Устройство для измерения температуры в скважине
Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и предназначено для измерения температуры бурового раствора по глубине скважины. Цель - повышение точности измерения температуры с обеспечением привязки по азимуту. Устройство содержит цилиндрический корпус 1, в котором установлены термоприемник 2, инклинометр 3, усилитель-преобразователь 4, электродвигатель 5 с валом, контактные щетки 6, 7 и кольца 8, 9, экранирующий стакан 10с продольной щелью, сферическое зеркало 11. уплотнительно-изоляционные
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!! й7 li! 5 Фиг. / (21) 4495249/03 (22) 17.10,88 (46) 23.10.91, Бюл. N 39 (71) Московский институт нефти и газа им.. И.М. Губкина (72) А,С. Моисеенко, Л.С, Лашкевич, В.Г. Воропаев, В.Н. Широков и Л.П. Пичугина (53) 622.241(088.8) (56) Патент США ¹ 3656344, кл. Е 21. В 47/06, опублик. 1970. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В СКВАЖИНЕ „„5U „„1686146 А1 (57) Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и предназначено для измерения температуры бурового раствора по глубине скважины. Цель — повышение точности измерения температуры с обеспечением привязки по азимуту. Устройство содержит цилиндрический корпус 1, в котором установлены термоприемник 2, инклинометр 3, усилитель-преобразователь 4, электродвигатель 5 с валом, контактные щетки 6, 7 и кольца 8, 9, экранирующий стакан 10 с продольной щелью, сферическое зеркало 11, уплотнительно-изоляционные 1686146 рамки 12 с теплопроводящими пластинами 13, двумя геплоизоляционными перегородками 14, 15, емкостью 16, заполненной термостатируемой жидкостью. Стенки цилиндрической части корпуса 1 и теплоизоляционной перегородки 14 выполнены с полыми каналами 17, которые заполнены термостатируемой жидкостью. Тепловой поток от исследуемо о бурового раствора нагревает пластины 13, Инфракрасное излучение от пластин 13 попадает внутрь устройства через продольную щель экранирующего стакана 10 и фокусируется на термоприемник 2 сферическим зеркалом 11, вращающимся вместе со стаканом 10, Тепловые потоки преобразуются в электрический сигнал, который поступает на усилитель-преобразователь 4. Положение каждой пластины 13 конструктивно фиксировано относительно контакта кольца д. Поэтому для определения магнитного азимута пластины 13 достаточно измерить магнитный азимут контакта кольца 8, который при вращении образует цепь с контактами, установленными над каждой пластиной 13.3 ил. Изобретение относится к геофизиче- онной перегородки 15 установлены инклиским исследованиям и предназначено,цля нометр 3 и усилитель-преобразователь 4, проведения термометрии по глубине в сква- контактные щетки 6 и 7 и кольцо 9 установжине на основе измерения интенсивности лены на цилиндрическом корпусе 1 с возинфракрасного излучения бурового раство- 5 можностью электрического контакта с ра в радиальном сечении скважины, кольцом 8, установленным на экранируюЦелью изобретения является повыше- щем стакане 10, кольцо 8 выполнено с двумя ние точности измерения температуры с контактами18и 19, один из них(18) подпруобеспечением привязки по азимуту. жинен, а кольцо 9 выполнено с контактами На фиг. 1 представлено устройство, об- 10 20, установленными над каждой теплопрощий вид; на фиг. 2 -- то же, поперечное водящей пластиной t3. сечение; на фиг. 3 — функциональная схема Устройство работает следующим обраустройства. зом, Устройство содержит цилиндрический Тепловой поток от исследуемого бурокорпус 1, в котором усгановлены термопри- 15 вого раствора в стволе скважины нагревает емник 2, инклинометр 3, усилитель-преоб- теплопроводящие пластины 13, инфракрасразователь 4, электродвигатель 5 с валом, ное изл чение оттеплопроводящих пластин контактные щетки 6 и 7 и кольца 8 и 9, 13 попадает внутрь устройства через проэкранирующий сгакан 10 с продольной дальную щель вращающегося экранирующелью, сферическое зеркало 11, уплотни- 20 щего стакана 10 и фокусируется на тельно-изоляционные рамки 12 с теплопро- термоприемник 2 сферическ м зеркалом водящими пластинами 13, двумя 11, вращающимся вместе с экранирующим теплоизоляционными перегородками l4 и стаканом 10, 15, емкость 16, образованной стенками кор- При установке продольной щели экрапуса 1 и теплоизоляционной перегородкой 25 нирующегостакана 10напротивстенки кор1 заполненнойтермостатируемойжицко- пуса 1 с полым каналом 17, заполненным стью, цилиндрическая часть корпуса 1 вы- термостатируемой жидкостью, поступление полнена со сквозными продольными теплового излучения or исследуемого объпрорезями.вкоторыхустановленыуплотни- екта на термоприемник 2 прекращается. тельно-изоляционные рамки 12 с теплопро- 30 Температура жидкости в полых каналах 17, водящими пластинами 13, с енки относительно которых измеряется темперацилиндрической части корпуса 1 и тепло- тура теплопроводящих пластин 13, поддеризоляционнойперегородки14выполненыс живается постоянной за счет прокачки полыми каналами 17, которые заполнены термостатирующей жидкости компрессотермостатируемой жидкостью, электродви- 35 ром 21. Контактный термометр 22 управляет гатель 5 установлен на термоизоляционной подогревателем 23, поддерживая постоянперегородке 14, на валу электродвигателя 5 ной температуру жидкости в циркуляционустановлен экранирующий стакан 10 и сфе- ной системе. Таким образом, при вращении рическое зеркало 11, установленное внутри сферического зеркала 11 на термоприемниэкранирующего стакана 10 и совмещенное 40 ке2 поочереднофокусируюттег ловые потосего продольной щелью, термоприемник 2 ки от теплопроводящих пластин 13 и установлен на термоизоляционной перего- преобразовываются в электрический сигродке 15, с другой сторонгя термоизоляци- нал, котооый поступаетна усилитель-преоб1686146 разователь 4. Положение каждой теплопроводящей пластины 13 конструктивно фиксировано относительно контакта 18 кольца 8. Поэтому для определения магнитного азимута теолоизоляционной пластины 13 достаточно измерить магнитный азимут контакта 18 кольца 8. Измерение магнитного азимута происходит следующим образом, При вращении экранирующего стакана i0 создается замкнутая цепь контакт 19— кольцо 8 — щетка 6, и формирователь 24 вырабатывает импульс начала отсчета, поступающий в преобразователь 25, при этом открывается канал для передачи информации с инклинометра 3 о магнитном азимуте на наземную регистрирующую аппаратуру. Затем следует последовательно замыкание пружинящего контакта 18, жестко закрепленного над продольной щелью экранирующего стакана 10, с контактами 20, установленными над каждой теплопроводящей пластиной 13. При замыкании контактов 18 и 20 формирователь 26 вырабатывает 25 импульсы, поступающие в преобразователь 25, который разрешает прохождение сигналов с термоприемника 2, усилителя 4 и инклинометра 3 на регистрирующую функцией температуры и коэффициента излучения объекта, Считая буровой раствор, обсадную колонну или пласт горной породы однородными и вследствие этого имеющими постоянный коэффициент излучения, можно на фоне постоянной температуры термостатируемой жидкости выделить локальные тепловые поля. Использование одного термоприемника со сканирующей системой позволяет отказы ваться от 12-контактных датчиков или от специального коммутирующего блока. Применение вращающейся оптической системы не вносит искажения в измеряемое температурное поле, а позволяет на этапе приема теплового потока получить детальные данные о фактическом распределении температур по глубине и радиусу скважины. 45 аппаратуру. Интенсивность ИК-излучения является 30 Формула изобретения Устройство для измерения температуры в скважине, содержащее цилиндрический корпус, в котором установлены термоприемник, инклинометр, усилитель-преобразователь, электродвигатель с валом, контактные щетки и кольца, установленные внутри цилиндрической части корпуса, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения температуры с обеспечением привязки по азимуту, оно снабжено экранирующим стаканом с продольной щелью, сферическим зеркалом, уплотнительно-изоляционными рамками с теплопроводящими пластинами, двумя теплоизоляционными перегородками, емкостью, образованной стенками корпуса и теплоизоляционной перегородкой и заполненной термостатируемой жидкостью, цилиндрическая часть корпуса выполнена со сквозными продольными прорезями, в которых установлены уплотнительно-изоляционные рамки с теплопроводящими пластинами, стенки цилиндрической части корпуса и одной из теплоизоляционных перегородок выполнены с полыми каналами, которые заполнены термостатируемой жидкостью, электродвигатель установлен на термоизоляционной перегородке со стороны емкости, вал электродвигателя проходит через термоизоляционную перегородку, на котором установлены экранирующий стакан и сферическое зеркало, установленное внутри экранирующего стакана и совмещенное с его продольной щелью, термоприемник установлен на термоизоляционной перегородке со стороны сферического зеркала, с другой стороны термоиэоляционной перегородки установлены инклинометр и усилитель-преобразователь, контактные щетки установлены на цилиндрическом корпусе. кольцо, установленное на экранирующем стакане, выполнено с двумя контактами, один из которых подпружинен с возможностью электрического контакта с кольцом, выполненным с контактами, установленными на цилиндрическом корпусе над каждой термопроводящей пластиной. 1686146 Риа. 2 Составитель В.Салащенко Техред M.Mîðãåíòàë Корректор В.Гирняк Редактор И.Шулла Заказ 3584 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101
