Скважинный термометр

Союз Советских Социапистнческкх Республик(22) Заявлено 0602.79 (21) 2747695/18-10 (51) М. КЛ,6 01 К 11/12 с присоединением заявки МГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Н.Н.Соколов, В.В.Кара, Г.Г.Андреев, В.В.Алексеев, А.В.Кретинин, Л.В.Зернов и Л.М.Клюкин Московский ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочный институт(54) СКВАНИННЫЙ ТЕРМОМЕТР 1Изобретение относится к Физическим методам измерения основных параметров состояния вещества и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, таких 5 как горная, металлургическая, строительная, химическая, неФтехимическая, а также для геологических целей при проведении полевой термосъемки или для контроля за состо янием горячих .очистных блоков при буровзрывных работах.Известны устройства, позволяющие проводить измерения температуры, основанные на термоэлектрическом 15 или терморезистивнозависимом эфФекте в виде термопар, пассивных или активных термосопротивлений) 1 .Однако использование подобных элементов в качестве датчиков тем пературы обуславливает большую инерционность термометров, необходимость их предварительной тарировки, достаточную сложность проведения съемки результатов в связи с 25 применением аппаратуры, содержащей измерительны мосты.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является быстро действующий термометр, в которомцепочка карманов, заполненныхжидкокристаллическим веществом сразличными температурными характеристиками для каждого кармана,нанесена печатным способом на пласт"массовое основание с линейной шкалой температуры, расположеннойпротив фкарманов, Каждый карман чувствителен лишь к определенной температуре, При измерении температуры соответствующие карманыпревращаются иэ темных в прозрачные и по нанесенной шкале считываются показания 2. Недостатком такого термометра, в случае его использования для измерений в условиях скважин небольших поперечных размеров, является малая эФ 7 ективность ввиду того, что шкалу прибора нельзя наблюдать, пока термометр находится в скважине, при выниманыи же его, за счет быстродействия жидкокристаллических датчиков, показания будут уже искажены и отличаются от действительной температуры в скважйне . Кроме того, термометр механически не защищен от воздействий внешней средыЦель изобретения - обеспечение прямого визуального контроля температуры в скважине и сокращение времени измерения,Постанленная цель достигается тем,что в узле съема термоинформациижидкокристаллические датчики установлены на теплопронодной подложке, размещенной в теплоиэоляционнойсменной головке с теплофильтром итеплоизоляционным переходником слинзами-объективами, расположеннымипротив жидкокристаллических датчиков,а в узле приема информации отсчетная шкала выполнена в виде линзокуляров, расположенных на концахсоответствующих световодов, причемколичество линз-объективов,световодови линз-окуляров выбрано равным количеству жидкокристаллических датчикон.На чертеже изображен сквакинныйтермометр.Устройство содержит жидкокристаллические датчики 1, ныполненныев виде небольших кусочков жидкокристаллической пленки, приклеенных на 25хорошо теплопроводящей,например серебряной, подложке 2, вставленной нтеплоиэоляционной сменной головке 3,в которой находится теплофильтр 4.Головка с небольшим натягом посажена в теплоиэоляционный переходник5, к которому присоединен шланг б скабелем 7 питания и гибкими снетоводами 8. В этом же переходнике установлена система 9 подсвета и линзы10 и 11, образующие объектив, расположенный против жидкокристаллическимдатчиков. Питание системы подсветапоступает от элементов 12 через выключатель 13. Последние установлены нкорпусе, например типа пистолет,в торце которого смонтирована отсчетная шкала 14, на которой находятся линэы-окуляры 15, укрепленные уокончаний гибких световодов и шкалы:грубая (например 1 - для первой 45сменной головки, 11 - для второйсменной головки и т,д.) и точная -(Т) колорометрическая цветная - открасного цвета до фиолетового) .Скважинный термометр работаетследующим образом,На теплоизоляционный переходникодевается головка с жидкокристаллическими датчиками, работающими ипредполагаемом диапазоне температур. Например для перной сменной головки с диапазоном от 50 до 130 ОС,перекрываемого четырьмя жидкокристаллйческими датчиками от 50 до 70 оС;от 70 до 900 С) от 90 до 110 ОС и от110 до 130 С. ДалЕе голонка, одетая бОна переходник, вместе с шлангом, вкотором находятся кабель питаниясистемою подсвета и четыре световода,образующие достаточно жесткую, но вто же время гибкую конструкцию, по мешаются В исследуемую скнажину или аналогичный объект, Серебряная подложка с жидкокристаллическими датчиками приобаетае темгературуданного сечения скважины в течении 30 с это время зависит от талцины примененной серебрянкой подожив),.истечеплю этого нре;леи; а(ила ют кнопку намазчател плтания и включают миниатюрные лампочки систеия подсвета. Световой поток,. пропущенный через теплофипьтр погадает на жидкокристаллические датчики, подсвечивая последние. В зависимости от температуры н скв;ж.-..в . ч;". данном ее сечении начинает рябо аг, один из жидкокристалллчес.:и,".,л(ов, Например, трети ) на -;:;р - Зий, счи тая слева награно) с улл; в .пазовом 90-110С, причем прил 90(:, жидкокрис таллическкй датчик принимает красный цвет, при 93 ОС - оранжевый и т,д., а при 110 С - фиолето,ый, :а пределами диапазона 90-110-. лидке(ристаллический датчикне не отражает, т.е. его цвет черный. Дальше срабатывает четвертый жидкокристаллический датчик, если температура н скважине больше 110 С, или зторойодатчик, если температура меньше 90 оС. И тоже, как и у третьего датчика, второй я четвертый принимают Все цвета спектра н им рабочим диагаэонах температ,(.Это свойство жидкокристаллических датчиков дает всзможность применить вторую - точную шкалу - цветнук или:(олорометрическуюкоторая имеет семь цне=он, каждЕи из которых обозначает . ; сходя глэ соотношений: около трем традусов на один цветсветового спектра. Например, пусть наотсчетной шкапе н окошко третьегоокуляра мы увидели желтый цвет, Этоозначает, что температура в данномсечении скважины имеет значение90 С + 3 кр. + Зооранж. - Зожелт,99 оС если н окошке третьего окуляракрасный цвет то температура 90 оС +Зокр, : 93 ОС и т.д, Если и окошкечетвертого окуляра зеленый цвет, тозто значит: 110 оС + Зокр, + Зооранж.+Зожелт, + 3 зел. = 122 оС. В случае,если все окошки черные, то необходимо сменить головку с жидкокристаллическими датчиками данного диапазона на другую головку с датчиками другого температурного диапазона,Сменить голонку можно и для получения большей точности. Например,вторая сменная голонка имеет четырепредела 85-95 оС, 95-105 С, 105-115 НС,115-125 С. В этом случае, в колорометрической точной шкале, каждый цветозначает перепад н 1,5 в С 1150- 105 ф = 10 оС 1 оос С) и теперь, жел -Ь(7773456 Формула изобретения ираж 713 Подписи пиал ППП Патент,ул. Проектная г тый цвет в третьем окуляре показыва , ет температуру 105+ 1,5 окр. + 1, 5 о оранж. + 1, 5 желт. = 109, 5 С. Так как все приведенные значения температур носят условный характер, то в зависимости от поставленной задачи измерения температуры можно варьиро 5 вать как диапазонами, так и значениями точной колорометрической шкалы в пределах существующих жидкокристаллических датчиков, т.е. от - 50 С до +250 фС.19Достоинствами описанного скважинного термометра являются его большая надежность в работе, а также удобство считывания показаний, малые габариты и вес, 15Измерение температур в скважинах при проведении, например, буровзрывных работ в горячих очистных блоках с помощью описанного скважинного термометра дает экономический эффект Щ по горному предприятию с ориентировочным числом очистных блоков равным тридцати, более десяти тысяч руб,лей в год. Скважинный термометр, содержащий узел съема термоинформации, включающий термочувствительные жидкокристаллические датчики, узел передачи В-д - Ю7 Во ВНИИПИ Заказ 748 термоинформации, состоящий иэ световодов,кабеля питания и системы подсвета,а также узел приема информации, содержащий элементы питания системыподсвета, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью обеспечения прямого визуального контроля температуры в скважине и сокращения времени измерения, в узле съема термоинформации жидкокристаллические датчики установлены на теплопроводнойподложке, размещенной в теплоизоляцион.ной сменной головке с теплофильтроми теплоиэоляционным переходником с линзами-объективами, расположенными против жидкокристаллических датчиков,а в узле приема информации отсчетная шкала выполнена в виделинз-окуляров, расположенных на концах соответствующих световодов, причем количество линз-объективов,световодов и линз-окуляров выбраноравным количеству жидкокристаллических датчиков. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Паперный Е,А., Эйдельштейн И.Л.Погрешности контактных методов измерения температуры. М.-Л.,Энергия, 1966.2. Патент С)А Р 3.633.425,кл. 6 01 К 11/12, опублик. 1101,72