Скважинный пьезокварцевый термометр

123524 дается на наземную измерительную ап"паратуру 11 через последовательносоединенные генератор 7 высокочастотных колебаний счетчик импульсов(СИ) 8 с фиксированным объемом иКК 10. При этом СИ 8 работает как делитель частоты в и раэ, где и - объем СИ 8; Объем СИ 8 выбирают в зависимости от необходимой точности измерений т-ры, оптимальной частоты передачи информации в полосе пропускания Изобретение относится к термометрическим исследованиям и предназначено для высокоточных измерений температуры в глубоких скважинах.Цель изобретения - уменьшение погрешности измерения температуры и передача информации в полосе пропускания каротажного кабеля, а также увеличение глубинности исследований.На фиг.1 представлена конструкция скважинного термометра; на фиг.2 - структурная схема электронной части термометра.Скважинный пьезокварцевый термометр содержит пьезокварц 1, металлическую гильзу 2, резиновое уплотнительное кольцо 3, резьбовое соединение 4, нижнюю головку 5 термометра типа ТЭГ, пьезокварцевый датчик 6 температуры, включающий пьезокварц 1 генератор 7 высокочастотных колебаний, счетчик 8 импульсов с фиксированным объемом, стабилизатор 9 напряжения, каратажный кабель 10, наземную измерительную аппаратуру 11.Ньезокварц 1 закреплен с помощью теплопроводящего припоя в герметичной металлической гильзе 2, которая крепится к нижней головке 5 термометра резьбовым соединением 4 через резиновое уплотнительное кольцо 3. На структурной схеме фиг.2 пьезокварцевый датчик 6 температуры соединен с входом генератора 7, .выход которого соединен с входом счетчика 8. Выход счетчика 8 через каротажный кабель 10 подключен к наземной измерительной аппаратуре 11. Стабилизатор 9 напряжения подключен к вторым выКК 10 и допустимого времени измерения. Наземная аппаратура 11 измеряетвременные интервалы, равные или кратные времени заполнения СИ 8, с последующим пересчетом в значение т-ры.Зависимость между т-рой и временемзаполнения СИ 8 линейная, наклон линии отрицателен. Измерение временного интервала позволяет определитьминимальное изменение частоты генератора 7.1 з.п, ф - лы, 2 ил,2ходам соответственно генератора 7 и.счетчика 8.1Измерение температуры посредствомскважинного пьеэокварцевого термомет 5 ра производится следующим образом.Изменению температуры в скважинепоставлено в однозначное соответст вие изменение некоторого временногоинтервала, равного времени заполне-,1 О ния счетчика с определенным фиксированным объемом. Зависимость междутемпературой и временем заполнениясчетчика линейная, наклон линии - отрицателен,Временной интервал с большой точностью (до 10 пЯ) измеряется наземной измерительной аппаратурой 11, вкачестве которой используются частотомер Ч 3-34, с последующим пересче 21 том в значение температуры.Импульсы от генератора 7 высокочастотных колебаний подаются на входсчетчика 8 импульсов с фиксированнымобъемом, с выхода которого (сигнал25 со старшего разряда) по каротажномукабелю 10 измерительная информацияпоступает на вход наземной измерительной аппаратуры 11.Таким образом, наземная измериЗО тельная аппаратура 11 (частотомер типа ЧЗ) измеряет временные интерва"лы, равные или кратные времени заполнения счетчика 8 импульсов.Такое решение задачи позволяет35 снизить частоту импульсов, проходящих по каротажному кабелю 10 в и раэ(в данном случае счетчик 8 работаеткак делитель частоты в и раз, гдеп - объем счетчика), так как непос 1273524редственная передача высокочастотных колебаний по каротажному кабелю 10 из-за узкой полосы пропускания (10- 30 кГц в зависимости от типа кабеля) невозможна. Объем счетчика 8 вы бирают из соображений получения необходимой точности измерения температуры, оптимальной частоты передачи информации в полосе пропускания каротажного кабеля 10, а также мак 10 симально допустимого времени измерения. Наземной измерительной аппаратурой 11 измеряют не частоту следования импульсов (так как в случае15 измерения частоты с точностью 0,00 Гц потребовалось бы время 1000 с, что не соответствует требованиям каротажных исследований), а временной интервал, равный или крат 20 ный времени заполнения счетчика 8. Измерение этого интервала с достаточной точностью позволяет определить минимальное изменение Частоты генератора 7, т.е. используется ме 25 тод косвенного измерения девиации частоты путем измерения временного Интервала, равного или кратного времени заполнения счетчика 8.Конструктивно пьезокварцевый датчик температуры смонтирован в корпусе стандартного термометра типа ТЭГи помещен в металлическую гильзу 2.П р и м е р. Проводились измерения температуры на скважине 50. В З 5 качестве наземной измерительной аппа. ратуры был использован частотомер ЧЗ. Точность измерения временного интервала этим прибором 1 ОпБ, хотя для практических задач достаточно 40 проводить измерения с точностью 100 пБ, При температуре таяния льда й = 0 С период следования (2 Т заполонения счетчика) составил 819,2362, При С = 64,5 С (на глубине 1750 м) 45 период следования импульсов равен 817.1370 шБ. Таким образом, изменению температуры на 64,5 С соответствуето уменьшение времени заполнения счетчика на 2,0992 шБ (819,2362-817.1370), Исходя из приведенных данных, вычисляем значЕние младшего разряда 64,5 С : 20992 = 0,003072 С.Предлагаемый датчик генерирует на частоте 5 МГц и при поступлении импульсов на счетчик происходит деление частоты на 4096, Импульсы частотой 1,2 КГц (5 МГц; 4096) легко проходят в полосе пропускания применяемых каротажных кабелей.Формула изобретения1. Скважинный пьезокварцевый термометр, содержащий пьезокварцевый датчик температуры, подключенный к генератору высокочастотных колебаний, первый выход которого соединен со стабилизатором напряжения, второй выход .подключен к входу блока предварительной обработки информации, первый выход которого соединен со ста- . билизатором напряжения, а второй выход подключен через каротажный кабель к наземной измерительной аппаратуре, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения температуры и передачи информации в полосе пропускания каротажногокабеля, блок предварительной обработки информации выполнен в виде счетчика импульсов с фиксированным объемом, причем вход счетчика импульсов соединен с выходом генератора высокочастотных колебаний, а выход подключен к каротажному кабелю.2. Термометр по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения глубинности исследований, пьезокварцевый датчик закреплен с помощью телопроводящего припоя в герметичной металлической гильзе, которая крепится к нижней головке термометра резьбовым соединением через уплотни"тельное кольцо.1273524 Заказ 6401/27В го комит Тираж 548НИИПИ Государственнопо делам изобреений113035, Москва, )К Р ПодписноССР и открыт Раушская