Скважинный термометр Советский патент 1980 года по МПК G01K11/12 E21B47/06 

1

Изобретение относится к физическим методам измерения основных параметров состояния вещества и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, таких 5 как горная, металлургическая, строительная, химическая, нефтехимическая, а также для геологических целей

при проведении полевой термосъемки или для контроля за состо- Ю янием горячих очистных блоков при буровзрывных работах.

Известны устройства, позволяющие проводить измерения температуры, основанные на термоэлектрическом 15 или терморезистивнозависимом эффекте в виде термопар, пассивных или активных термосопротивлений1 1.

Однако использование подобных элементов в качестве датчиков тем- 20 пературы обуславливает большую инерционность TepMOMeTjpoJB, необходимость их предварительной тарировки, достаточную сложность проведения съемки результатов в связи с 25 применением аппаратуры, содержащей измерительные мосты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является быстро- 30

действующий термометр, в котором цепочка кармЖиов , заполненных , жидкокристаллическим -веществом с различными температурными характеристиками для каждого кармана, нанесена печатным способом на пластмассовое основание с линейной шкалой температуры, расположенной против карманов. Каждый карман чувствителен лишь к определенной температуре. При измерении температуры соответствующие карманы превращаются из темных в прозрачные и по нанесенной шкале считываются показания 2.

Недостатком такого термометра, в случае его использования для измерений в условиях скважин небольших поперечных размеров, является малая зф)ективность ввиду того, что шкалу прибора нельзя наблюдать, пока термометр находится в скважине, при вынимании же его, за счет быстродействия жидкокристаллических датчиков, показания будут уже искажены и отличаются от действительной температуры в скважине . Кроме того, термометр механически не защищен от воздействий внешней средда Цель изобретения - обеспечение прямого визуального контроля температуры в скважине и сокраццеиие времени измерения. Поставленная цель достигается тем что в узле съема термоинформации жидкокристаллические датчики установлены на теплопроводной подложке, размещенной в теплоизоляционной сменной головке с теплофильтром и теплоизоляционным переходником с линзами-объективами урасположенньпли против жидкокристаллических датчиков а в узле приема информации отсчетная шкала выполнена в виде .пинзокуляров, расположенных на концах соответствующих световодов, причем количество линз-объективов,световод и линз-окуляров выбрано равным количеству жидкокристаллических датчиков. На чертеже изображен скважинный термометр. Устройство содержит жидкокристаллические датчики 1, выполненные в виде небольших кусочков жидкокрис таллической пленки, приклеенных на хорошо теплопроводящей,например сер ряной, подложке 2, вставленной в теплоизоляционной сменной головке 3 в которой находится теплофильтр 4, Головка с небольшим натягом посажена в теплоизоляционный переходни 5, к которому присоединен шланг б с кабелем 7 питания и гибкими светово дами 8. В этом же переходнике установлена система 9 подсвета и линзы 10 и 11, образующие объектив, расп ложенный против жидкокристаллическ датчиков. Питание системы подсвета поступает от элементов 12 через вы лючатель 13. Последние установлены в торце которого смонтирована отсчетная шкала 14, на которой находя ся линзы-окуляры 15, укрепленные у окончаний гибких световодов и шкалы грубая (например 1 - для первой сменной головки, 11 - для второй сменной головки и т.д.) и точная (Т) колорометрическая (цветная - от красного цвета до фиолетового). . Скважинный термометр работает следующим образом. На теплоизоляционный переходник одевается головка с жидкокристаллическими датчиками, работающими в предполагаемом диапазоне температур. Например для первой сменной го ловки с диапазоном от 50 до 130®С, перекрываемого четырьмя жидкокриста лическими датчиками от 50 до от 70 до ) от 90 до и от 110 до 130°С. Далее головка, одетая на переходник, вместе с шлангом, в котором находятся кабель питания системы подсвета и четыре световода образующие достаточно жесткую, но в то же время гибкую конструкцию, пометаются в Ичоследуамую скважину или аналогичный объект. Серебряная подложка с жидкокристаллическир/ш датчиками приобратает температуру данного сечбккя скважины в течении 30 с (это время зависит от толщины примененной серебрянкой подложки) .-. По истечению зтс-гО времени на)ли1Ш-ют кнопку вь кгяочатбля питания к включают миниатюрные лампочки скстемы подсвета Световой потоп, пропущенный через теплофильтр, попадает на жидкокристаллические датчики, подсвечивая последние В зависимости от температуры в скважк;{е HR данноь- ее сечении начинает рабогагь олик из жидкокристаллич;есккх цп , Например, третий (на черть -э 3-ий, счк-тая слева направо; с ,o,Kiine:3OHOi/i 90-ilO C, причем при жидкокристаллический датчик принимает красный цвет, при - оранжевый и т.д.. а при 1.10°С ;а пределами диапазона жидкокристаллический датчик свет: не отражает,: т«е. его цвет черный. Дальше срабатывает четвертый жидкокристаллический датчик, если температура в скважине больше , или второй датчик, если температура меньше . И тоже, как и у третьего датчика, второй и четвертый приЕ кмагот все цвета спектра в ик рабочих диапазонах температур Это свойство жидкокристаллических датчиков дает возможность применить вторую - точную шкалу - цветную или колорометркческую,, которая имеет семь цветоЕ,, каждьлй из которых обозсоотношений г начает около трех грс1дусов на один цвет светового спектра. Например, пусть на отсчеткой шкале в окошко третьего окуляра мы увидели желтьзй цвет. Это означает, что температура в данном сечении скважины имеет значение 90°С + , + З оранж. + 3°желт, , если в окошке третьего окуляра красный цвет,, то температура 90®С + . и т.д. Если в окошке четвертого окуляра зеленый цвет, то это значит: 110°С + , + 3°оранж.-+З желт. + 3°зел. 122°С. В случае, если все окошки черные, то необходимо сменить головку с жидкокристаллическими датчиками данного диапазона на другую головку с датчика ли другого температурного диапазона. Сменить головку можно и для получения большей точности. Например, вторая сменная головка имеет четыре предела 85-95 0, ЭБ-ЮЗ С, 105-115 0, 115-125°С. В этом случае, в колорометрической точной шкале, каждый цвет означает перепад в 1,5° С ( 105 , iO°C С) и теперь, жел