专利名称：快速井温测试仪的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及油、气井中井温的测试仪器，特别是测试响应时间很短的快速测温仪器。
二背景技术：
当今，油井井温测试仪器，由于处于井下的高压环境，因此，测温元件必须加上外壳，用以隔离高压和导电液，因而，井液与温度传感元件无法直接传热，使温度响应时间加长，同时在通常设计中，由于对传热的最佳方式——对流传热缺乏足够的认识，将测温元件置于井中仪器筒的中轴线上，使对流变弱，也加长了响应时间。加上操作人员求快的心理，从而导致所测井温比实际井温小得多。给井温器件的应用，如测吸水剖面、测裂缝高度，微差井温等，带来了很大的困难和相当大的误差。
三
发明内容
本实用新型的目的是提供一种响应时间短、测温速度快的快速井温测试仪。
本新型的目的是这样实现的一种快速井温测试仪，包括密封筒体，置于筒体内的工作电源、测温元器件以及顺次级联的压频转换电路和整形功放电路，其特征是所述测温元器件由2-6个串联的热电偶和测温元器件Q1(TMP35)组成，热电偶的所有热端伸出所述筒体，其所有冷端与测温元件Q1的绝缘壳体相接触；还具有对热电偶输出信号进行放大、将热电偶的温电转换系数放大至等于测温元件Q1的温电转换系数的直流放大电路以及将热电偶与测温元件Q1的输出电动势相加的相加电路，相加电路的输出信号送至所述压频转换电路。
上述热电偶为三个，热电偶的三个热端均布在筒体外沿圆周上。
本新型针对现有井温测试仪响应时间过长、井温测试欠准确等问题提出了复合测温技术，即由热电偶与测温元件TMP3共同组成复合传感器，让部分测温元件，如具有耐高压井液导电不影响其性能的热电偶直接接触井液，热电偶直接接触井液，只需微小的热量传给热电偶，热电偶的温度就会立即升至与井液的温度相等，同时，将测温元件TMP3作了热电偶的冷端补偿，两者组合构成一完整的快速测温传感器。其原理是热电偶的温度电压转换系数K1(0.12mv/℃)小于测温元件TMP35温电转换系数K(10mv/℃)，因此，热电偶输出信号经直流放大电路后，K1放大至等于K，即有E1＝K(T-T1)和E2＝KT1。式中，E1、E2分别是热电偶和测温元件TMP35输出的电动势，T为热电偶对0℃的温度差，T1为TMP35壳体的温度；再经相加电路，即有E1+E2＝E＝KT，则得到复合传感器的正比于T的输出电动势E，最后经压频转换电路将电压信号转变为频率信号，再经整形功放电路输出由地面仪接收，可以得到井液的瞬时温度数值〔它正比于瞬时频率f(t)〕。其次，采用三个热电偶均布置于筒体外沿的圆周上，强化了对流传热的效率，这就大大缩短了测试响应时间，使响应时间小于0.35秒，而其它现有相关测试仪器的响应时间约8秒以上，缩短了约20倍。从而使井温测试不仅快速而且准确。在井下随深度加深，测出一条连续准确的井温一深度、即T-h曲线，从而保证了测吸水剖面、裂缝宽度等井温测试应用的准确性。
四
附图是本实用新型的电路图。
五具体实施方式
参见附图，密封筒体内设置有工作电源(附图中未加虚线框的部分。它由电缆从地面引入经稳压电路处理，提供+12V和+6V的直流输出)，测试元器件以及顺次级联的压频转换电路6和整形功放电路7。该测温元器件由2-6个串联的热电偶和测温元件Q1(TMP35)组成(实际上，热电偶的个数也可以是一个，也可以是更多，都可以达到与侧温元件Q1组成复合传感器的技术效果)，较好地，采用三个热电偶，热电偶的所有热端即三个热端T01、T02、T03伸出筒体，并均布在筒体外沿圆周上(呈120°间隔分布)，其所有冷端与测温元件Q1即TMP35的绝缘壳体相接触，使其温度相同；直流放大电路4对热电偶的输出信号进行放大，将热电偶的温电转换系数(温度电压转换系数，下同)放大至等于测温元件TMP35的温电转换系数，相加电路5将热电偶与测温元件TMP35的输出电动势相加，相加电路的输出信号送至压频转换电路6。压频转换电路6由IC3(AD537)及其外围元件组成。整形功放电路由IC4(HA17555)及其外围元件组成。
上述直流放大电路由运算放大器IC1(AD622)，电阻R1、R1a、R2、R3、R4、电容C1、C1a组成，其连接关系如下热电偶的一个冷端1接地，另一个冷端3a接于C1a和R1a的一端，C1a和R1a的另一端R3的一端均接于IC1的正输入端，R3另一端接地，R1和R2以及C1的一端均接于IC1的负输入端，R1另一端接地，R2和C1的另一端均接于IC1的输出端；所述相加电路由运算放大器IC2(AD622)，电阻R4、R5、R6、R7，电容C2组成，其连接关系如下R4串接在IC1的输出端和IC2的负输入端之间，R5串接在测温元件Q1的输出端与IC2的正输入端之间，R6一端接地，另一端接IC2的正输入端，C2和R6并联IC2的负输入端与输出端之间。
附图所示电路工作过程如下由三组热电偶串联所生的热电动势E1的温电转换系数经运放IC1放大至K(10mv/℃)，输至运放IC2、与热电偶冷端另一测温元件Q1，所生电动势力E2相加，从而构成一完整的测温传感器，经IC2输出为E＝E1+E2＝KT，并将E输至压频转换器IC3，再经单稳器IC4整形成矩形脉冲，输出至测井电缆上，输出的瞬时温度T(t)正比于瞬时频率f(t)，在测井电缆的另一端(即地面仪)接收，并读出各瞬时温度值〔它正比于瞬时频率f(t)〕。
权利要求1.一种快速井温测试仪，包括密封筒体，置于筒体内的工作电源、测温元器件以及顺次级联的压频转换电路(6)和整形功放电路(7)，其特征是所述测温元器件由2-6个串联的热电偶和测温元器件Q1(TMP35)组成，热电偶的所有热端伸出所述筒体，其所有冷端与测温元件Q1的绝缘壳体相接触；还具有对热电偶输出信号进行放大、将热电偶的温电转换系数放大至等于测温元件Q1的温电转换系数的直流放大电路(4)以及将热电偶与测温元件Q1的输出电动势相加的相加电路(2)，相加电路的输出信号送至所述压频转换电路(6)。
2.根据权利要求1所述的井温测试仪，其特征是所述热电偶为三个，热电偶的三个热端均布在筒体外沿圆周上。
3.根据权利要求1或2所述的井温测试仪，其特征是所述直流放大电路由运算放大器IC1(AD622)，电阻R1、R1a、R2、R3、R4、电容C1、C1a组成，其连接关系如下热电偶的一个冷端(1)接地，另一个冷端(3a)接于C1a和R1a的一端，C1a和R1a的另一端R3的一端均接于IC1的正输入端，R3另一端接地，R1和R2以及C1的一端均接于IC1的负输入端，R1另一端接地，R2和C1的另一端均接于IC1的输出端；所述相加电路由运算放大器IC2(AD622)，电阻R4、R5、R6、R7，电容C2组成，其连接关系如下R4串接在IC1的输出端和IC2的负输入端之间，R5串接在测温元件Q1的输出端与IC2的正输入端之间，R6一端接地，另一端接IC2的正输入端，C2和R6并联IC2的负输入端与输出端之间。
4.根据权利要求3所述的井温测试仪，其特征是所述压频转换电路(6)由IC3(AD537)及其外围元件组成。
5.根据权利要求3所述的井温测试仪，其特征是所述整形功放电路主要由IC4(HA17555)及其外围元件组成。
专利摘要一种快速井温测试仪，属测试油、气井井温的测试仪器。包括密封筒体，置于筒体内的工作电源、测温元器件以及顺次级联的压频转换电路和整形功放电路，测温元器件由2－6个串联的热电偶和测温元器件Q1(TMP35)组成，热电偶的所有热端伸出所述筒体，其所有冷端与测温元件Q1的壳体相接触；还具有对热电偶输出信号进行放大、将热电偶的温电转换系数放大至等于测温元件Q1的温电转换系数的直流放大电路以及将热电偶与测温元件Q1的输出电动势相加的相加电路，相加电路的输出信号送至所述压频转换电路。它具有响应速度快，测试数据准确的优点。
文档编号E21B47/06GK2895736SQ20062003382
公开日2007年5月2日 申请日期2006年4月14日 优先权日2006年4月14日
发明者赵翼晋, 周国隆, 张永知 申请人:赵翼晋