节基准电压信号的高低，调节后的基准电压信号经作为跟随器的U1B后，通过电阻R3输入到U1C的正相输入端；

温度传感器PN负极接地，12V电源通过电阻R2与其正极相连；温度信号从PN正极输出至作为跟随器的U1A的同相输入端，放大后再经电阻R6输入到U1C的反相输入端，与U1C正相输入端的基准电压比较后进行差分放大，输出待处理的温度电压信号L1。

U1C和电阻R4、电阻R5、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电位器W2组成差分放大器：电阻R7和电阻R8串联接在U1C反相输入端与输出端之间，电阻R4、电阻R9电位器W2串联接在同相相输入端与电阻R7、电阻R8交点之间，电阻R5一端与电阻R4、电阻R9的交点相连，一端接地。

如图3所示，U4、U9组成时序控制电路，向门控电路、计数电路提供控制信号；U6、U7、U8组成计数电路，输出11位二进制数据，每个计数时间单元为一个道宽的时长，即U9的Q信号宽度；U13为同相放大器，对模数转换前的温度电压信号进行调节；U3组成模数转换电路，将温度电压信号转换成频率信号；U10、U11构成门控电路；U12则构成驱动输出电路，测得的井温信号以固定的格式向井上传送。

图3中，U3选用CDVFC32，U4选用CD4060，U5D、U5E、U5F选用CD4069，U6选用CD4014，U7选用CD4014，U8选用CD4040，U9选用CD4022，U10A、U10B选用CD4075，U11A、U11D选用CD4066，U12A、U12B、U12C、U12D可以选用LM124。

U4外接晶体G1和电阻R18、电容C13、电容C14组成的高精度晶体振荡器，提供时钟脉冲，接于U4的10脚和11脚之间；U4的13脚输出的脉冲经电阻R19、电容C10构成的积分电路积分，再经反相器U5E反相后，作为U6、U7的时钟信号，与U6、U7的10脚相连；U4的2脚输出的脉冲经电阻R20、电容C11构成的微分电路微分，再经反相器U5F反相后，作为U6、U7的输入输出控制信号，与U6、U7的9脚相连，同时作为门控电路U10B的控制信号，控制模数转换器U3的7脚输出的频率信号向计数器U8传送。这一信号经电阻R21、电容C12微分及反相器U5D反相后，还作为计数器U8的清零信号，与U8的11脚相连；U9的10脚输出的信号作为道宽信号控制门控电路U10A和U11D；U10A控制计数器输出的信号即U7的3脚信号向控制门U11A传送，U4的13脚信号与U11A的1脚相连，控制数据输出的格式；温度电压信号L1通过门控电路U11D，在道宽信号控制下，向放大器U13传送，再一次放大后，进入模数转换电路U3的1脚，进行模数转换，转换后的数据从U3的7脚输出；计数后的数据信号以固定格式从U11A的2脚输出后，进入由运算放大器U12A、U12B、U12C、U12D组成的驱动输出电路，放大后的信号SOUT向地面仪器传送。

上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (2)

1.一种快速测量井下测温探管，包括温度传感器，其特征在于：温度传感器输出的电压信号与基准电压信号进行比较放大后通过1#门控电路选通，在时序信号控制下，使其在固定通道通过，输出至同相放大电路放大，之后进入模数转换电路将电压信号转换成频率信号，然后在时序信号控制下进行计数，并经2#门控电路在固定通道输出，此信号经驱动输出电路放大后经测井电缆向地面控制台传送。

2.根据权利要求1所述的一种快速测量井下测温探管，其特征在于：所述温度传感器采用PN结温度传感器。