Скважинный термометр сопротивления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК НИЯ ,орфф ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ИСАНИЕ ИЗОБРЕ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71,) Всесоюзный научно-исспецоватепьский институт нефтепромысповой геофизики(56) 1, Приборы цпя измерения температуры контактным способом. Справочник поц рец, Г. В. Бычковского, Львов, фВища шкопа", 1979, с. 6.2, Абрукин А. Л. Потокометрия скважин, М., Неправ, 1978, с. 151 (прототип).(54) (57) 1. СКВАЖИННЫЙ ТЕРМОМЕТР СОПРОТИВЛЕНИЯ, соцержащий герметичный корпус, защитную обоцочку с размещенным в ней термоэпементом из провопоки, жилы которой свобоцно пр ЯО 1044775 тянуты внутри защитной оболочки, о ъл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цепью повышения нацежности скважинного термо метра в усповиях высоких цавпений и температур окружающей срецы, защитная обопочка выпопнена в вице трубчатого змеевика, секции которого с зазорами межцу собой жестко закреппены на по верхности трубчатого каркаса из теппопровоцного материала, соециненного с корпусом и перфорированного в местах, не занятых секциями защитной обопочки, а термоэпемент изолирован от защитной обопочки бусами из эпектроизопяционного материапа. 2. Термометр по п. 1, о т и и ч а- сф ю щ и й с я тем, что трубчатый каркас прикреплен к корпусу посрецством тонкостенной втупки с отверстиями в ее. центрапьной части., Изобретение относится к измерениютемпературы с помощью резистивныхтермопреобразователей и может бытьиспользовано цля измерения температурного поля в скважинах, в особенности в глубоких и сверхглубоких, а такжецля оперативного контраля температурыв нефтяных скважинах в лроэессе термогазохимического возцействи 1 на пластпри максимальной рабочей температуре щцо 500 С,Известны термометры сопротивления,чувствительные элементы которых выполневы из изолированной проволоки, намотаиной в вице спирали на каркас, а также термометры сопротивления, чувствительный элемент которых выполненв вице спирали из неизолированной проволоки, размещенной в каналах карквса керамики Г 13;2 ОНедостатком таких термометров является значительная инерционность.Наиболее близким к предлагаемомуявляется скважинный термометр сопротивления, включающий герметичный корпус 25(кожух), к которому прикреплена защитная оболочка с размещенным в ней термоэлементом из изолированной проволоки, выполненным в вице многовиткового, жгута, свобоцно протянутого внутри трубчатой защитной оболочки 2.Нецостатком известного термометраявляется ухуцшение качества лаковойэлектроизоляции проволоки термоэлемента при повышении температуры, чтоснижает точность измерения. при темпе-.35ратурах выше 150 - 200 С.Кроме того, устройство характери,зуется нецостаточной жесткостью термоэлемента в защитной оболочке при40.увеличении общей цлины проволоки цозначения, при .котором ее начальное сопро.тивление при 0 С постигает 500 о1000,0 м, что необходимо цля сниженияотносительного уровня помех, наводимых45в линии связи, при измерении температуры в скважинах.. При этом улучшение качества электро-,изоняции проволоки путем увеличениятолщины лакового покрытия вызываетувеличения внутреннего диаметра и толщины защитной оболочки, что привоцитк увеличению инерционности. При сохранении размеров поперечного сеченияоболочки увеличивается ее цлина, чтовызывает уменьшение жесткости термо-,элемента.Замена материала электроизопяциипроволоки на стеклянное покрытие приво 4775 2цит к повышению нестабильности показаний, так как стеклянная оболочка вызывает механические напряжения в проволоке термоэпемента. Кроме того, возникают трудности с изоляцией петельжгута термоэлемента из-за хрупкости,стеклянной изоляции,Цель изобретения - повышение точности измерений, уменьшение инерционноюти и повышение нацэкности скважинноготермометра сопротивления в условияхвысоких давлений и температур.Поставленная цель достигается тем,что вскважинном термометре сопротивления,соцержащем герметичный корпус, защитную ободочку с размещенным в ней термоэлементом из проволоки, жилы которой сво, бодно протянуты внутри защитной оболочки, защитная ободочка выполнена в видетрубчатого змеевика, секции которогос зазорами межцу собой жестко закреплены на поверхности трубчатого каркасаиз теплопровоцного материала, соединенного с корпусом и перфорированного вместах, не занятых секциями защитнойоболочки, а термоэлемент изолированот зашитпой оболочки бусами иа электроизоляцчонного материала,Кроме того, трубчатый каркас прикреплен к корпусу посрецством тонкостенной.втулки с отверстиями в ее центральнойчасти.Выполнение защитной оболочки в вице змеевика, укрепленного на тонкостенном трубчатом каркасе, позволяет уменьшить ее циаметр цо 15 мм при одновременном увеличении длины цо 1020 и без потери жесткости, что цаетвозмо;кность выполнить требования подостижению минимальной инерционностив условиях высокого цавления окружаюшей среды (цо 50 - 100 МПа) при сохранении высокой нацежности конструкции, Кроме того, предлагаемый термометр имеет меньшую погрешность перегрева благоцаря тому, что поверхностьохлажцения увеличена в несколько раз.Это позволяет увеличить рабочий токтермометра беэ существенного увеличенияпогрешности перегрева, что совместнос его повышенным начальным сопротивлением Я о приводит к резкому повышению точности измерений на постоянномтоке вслецствие уменьшения относительного уровня помех примерно в 10 - 15 раз.В известных термометрах сопротивления защитная оболочка обеспечиваетне только защиту термоэлемента от давления окружающей среды, но и являет45 1044ся элементом, оберпечивающим жесткостьконструкции термометра. Это явпяетсяосновной причиной технического противоречия межцу инерционными свойствамитермопреобразователя и жесткость и" .рукции при большой цпине проволокимоэпемента повышенного циаметра (:,:э -0,1 мм).В прецлагаемом термометре защитнаяоболочка освобожцена от функции обеспечения жесткости конструкции термопреобрвзоватепя. Кроме того, малая жесткостьзащитной оболочки и ее гибкость являются обязательным требованием цпя изготов-,ления термометра, что позволяет разрешить указанное техническое противоречие.Зазоры межцу секциями оболочки позволяют выполнить в трубчатом каркасеотверстия (перфорацию), сообщающие 20внутреннюк. поверхность каркаса с внешней, что уменьшает тепловую инерционность термометра путем цопопнитепьноготеппообмена межцу скважинной жицкостьюи внутренней поверхностью каркаса. Выполнение трубчатого каркаса тонкостен:ным также уменьшает тепповую инерцию.Выполнение электрической изоляциижилы термоэлемента бусами из электроизопяционного материала позволяет увеличить сопротивление изоляции при высоких температурах, а также обеспечитьвобоцное положение гермометрическойпроволоки в оболочке без механическихнапряжений. Такая электрическая изоляция повышает стабильность эпектрических свойств термоэпемента и, такимобразом, способствует повышению точности термопреобразоватепя.Крепление трубчатого каркасв с термоэпементом к корпусу посрецством40тонкостенной втулки с отверстиями вее центральной части уменьшает инерционность термометра путем уменьшениятепловой связи межцу термоэпементоми корпусом в результате увеличенияинтенсивности теппооменв мекцу втулкой и скважинной жицкостью,На фиг. 1 иаображен скважинныйтермопреобразоватепь, общий виц; нафиг, 2 - термоэпемент в защитной оболоч ке, процопьное сечение.Скважинный термометр соцержит герметичный корпус 1, капиппярную трубчатую, оболочку 2 с размещенным в ней термо эпементом 3 из платиновой проволоки,которая свобоцно протянута внутри обо 775 4лочки 2. Секции защитной оболочки 2спирально навиы на тонкостенныйперфорированный трубчатый каркас 4 изнержавеющей стали и, припаяны к нему,Термоэпемент 3 эпектроизолирован отоболочки 2 цосрецством керамическихбус 5. Трубчатый каркас 4 прикрепленк корпусу 1 посрецством тонкостеннойстальной втулки 6 с отверстиями в еецентральной части.Дпя обеспечения герметичности соеш- нения термоэпементв 3 с внутреннейполостью корпуса 1 концы обочочки 2впаяны в сквозные отверстия 7 в корпусе, Для прецохранения термоэпемента 3от уцаров о стенки скважины к корпусу 1прикреплено ципинцрическое огражцение 8с процопьными сквозными пазами.При измерении распрецепения температуры по;твопу скважины термометропускают на кабеле-тросе в скважину,скважннная жицкость омывает защитнуюоболочку 2 термоэпемента 3, которыйвоспринимает температуру скважиннойжицкости, Сопротивление термоэлемента 3, зависящее от температуры, измеряют прибором на поверхности земли, используя цвух-или трехпровоцную пинию связи (кабель-трос). При этом сква-.жинная кицкость прохоцит сквозь отверс тия (перфорвцию) в каркасе 4, омывая его внутреннюю поверхность, что уменьшает инерцию системы каркас-оболочкатермоэпемент.Испытание макетного образца термометра с термоэлементом из проволокициаметром 0,05 мм в оболочке иэ "капиплярной трубки циаметром 2,2 х 0,4 мм,цлиной= 10 мм, припаянной к трубчатому каркасу циаметром 21 х 0,5 мм показывает,что показатель термической инерции в воце не превышает 2 с, Сопротивление термоэпемента при 0 С Роо=500 Ом, максимальное рабочее цавпение 50 - 100 МПа.Применение прецпагаемого термометрапозволит повысить верхний прецеп измерений температуры в скважинах цоо500 С при сохранении малой тепловойинерции термометра, уменьшить цопопнительную погрешность, вызванную ЭДСпомех, при измерении на постоянном токе в скважине примерно в 10 - 15 раз, а также увеличить произвоцитепьность труцв при исспецовании глубоких и сверхглубоких скважин и повысить нацекность скважинного прибора..г Составитепь И, Карбачинскаяштейн Текрец И,Метелева орректор А, Повх актор Т. М Зак оно 4/5 ап ППП фПатентф г. Ужгороц уп. Проектная 4 9/28ВНИИПИ Госпо цеп113038, М Т уцарствен ам изобрет осква, Ж