Термометр максимальный Советский патент 1985 года по МПК E21B47/06 

сл ьо

Изобретение относится к геофизическим приборам для исследования скважин, в частности для измерения температуры.

Известны конструкции термометров для измерения и регистрации температуры по всему стволу скважин. Такие термометры позволяют вести регистрацию температуры в стволе в масштабе глубины скважины. Автономные приборы, снабженные устройствами памяти, например, магнитофонами, могут опускаться в скважину и регистри ровать температуру во времени 1 и 2.

Недостатком этих устройств является их затруднительное использование в скважинах, пробуренных с целью использования в качестве источников пароснабжения геотермальных электростанций. Причина заключается в том, что в настояи1ее время отсутствуют грузонесущие геофизические кабели с термостойкостью выше 200°С, в то время как в указанных скважинах температура может достигать значения 320°С. Существующие автономные измерительные системы не рассчитаны на температуры выше 200°С, а разрабатываемые - на температуру выше 250°С. В создавшейся ситуации для измерения температуры в высокотермальных скважинах впредь до разработки специальных грузонесущих кабелей или термостойких средств регистрации данных в скважинном приборе целесообразно использовать максимальные термометры.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является дилатометрический термометр, в котором применена пара параллельно расположенных и жестко связанных с одной стороны металлических стержней из металлов с различными температурными коэффициентами линейного расширения. Один из стержней прикреплен свободным концом к корпусу термометра, а другой связан с регистрирующим (показывающим) устройством - стрелкой, скользящей по градуированной шкале 3.

Однако при использовании пары стальдюралюминий при длине стержней 0,35 м изменение разности длин на 100°С составляет немногим более 0,3 мм, что даже при использовании микрометра для считывания результатов измерения не обеспечивает достаточной разрешающей способности. Для избежания этого необходимо увеличить длину пары стержней, что при использовании существующей конструкции ведет к увеличению длины термометра в целом. Последнее возможно только в пределах, позволяющих прибору пройти через лубрикатор на устье скважины.

Цель изобретения - повышение точности измерения температуры путем увеличения коэффициента преобразования температуры в деформацию фиксирующего элемента без увеличения общей длины термометра.

Указанная цель достигается тем, что в термометре максимальном, содержащем размещенные в корпусе чувствительный элемент, выполненный в виде металлической пары с различными температурными коэффициентами линейного, расширения, и деформируемый фиксирующий элемент крешерного типа, чувствительный элемент выполнен в виде коаксиально размещенных цилиндров, причем четные цилиндры выполнены из ма0териала с малым температурным коэффициентом линейного расщирения и имеют внешние и внутренние буртики, а нечетные цилиндры расположены с возможностью взаимодействия с буртиками и выполнены из

5 материала с повыщенным температурным коэффициентом линейного расширения, при этом центральный цилиндр связан с фиксирующим элементом крешерного типа.

На чертеже изображен термометр максимальный.

Он состоит из корпуса 1, например,стального, в котором коаксиально размещены цилиндры из материала с повыщенным температурным коэффициентом линейного расщирения 2 и из материала с малым температурным коэффициентом линейного расщирения 3, например, соответственно из дюралюминия и стали или инвара. Наружная стенка корпуса 1 при этом является внещним цилиндром 3. Своими торцами цилиндры 2 упираются в буртики цилиндров 3, а центральный цилиндр 2 связан с фиксирующим элементом крешерного типа, выполненного в виде цилиндрического стержня 4, закрепленного в разрезной втулке 5.

Термометр работает следующим образом.

J Перед спуском в скважину производится сборка термометра таким образом, чтобы крышка корпуса 1 осадила стержень деформируемого элемента во втулке и между этим элементом, крышкой и центральным цилиндром чувствительного элемента не было зазоров. После этого фиксируется температура окружающей среды, при которой производилась сборка, крышка корпуса отворачивается, извлекается деформируемый элемент (4 и 5), микрометром измеряется его длина после осадки, фиксируется (записывается) и вновь производится сборка. Термометр опускается в скважину на заданную глубину, выдерживается на ней в течение времени, необходимого для прогрева конструкции, а затем извлекается на поверх0 ность. После его остывания из него извлекается деформируемый элемент и снова измеряется его длина. Находится разность между ранее записанным значением длины (до спуска в скважину) и значением ее после

J извлечения прибора из скважины. По этой разности, пользуясь тарировочной таблицей определяют максимальную температуру, действию которой подвергался термометр, на.ходясь в скважине.

,1

ТЕРМОМЕТР МАКСИМАЛЬНЫЙ, содержащий размещенные в корпусе чувствительный элемент, выполненный в виде металлической пары с различными температурными коэффициентами линейного расщирения, и деформируемый фиксирующий элемент крешерного типа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения путем увеличения коэффициента преобразования температуры в деформацию фиксирующего элемента без увеличения общей длины термометра, чувствительный элемент выполнен в виде коаксиально размещенных цилиндров, причем четные цилиндры выполнены из материала с малым температурным коэффициентом линейного расширения и имеют внещние и внутренние буртики, а нечетные цилиндры расположены с возможностью вза- „ имодействия с буртиками и выполнены из ма- § териала с повышенным температурным коэф- фициентом линейного расширения, при этом // центральный цилиндр связан с фиксирующим элементом крещерпого типа.