SU1044775A1 - Скважинный термометр сопротивлени - Google Patents

Abstract

1. СКВАЖИННЫЙ ТЕРМОМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащий .герметичный корпус,- защитную оболочку с размещенным в ней термоэлементом из проволоки, жипы которой свободно прот нуты внутри защитной обопочки, о т- л и чающийс  тем, что, с цепью повышени  надежности скважинного термометра в услови х высоких давлений и температур окружающей срецы, защитна  оболочка выполнена в виде трубчатого змеевика, секции которого с зазорами между собой жестко закреплены на поверхности трубчатого каркаса из теплопроводного материала, соединенного с корпусом и перфорированного в местах, не зан тых секци ми защитной оболочки, а термоэлемент изолирован от защитной оболочки бусами из электроизол ционного материала. 2. Термометр тто п. 1, о т п и чаi ющийс  тем, что трубчатый каркас (Л прикреплен к корпусу посредством тонкостенной втулки с отверсти ми в ееС центральной части.

Description

4 -4j

сл Изобретение относитс  к измерению температуры с помощью резистивных термопреобраэоватепей и может быть нспопьзовако дл  измерени  температурного ПОЛЯ в скважинак, в особенноотн в гпубокик и сверхглубоких, а также ИЕН опрративного контрол  температуры в нефт ных скважинах в проэессе термогазохимического воздействий на ппаст при максимальной рабочей температуре но БОО.С. Известны термометры сопротивлени , чувствительные элементы которых выпол нены из изолированной проволоки, намотанной в вица спирали на каркас, а также термометры сопротивлени , чувст-витепьный элемент которых выполнен В вице спирали из неизолированной про волоки, размещенной в каналах карка са керамики L1 Недостатком таких термометров  вл етс  значительна  инерционность. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  скважинный термометр сопротивлени , включающий герметичный корп ( кожух), к которому прикреплена защитна  оболочка, с размещенным в ней термоэлементом из. изолированной проволоки , выполненным в вице многовиткового жгута,, свободно прот нутого внутри труб чатой защитной оболочки . Недостатком известного термометра  вл етс  ухуцщение качест;ва лаковой эпектроизол ции проволоки термоэлемента при повышении температуры, что снижает точность измфрени : при темпе ратурах выше 150 - 2ОО°С. Кроме того, устройство характери- .зуетс  недостаточной жесткостью термоэлемента в защитной оболочке при /увеличении общей длины проволоки до значени , при.котором ее начальное сопр . тйвление при 0°С достигает 500 1ООО .Ом, что необходимо дл  снижени  относительного уровн  помех, наводимых в линии св зи, при измерении температуры в скважинах. . При этом улучшениеКачества электро изол ции проволоки путем увеличени  толщины лакового покрыти  вызывает увеличени  внутреннего диаметра и толщины защитной оболочки, что приводит к увеличению инерционности. При сохранении размеров поперечного сечени  оболочки увеличиваетс  ее длина, что вызывает уменьшение жесткости термоэлемента . Замена материала электроизол юш проволоки на стекл нное покрытие приво 775.2 дит к повышению нестабильности показаний , так как стекл нна  оболочка вызывает механические напр жени  в проволоке термоэлемента. Кроме того, воэникают трудности с изол цией петель жгута термоэлемента из-за хрупкости . стекл нной изол ции, 1.1ель изобретени  - повышение точности измерений, уменьшение инерционнооти . и повышение надежности скважинного термометра сопротивлени  в услови х высоких давлений и температур. Поставленна  цель достигаетс тем,что в скважинном термометре сопротивлени ,содержащем герметичный корпус, защитную обо. лочку с размещенным в ней термоэлементом из проволоки, жилы которой свободно прот нуты внутри защитной оболочки , защитна  оболочка выполнена в вице трубчатого змеевика, секции которого с зазорами между собой жестко закреплены на поверхности т рубчатого каркаса из теплопроводного материала, соединенного с корпусом и перфорированного в местах не зан тых секци ми защитной оболочки, а термоэлемент изолирован от зашлтпой оболочки бусами из электроизол ционного материала. Кроме того, трубчатый Kapicac прикреплен к корпусу посредством тонкостенной, втулки с отверсти ми в ее центральной части. Выполнение защитной оболочки в- виде змеевика, укрепленного на тонкостенном трубчатом каркасе, позвол ет уменьшить ее диаметр до 1,5 мм  ри одновременном увеличении длины до 10 2О и без потери жесткости, что дает вoзмo.;шocть выполнить требовани  по достижению минимальной инерционности в услови х высокого давлени  окружающей среды (до 50 - 100 МПа) при сохранении высокой надежности конструкции , Кроме того, |федлагаемый термометр имеет меньшую погрещность nepei рева благодар  тому, что поверхность охлаждени  увеличена в несколько раз. Это позвол ет увеличить рабочий ток термометра без существенного увеличени  погрешности перегрева, что совместно с его повышенным начальным сопротив-; пением RO приводит к резкому повышению точности измерений на посто нном токе вследствие уменьшени  относительного уровн  помех примерно в 10 - 15 раз. В известных термометрах сопроти&лени  защитна  оболочка обеспечивает е только защиту термоэлемента от да&лени  окружающей среды, но и  вл етс  элементом, оберпечивающим жесткость кокструкшш термометров. Это  вп етс  основной причиной текнического противоречи  межцу инерционными свойствами термопраобразоватеп  и жесткость кс;г : рукшш при большой цггане npoBonojoi :моэпемента повышенного диаметра (Г . . б ОД мм). В предлагаемом термометре защитна  .обопочка освобожцена от функции обеспечени  жесткости конструкции термопреобразовател . Кроме того, мала  жесткость защитной оболочки и ее гибкость  вл ютс  об зательным требованием цл  ИЗГОТО пени  термометра, что позвол ет разрешить указанное техническое противоречие , Зазоры межцу секци ми оболочки позвол ют -выпопнить в трубчатом каркасе отверсти  (перфорацию), сообщающие внутреннюю поверхность каркаса с внеш ней, что уменьшает тепловую инерционность термометра путем дополнительного Теплообмена межцу скважинной жицкостью и внутренней поверхностью каркаса. Выполнение трубчатого каркаса тонкостей--; ным также- уменьшает тепловую инерцию. Выполнение электрической изол ции жилы термоэлемента бусами из электроизол ционного материала позвол ет ув&пичить сопротивление изол ции при высоких температурах а также обеспечить вобоцное положение термометрической проволоки в оболочке без механических напр жений. Така  электрическа  изол ци  повышает стабильность электрических свойств термоэлемента и, таким образом, способствует повышению точности термопреобразовател . Крепление трубчатого каркаса с термоэлементом к корпусу посредством тонкостенной втулки с отверсти ми в ее центральной части уменьшает инерционность термометра путем уменьшени  тепловой св зи межцу термоэлементом и корпусом в результате увеличени  интенсивности теплоомена межцу втулкой и скважинной жидкостью. На фиг. 1 иаображен скважинный термопреобразоватепь, общий виц; на фиг, 2 - термоэлемент в защитной оболо ке, продольное сечение. Скважинный термометр содержит герм тичный корпус 1, капилл рную трубчатую , оболочку 2 с размешенным в ней термоэлементом 3 из платиновой проволоки, котора  свободно прот нута внутри обопочки 2. Секции защитной оболочки 2 спира ьно навиты на тонкостенный перфорированный трубчатый каркас 4 из нержавеющей стали и , припа ны к нему. Термоэлемент 3 электроизолйрован от оболочки 2 посредством керамических бус 5. Трубчатьтй каркас 4 прикреплен к корпусу 1 посредством тонкостенной стальной втулки 6 с отверсти ми в ее центральной части. Дл  обеспечени  герметичности соединени  термоэлемента 3 с внутренней полостью корпуса 1 концы обочочки 2 впа ны в сквозные отверсти  7 в корпусе . Дл  предохранени  термоэлемента 3 от ударов о стенки скважины к корпусу 1 прикреплено цилиндрическое ограждение 8 с продольными сквозными пазами. При измерении распределени  температуры по тволу скважины термометр опускают на кабеле-тросе в скважину, скважинна  жидкость омывает защитную оболочку 2 термоэлемента 3, который воспринимает температуру скважинной жидкости. Сопротивление термоэлемента 3, завис щее от температуры, измер ют прибором на поверхности земли, использу  цвух-или трехпроводную пинию св зи (кабель-трос), При этом сква- - жинна  жидкость проходит сквозь отвероти  (перфорацию) в каркасе 4, омыва  его внутреннюю поверхность, что уменьшает инерцию системы каркас-оболочкатермоэлемент .. Испытание макетного образца термометра с термоэлементом из проволоки диаметром 0,05 мм в оболочке из -капигь. п рной трубки диаметром 2,2 х 0,4 мм, длиной 2 10 мм, припа нной к трубчатому каркасу диаметром 21 х 0,5 мм показывает что по1шзатель термической инерции в воде не превышает 2 с. Сопротивление термоэлемента при О°С Rg 50О Ом, максимальное рабочее давление 50 - 1ОО МПа. Применение предлагаемого термометра позволит повысить верхний предел изм&рениц . температуры в скважинах до 500 С при сохранении малой тепловой инерции термометра, уменьшить допогши- тельную погрешность, вызванную ЭДС помех, при измерении на посто нном токе в скважине примерно в 10 - 15 раз, а также увеличить производительность труда при исследовании глубоких и сверхглубоких скважин и повысить надежность скважинного прибора.

Claims (2)

1. СКВАЖИННЫЙ ТЕРМОМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ, содержащий герметичный корпус,· защитную оболочку с размещенным в ней термоэлементом из проволоки, жилы которой свободно про тянуты внутри защитной оболочки, о тлй чающийся тем, что, с цепью повышения надежности скважинного термометра в условиях высоких давлений и температур окружающей среды, защитная оболочка выполнена в вице трубчатого змеевика, секции которого с,зазорами между собой жестко закреплены на поверхности трубчатого каркаса из теплопроводного материала, соединенного с корпусом и перфорированного в местах, не занятых секциями защитной оболочки, а термоэлемент изолирован от защитной оболочки бусами из электроизоляционного материала.

2. Термометр но π. 1, от и и чающийся тем, что трубчатый каркас прикреплен к корпусу посредством тонкостенной втулки с отверстиями в еецентральной части.

SU,, 1044775 >