Скважинный термометр

Скважинный термометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социапистнческкх

Республик о11773456 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0602.79 (21) 2747895/18-10 с присоединением заявки ¹6 01 К 11/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 231080 Бюллетень М 39

Дата опубликования описания 231080 (З) УД б21.03б.5:

:622(088.8) (72) Авторы изобретения

Н.Н.Соколов, В.В.Кара, Г.Г.Андреев, В.В.Алексеев, A.Â.KðåòèHèH, Л.В.Зернов и Л.М.Клюкин

Московский ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочный институт (71) Заявитель (54) СКВАНИННЫЙ TEPMONETP

Изобретение относится к физическим методам измерения оснонных 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- 10 янием горячих .очистных блоков при буровзрывных работах.

Известны устройства, позволяющие проводить измерения температуры, основанные на термоэлектрическом 11 или терморезистиннозависимом эффекте s виде термопар, пассивных или активных термосопротивлений) (1) .

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

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является быстро- 30 действующий термометр, н котором цепочка карманов, 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 соответстнующие карманы превращаются иэ темных н прозрачные и rro нанесенной шкале считываются показания (2). Ъ °

Недостатком такого термометра, в случае его использования для измерений в условиях скважин небольших поперечных размеров, является малая эффективность ввиду того, что шкалу прибора нельзя наблюдать, пока термометр находится в скважине, при выниманыи же его, за счет быстродействия жидкокристаллических датчиков, показания будут уже искажены и отличаются от действительной температуры и скважйне . Кроме того, термометр механически не защищен от воздействий внешней среды

773456

Цель изобретения — обеспечение прямого визуального контроля температуры в скважине и сокращение времени измерения.

Постанленная цель достигается тем, что в узле съема термоинформации жидкокристаллические датчики установлены на теплопронодной подложке, размещенной в теплоиэоляционной сменной головке с теплофильтром и теплоизоляционным переходником с линзами-объективами,расположенными против жидкокристаллических датчиков, а в узле приема информации отсчетная шкала выполнена в виде линз= окуляров, расположенных на концах соответствующих световодон, причем количество линз-объективов,светонодов и линз-окуляров выбрано равным количеству жидкокристаллических датчикон.

На чертеже изображен сква>кинный термометр. устройство содержит жидкокристаллические датчики 1, ныполненные в виде небольших кусочков жидкокристаллической пленки, приклеенных на 25 хорошо теплопроводящей,например серебряной, подложке 2, вставленной н теплоиэоляционной сменной головке 3, в которой находится теплофильтр 4.

Головка с небольшим натягом поса- !(3 жена в теплоиэоляционный переходник

5, к которому присоединен шланг б с кабелем 7 питания и гибкими снетоводами 8. В этом же переходнике установлена система 9 подсвета и линзы

10 и 11, образующие объектив, расположенный против жидкокристаллическим датчиков. Питание системы подсвета поступает от элементов 12 через выключатель 13. Последние установлены н корпусе, например типа пистолет, в торце которого смонтирована отсчетная шкала 14, на которой находятся линзы-окуляры 15, укрепленные у окончаний гибких светонодон 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 и предполагаемом диапазоне температур. Например для перной сменной головки с диапазоном от 50 до 130ОС, перекрываемого четырьмя жидкокристаллйческими датчиками от 50 до 70ОС; от 70 до 90 СI от 90 до 110ОС и от

110 до 130ОС. ДалЕе голонка, одетая бО на переходник, вместе с шпангом, в котором находятся кабель пИтания системз подсвета и четыре световода, образующие достаточно жесткую, но в то же время гибкую конструкцию, по-. 65

МЕЩатют СЯ В >ЛССЛЕД.,>ЕЫУЮ СК ВаЖИЕ!У HJIH аналогичный объект. Серебряная подложка с жидкокристаллическими дaTчиками приобр=-тае:- те!л Eel>aтуру данного сеч;"=-Бня скнажинь! в течении т „

3 0 c I E u 8 „".>е! Iя э анновT or толщины

ПрнуЛЕБЕБНай СЕрвбрян><Ой I т>днот>нт;.И) ... истечен!лк>;эт .-гo нре;.те!ти .а>м!л! !а-ЮТ ККОПКу НЬ>мтвтннатт. JI.Я IE.ri > ВБ!ЛЯ И 8 kJE!0 чают миниатюрные ла!лпочки систеия поДсвета. Световой -.oI окт пРОпУЩеиный через теплофильтр,, попараеТ на жидкокристаллические датчики, подсвечивая последние. 8 зависимости от те!!пературы н скн.=в.-.:«: —. Б.-". да>!БО!л ее сечении начинает рябо:а г . Один из жидКОКрКСТа>7Л>Лт>ЕE-!лт Л т>:: . . т Л КОВ . Р а>1 ример, трет!лйт (на -.; †.„.. †.;: — З--ий„, считая СЛЕВа БаГтраво) С уЛЛ; —. аЗОБОМ

90-110!>С т ПРИЧЕМ .-!р-I 9 . IJJС жндиомрно"таллическкй датчик принимает красный цвет, при 93 -- Оранжевый и т.д., а При 1 1 0 C "* фн0>Л;.".".. O >Ь!Й, = а П„-:ЕдЕЛа ми диапазона 90-110-:. !;дкокристаллический датчик .нет »е Отражае", т.е. его цвет черный. Дальше срабатывает четвертый жидкокристаллический датчик, если температура н скнажи!ле больше 110 С, или зторой

О датчик, если температура меньше 90ОС.

И тоже, как и у тре"-ü å-ã"î датчика, НТОРОЙ И ЧЕТНЕРТЫЙ ГтРКН!ЛмаЮТ ВСЕ цвета спектра н глм рабочим диагазоках TeMncpaTvrJ

Это свойство жидкокристаллических датчиков дает нсзможность примекить вторую -- точную и>калу — цветную

ИЛИ -:ОЛОРОМЕТРИЧЕСКУЮтКОТОРаЯ ИМЕЕТ

СЕМЬ ЦНЕТОНт YaæJrrl!ri ИЗ КотОРЫХ ОбОЗкачает 3, 4ci .-д.:- . Блэ =Оотношений:

-3т около трем традусон Ба Од!лн цвет светового спектра. Например, пусть на отсчетной шкапе н окошко третьего

Окуляра мь! увидели желтый цвет. Это означает, что температура в данном сечен!!и скважины имеет значение

90 С + 3 кр. - . Зооранж. т- 30желт.

99 С„ если н окошке третьего окуляра красный цвет,, то температура 90"тС +

3окр. = 930C и т.д, Если н окошке четвертого окуляра зеленый цвет, то зто значит: 110 С + З кр. + Зооранж.+

3 желт. + 3 зел. = 122oC. B случае, если все окошки черные, то необходимо сменить головку с жидкокристаллическими датчиками данного диапазона на другую головку с датчиками другого температурного диапазона.

Сменить голонку можно и для получения большей точности. Например, вторая сменная голонка имеет четыре предела 85-95ОС, 95-105 С, 105-115НС

115-125ОС. В этом случае, н колорометрической точной шкале, каждый цвет означает перепад н 1т5 C (115 - 105 =

10 С, 10 С С) и теперь, жел— - 50

773456

Формула изобретения

Заказ 7489/53 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тый цвет в третьем окуляре показыва-= . ет температуру 105 + 1,5окр. +

1, 5о оранж. + 1, 5 желт. = 109, 5 С.

Так как все приведенные значения температур носят условный характер, то в зависимости от поставленной задачи измерения температуры можно варьиро5 вать как диапазонами, так и значениями точной колорометрической шкалы в пределах существующих жидкокристаллических датчиков, т.е. от — 50 C до +250@С. (О

Достоинствами описанного скважинного термометра являются его большая надежность в работе, а также удобство считывания показаний, малые габариты и вес, 1

Измерение температур в скважинах при проведении, например, буровзрывных работ в горячих очистных блоках с помощью описанного скважинного термометра дает экономический эффект Щ по горному предприятию с ориентировочным числом. очистных блоков равным тридцати, более десяти тысяч руб,лей s год.

Скважинный термометр, содержащий узел съема термоинформации, включающий термочувствительные жидкокристаллические датчики, узел передачи

В-д — /L 7

6 термоинформации, состоящий иэ световодов,кабеля питания и системы подсвета,а также узел приема информации, содержащий элементы питания системы подсвета, отличающийся тем, что, с целью обеспечения прямого визуального контроля температуры в скважине и сокращения времени измерения, в узле съема термоинформации жидкокристаллические датчики установлены на теплопроводной подложке, размещенной в теплоизоляционной сменной головке с теплофильтром и теплоиэоляционным переходником с линзами-объективами, расположенными против жидкокристаллических датчиков,а в узле приема информации отсчетная шкала выполнена в виде линз-окуляров, расположенных на концах соответствующих световодов, причем количество линз-объективов, световодов и линз-окуляров выбрано равным количеству жидкокристаллических датчиков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Паперный E.À., Эйдельштейн И.Л.

Погрешности контактных методов измерения температуры. М.-Л., Энергия, 1966.

2. Патент СИА Р 3.633.425, кл. G 01 К 11/12, опублик. 1101,72 (прототип).