Устройство для измерения температуры в скважине

%39 нституто,Л.С,Локов и Л ефти и им.,ашкевич, В П. Пичугин М 3656344, кл,70. ЕРЕНИЯ ТЕМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ С(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-изоляционные1686146 5 10 15 20 25 рамки 12 с теплопроводящими пластинами 13, двумя геплоизоляционными перегородками 14, 15, емкостью 16, заполненной термостатируемой жидкостью. Стенки цилиндрической части корпуса 1 и тепло- изоляционной перегородки 14 выполнены с полыми каналами 17, которые заполнены термостатируемой жидкостью, Тепловой поток от исследуемоо бурового раствора нагревает пластины 13, Инфракрасное излучение от пластин 13 попадает внутрь устройства через продольную щель экранирующего стакана 10 и фокусируется Изобретение относится к геофизическим исследованиям и предназначено,цля проведения термометрии по глубине в скважине на основе измерения интенсивности инфракрасного излучения бурового раствора в радиальном сечении скважины,Целью изобретения является повышение точности измерения температуры с обеспечением привязки по азимуту.На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2то же, поперечное сечение; на фиг, 3 - функциональная схема устройства.Устройство содержит цилиндрический корпус 1, в котором установлены термоприемник 2, инклинометр 3, усилитель-преобразователь 4, электродвигатель 5 с валом, контактные щетки 6 и 7 и кольца 8 и 9, экранирующий с;акан 10 с продольной щелью, сферическое зеркало 11, уплотнительно-изоляционные рамки 12 с теплопроводящими пластинами 13, двумя теплоизоляционными перегородками 14 и 15, емкость 16, образованной стенками корпуса 1 и теплоизоляционной перегородкой 14 и заполненной термостатируемой жицкостью, цилиндрическая часть корпуса 1 выполнена со сквозными продольными прорезями. в которых установлены уплотнительно-изоляционные рамки 12 с теплопроводящими пластинами 13, сенки цилиндрической части корпуса 1 и тепло- изоляционной перегородки 14 выполнены с полыми каналами 17, которые заполнены термостатируемой жидкостью, электродвигатель 5 установлен на термоизоляционной перегородке 14, на валу электродвигателя 5 установлен экранирующий стакан 10 и сферическое зеркало 11, установленное внутри экранирующего стакана 10 и совмещенное с его продольной щелью, термоприемник 2 установлен на термоизоляционной перегородке 15, с другой сторонгя термоизоляцина 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. онной перегородки 15 установлены инклинометр 3 и усилитель-преобразователь 4, контактные щетки 6 и 7 и кольцо 9 установлены на цилиндрическом корпусе 1 с возможностью электрического контакта с кольцом 8, установленным на экранирующем стакане 10, кольцо 8 выполнено с двумя контактами 18 и 19, один из них(18) подпружинен, а кольцо 9 выполнено с контактами 20, установленными над каждой теплопроводящей пластиной 13,Устройство работает следующим образом,Тепловой поток от исследуемого бурового раствора в стволе скважины нагревает теплопроводящие пластины 13, инфракрасное изл чение от теплопроводящих пластин 13 попадает внутрь устройства через продольную щель вращающегося экранирующего стакана 10 и фокусируется на термоприемник 2 сферическим зеркалом 11, вращающимся вместе с экранирующим стаканом 10,При установке продольной щели экранирующего стакана 10 напротив стенки корпуса 1 с полым каналом 17, заполненным термостатируемой жидкостью, поступление теплового излучения от исследуемого объекта на термоприемник 2 прекращается.30 Температура жидкости в полых каналах 17,относительно которых измеряется температура теплопроводящих пластин 13, поддерживается постоянной за счет прокачки термостатирующей жидкости компрессо ром 21. Контактный термометр 22 управляетподогревателем 23, поддерживая постоянной температуру жидкости в циркуляционной системе. Таким образом, при вращении сферического зеркала 11 на термоприемни ке 2 поочередно фокусируют тегловые потоки от теплопроводящих пластин 13 и преобразовываются в электрический сигнал, котооый поступает на усилитель-преобразователь 4, Положение каждой теплопроводящей пластины 13 конструктивно фиксировано относительно контакта 18 кольца 8.Поэтому для определения магнитного азимута теолоизоляционной пластины 13 достаточно измерить магнитный азимутконтакта 18 кольца 8.Измерение магнитного азимута происходит следующим образом,При вращении экранирующего стакана 1010 создается замкнутая цепь контакт 19 -кольцо 8 - щетка 6, и формирователь 24вырабатывает импульс начала отсчета, поступающий в преобразователь 25, при этомоткрывается канал для передачи информации с инклинометра 3 о магнитном азимутена наземную регистрирующую аппаратуру.Затем следует последовательно замыканиепружинящего 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 вырабатываетимпульсы, поступающие в преобразователь 2525, который разрешает прохождение сигналов с термоприемника 2, усилителя 4 и инклинометра 3 на регистрирующуюаппаратуру.Интенсивность ИК-излучения является 30функцией температуры и коэффициента излучения объекта, Считая буровой раствор,обсадную колонну или пласт горной породыоднородными и вследствие этого имеющими постоянный коэффициент излучения, 35можно на фоне постоянной температурытермостатируемой жидкости выделить локальные тепловые поля. Использование одного термоприемника со сканирующейсистемой позволяет отказываться от 12-контактных датчиков или от специального коммутирующего блока.Применение вращающейся оптическойсистемы не вносит искажения в измеряемоетемпературное поле, а позволяет на этапе 45приема теплового потока получить детальные данные о фактическом распределениитемператур по глубине и радиусу скважины. 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 термоизоляционной перегородки установлены инклинометр и усилитель-преобразователь, контактные щетки установлены на цилиндрическом корпусе. кольцо, установленное на экранирующем стакане, выполнено с двумя контактами, один иэ которых подпружинен с возможностью электрического контакта с кольцом, выполненным с контактами, установленными на цилиндрическом корпусе над каждой термопроводящей пластиной,1686146 г.2 Составитель В,СалащенкоТехред М,Моргентал Корректор В,Гирня Редактор И,Шул Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роиэвоцственно-издательский комбинат "Патент", г,д, ул,Гагар Заказ 3584 ВНИИПИ Государст при ГКНТ СССР