Устройство для измерения температуры грунта в скважине Советский патент 1982 года по МПК E21B47/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ГРУНТА В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится к устройствам для измерения температуры горных пород и может быть использовано для измерения температуры вечномерзлых грунтов в скважине. Известно устройство для измерения температурных горных пород в скважине которое содержит корпус, штангу, чувствительный элемент, прижимной блок, причем устройство снабжено диском и ,ку лачками, на KOTOffcix размещены чувстви тельные элементы, а кулачки кинемат ческн обязаны с диском и выполнены с возможностью перемещения до упора со стенкой скважшш Г 11. Недостатком устройства является невозможность достижения надежного те лового контакта между датчиками температуры и стенками скваж вы, обуслсжи ленная принятой кинематической схемой выдвижения кулачков. Для обеспечения п ремещевия кулачков по направляющим KojMiyca необходимо, чтобы корпус имел достаточное сцепление со стенками сква жины. в противном случае будет происходить совместное вращение корпуса со штангой, и кулачки не будут перемещаться по направляющим пазам корпуса. Вторым существенным недостатком устройства является синхронность выдвижения кулачков. При соприкосновении одного кулачка с каким-либо препятствием (натек, корка льда на стенке скважины, либо твердая частица горной порюды) остальные кулачки не смогут перемещаться по направляющим из-за жесткой кинематической связи кулачков прижимного блока, в результате чего точность и достоверность измерений значительно понизится. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для измерения температуры грунта в скважине, содержащее корпус с штангой и рычажную систему с контактными элементами, снабженную датчиками температуры f 2 J.

3976

Недостатком устройства является ыпзкая точность намерения температуры из-«а недостаточно кадежного теплового контакта между датчиком температуры и стенкой скважиш.

Целью изобретения является повышение точности измерений температуры грунта в скважине.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения темпера. туры грунта в скважине, содержащем корпус с штангой, рычажную систему с контактными элементами, снабженными датчиком температуры, корпус снабжен двумя кольцевыми уплотнителями, установлениьши на внешней стороне корпуса по обе стороны от контактных- элементов,скребком размещенным в нижней части корпуса, и патрубком, проходящим через устройство, при этом контактные элементы Ьыполнены в форме дисков с возможностью качения по стенке скважиньг.

Кроме того, датчики температуры размещены по окружности дисков.

На фиг. 1 изображено устройство,

продольный райрез; на фиг. 2 - конструк: ция контактного элемента.

Корпус устройства выполнен из двух Частей - внутренней 1 и наружной 2, выполненной в виде стакана с прорезями для контактных дисков 3. Обе части корпуса соединяются с помощью патрубка 4, предназначенного для пропуска потока воздуха (газов).

Оба конца патрубка выполнены резьбовь ми. Нижняя гайка 5, размещенная на резьбовой поверхности патрубка предназначена для зак|)еш1ения на части .корпуса 1 скребков б, а верхняя гайка 5 предназначена для соединения угла подвески 7 штанги 8 с частью корпуса 2. Кольцевые уплот нителя 9 размещены на наружных поверхностях частей корпуса 1 г 2.

Рычажная система, состоящая из рычагов 1О и пружины 11, щарнирно закреплена на стойках 12, жестко установленных на части корпуса 1. Датчики температуры 13, например, термомет1жа сопротивления размещены по окружности дисков 14, а выводы датчиков припаяны к осевым контактам 15, которые находятся в соприкосновении с контактными пружинами 16. Надежный электрический контакт между токосъемными пружиНаМи 16 и вращающимися осевыми контактами достигаетсяпосерюбрением этих деталей.

Датчики температура 13 покрыты сло&л теплопроводной сг-газки и защищены от

24

механических повреждений алюминиевым кольцом 17,

Провода от токосъемкых пружин 16 контактных элементов выведены через отверстие в корпусе и подключены к каро тажному кабелю.

Устройство работает следующим образом.

При погружении устройства в скважин с помощью щтанги 8 скребки 6, соприкасаясь со стенками скважины, зачищают их от грязи, натеков, инея и корок льда. Нижний кольцевой уплотнитель 9, соприкасаясь со стенками скважины, дополнительно очищает их от остатков пыли и грязи и заполняет зазор между стен нами скважины и частью корпуса 1, ио« ключая обдувание датчиков температуры воздухом. При подходе к устью скважины контактных элементов 3 последние вводятся в скважину и плотно прижимаются к ее стенкам с помощью рычажной сиотемы, lia рычагах которой закреплены ос дисков 14 контактных элементов 3. Сжа тие пружины 11 приводит к сближению верхних плеч рычагов 10 и повороту рычагов 10 относительно шарниров, имеющихся на стойках 12. Все это приводит к плотному прижиманию контактных элементов 3 к стенкам скважины. Так как скребки и контактные элементы разме-щены на одной образующей цилиндричес кой поверхности скважины, контактные элементы 3 перемещаются по зачтденной скребками 6 и нижним уплотнителем 9 поверхности стенки скважины. Тепловой поток от стенки скважины воспринимаетс кольцом 17 и передается через слой смачзки к датчику 13, где преобразуется в электрический сигнал, передающийся через осевые контакты 15 и контактные пружины 16 на измерительный прибор по каротажному кабелю. Поток воздуха или разов, вызванный перемещением устройства по сквагкине или конвекцией, перепускается по патруб ку 4, расположенному в центре корпуса.

Устройство позволяет повысить точ ность измерения температуры за счет исключения факторов, искажающих естест венное распределение температур в скважине, до величины 0,01 С при использовании в качестве датчика платинового термометра сяэпротивления и до величины 0, при использовании медного термометра сопротивления. Формула йзобретеки5г

Устройство для гомерения температуры грунта Б скважине, содержащее корпус 5П7 со штангой, ряэ1чажную систему с контактными элементами, снабженными датчиками температуры, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности измерений, корпус снабжен двумя кольцевыми уплотнителями, установленными на внешней стороне корпуса по обе стороны от контактных элементов, скребком, размещенным в нижней части кор пуал, и патрубком, проходящим через устройство, при этом контактные эпеФиг. 2 2.. менты выполнены в форме дисков с возможностью качения по стенхе скважины. 2. Устройство поп. l,oтличaю щ е е с я тем, что датчикк темпера туры размешены по okpyжкocти дисков. источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 715780, кл. Е 21 В 47/06, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 741222, кл. Е 21 В 47/06, 1978.