Скважинный термометр сопротивления

(56) 88.8)свидетельство СС Е 21 В 47/Об, 19 04 2. измериспользовано я в скважиционности сти. Т-р лемент (ТЭ)иде электропов ие чувствитель ои жидкости,ас (К) 2.,А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГННТ СССР 256714/23-034.06.870.03.89. Бюп. 9 12сесоюзный научно-исследнститут нефтепромыслово(54) СКВАЖИННЫЙ ТЕРМОМЕТР СОПРОТИВ 7) Изобретение относи тельнои технике и м.б. и для измерения т-рного пол нах. Цель - снижение инер содержит корпус 4, термо 3, защитную оболочку в в изоляционной ферромагнит полый цилиндрический кар Т-р имеет установленный в корпусе 4магнит б и закрепленные на корпусе4 вдоль К 2 заслонки 7. Корпус 4выполнен в виде сектора с внутренней полостью, охватывающего частьустановленного в опорах и выполненного иэ диэлектрика вращающегосяполого К 2. На сектор поверхностипоследнего нанесен выполненный ввиде слоя ТЭ 3. Ферромагнитная жидкость размещена в корпусе 4 в зонедействия магнита 6. Нанесение слоятермоэлемента на сектор К 2 позволяет уменьшить площадь поперечногосечения ТЭ 3 и одновременно увеличить длину периметра сечения чувствительного элемента. Коэффициенттеплопроводности увеличен до максимального значения благодаря непосредственному контакту ТЭ 3 со скважинкой жидкостью. Вращение ТЭ 3 относительно потока скважинной жидкостиспособствует увеличению интенсивности теплообмена, 2 ил.Изобретение относится к измерению температуры с помощью резистивных термопреобразователей и может быть использовано для измерения темпера 5 турного поля в скважинах.Цель изобретения - снижение инерционности и повышение чувствительности скважинного термометра сопротивления. 10На фиг. 1 показан скважинный термометр сопротивления; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг. 1.Скважинный термометр сопротивления содержит установленный в опорах 1 15 вращающийся полый цилиндрический корпус 2, выполненный из изоляционного и гидрофобного материала диэлектрика, привод цилиндрического каркаса (не показан), термоэлемент 3, выпол ненный в виде слоя и нанесенный на сектор каркаса 2, корпус 4, выполненный из диэлектрика в форме сектора, охватывающего часть каркаса 2, защитную оболочку в виде электроизо ляционной ферромагнитной жидкости 5, расположенной со стороны каркаса 2 в полости корпуса 4; магнит 6 (например электромагнит, постоянный магнит), установленный в корпусе 4 для удержа.- 30 ния жидкости 5,. заслонки 7, закрепленные на корпусе 4 и установленные вдоль полого цилиндрического каркаса 2 для снятия с поверхности его механических частиц из потока скваыод 8 для снятия сигнала с термоэлемента 3, Термоэлемент может быть выполнен, например, из платины.40Работа скважинного термометра сопротивления заключается в следующем.Для измерения распределения температуры по стволу скважины термометр на кабеле опускают в скважину, включают привод (не показан) каркаса 2, установленного в опорах 1. Скважинная жидкость омывает выступающую из корпуса 4 часть каркаса .2. При вращении каркаса 2 термоэлемент 3, выйдя из сектора корпуса 4, через непосредственный контакт со скважинной жидкостью воспринимает ее температуру. Нанесенный на поверхность сектора цилиндра термоэлемент позволяет на несколько порядков увели: - чить контактирующую поверхность, а также уменьшить его толщину. Такой термоэлемент создает условия для интенсивного теплообмена, Теплообмен происходит практически мгновенно,При дальнейшем вращении каркаса 2, минуя заслонку 7, которая анима" ет с поверхности каркаса 2 частицы механического и органического происхождения, которые могут присутствовать в потоке скважинной жидкости, термоэлемент входит в корпус 4 в полость электроизоляционной ферромагнитной жидкости 5, где происходит электроизоляция термоэлемента.Ферромагнитная жидкость 5, удерживаемая магнитом 6, выполняет одновременно с функцией элвктроизоляции, функцию уплотнительного элемента.1 идрофобный материал каркаса 2 позволяет не смачиваться его поверхности, что обеспечивает надвжную элвктроизоляцию 3 и уплотнение зоны корпуса 4. Материал каркаса 2, как и жидкость 5, подобраны с низкой теплопроводностью, что предотвращает интенсивный теплообмен между ними и термоэлементом. С выводов 8 снимают сопротивление с термоэлемвнта, которое передается по линии связи (кабелю) на поверхность земли. Измервние сопротивления производится циклически, с частотой, зависящей от угловой скорости вращения цилиндра.Скважинный термометр сопротивления имеет низкую инерционность и высокую чувствииельность, обусловленную непосредственным контактом термоэлемвнта с потоком скважинной жидкости. Малая инерционность и высокая чувствительность дают возможность отразить реальную картину теплового поля в скважине.Выполнение термоэлемента в виде слоя, нанесенного на поверхности цилиндра, увеличивает его контактную площадь. Возможность увеличения площади слоя термоэлемента позволяет у уменьшить его толщину. Непосредственный контакт слоя термоэлемвнта со скважинной жидкостью увеличивает жтенсивность теплообмена, Замер сопротивления термоэлемвнта, зависящего от температуры, производится в полости корпуса в среде электроизоляционной жидкости с низким коэффициентом теплопроводности, обеспечивающей как электроизоляцию, так и герметичность полости.В известном устройстве к изоляции и защитной оболочке термоэлемвнта предъявляются два противоречивых требования: во-первых толщину изоляФ 5 ции и защитной оболочки необходимо увеличить для повышения надежности защиты термоэлемента; во-вторых, толщину изоляции и защитной оболочки необходимо уменьшить для увеличения интенсивности теплообмена между скважинной жидкостью и термоэлементом, уменьшение же толщины изоляции и зашитной оболочки приводит к снижению надежности защиты термоэлемента. 15В предложенном изобретении разрешение технического противоречия производится путем разделения процесса измерения температуры на две Фазы: первая - вывод термоэлемента в поток скважинной жидкости для непосредственного контакта термоэлемента со средой, вторая -ввод термоэлемента под изоляцию в зону Ферромагнитной электроизоляционной жидкости с низ ким коэффициентом теплопроводности и замер его сопротивления. Следовательно, в момент контакта термоэлемента со скважинной жидкостью изоляции и защитной оболочки нет, а в мо мент замера сопротивления термоэлемента она есть.Проанализируем уменьшение инерционности термометра по Формуле35о ф где- удельная теплоемкость термоэлемента;удельная плотность материала 4 Отермоэлемента;Я - площадь поперечного сечениязтермоэлемента;коэффициент теплопроводностимежду термоэлементом и потоком скважинной жидкости;- длина периметра сечения чувствительного элемента;ь - инерционность.Нанесение слоя термоэлемента на сектор полого каркаса позволяет уменьшить площадь поперечного сечения Б,и одновременно увеличить Я, Коэффициентувеличен до максимального значения благодаря непосредственному контакту термоэлемента со скважинной жидкостью. Все три составляющие способствуют уменьшению ивера ционности термометра.Кроме того, вращение термоэлемента относительно потока скважинной жидкости способствует увеличению интенсивности теплообмена, что также уменьшает величину инерционности.Формула изобр етенияСк важи нный т ермом етр с опротивления, включающий корпус, термоэлемент,защитную оболочку и полый цилиндрический каркас, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сниженияинерционности и повышения чувствительности, он снабжен установленнымв корпусе магнитом и закрепленнымина корпусе вдоль полого цилиндрического каркаса заслонками, причем корпус выполнен в виде сектора с внутренней полостью, охватывающего частьустановленного в опорах и выполненного из диэлектрика вращающегося полого длиндрического каркаса, на сектор поверхности которого нанесен вьгполненный в виде слоя термоэлемент,,а защитная оболочка выполнена изэлектроизоляционной ферромагнитнойжидкости, размещенной в полостикорпуса в зоне действия магнита,14 Б 9111 Составитель Г.Иа Техред И,Ходанич а Корректор М.Васильева ктор И.Касар Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС35, Рауюская наб д. 4/5 НПроизводственно-издательский комбинат Патент Заказ 1332/35 Тираж.ВНИИПИ Государственного комитета113035, Москва,Ужгород, ул. Гагарина,10