高精度地温梯度自动化测量设备及方法与流程

文档序号:12726677阅读:来源:国知局

技术特征:

1.高精度地温梯度自动化测量设备,其特征在于:包括地温梯度测量设备(A)和自动化控制装置(B);

所述地温梯度测量设备(A)包括压力温度传感器(A1)、测量钢丝(A2)、测绳控制装置(A3)、电动机(A4)和电动机固定装置(A5);所述测绳控制装置(A3)包括测绳控制装置支架(A3.1)、可转动横杆(A3.2)和测绳控制装置固定旋母(A3.3);

所述电动机固定装置(A5)包括电动机固定装置旋母(A5.1)和电动机固定装置支架(A5.2);所述压力传感器(A1)通过测量钢丝(A2)与测绳控制装置(A3)相连;所述测量钢丝(A2)一端与所述压力传感器(A1)相连接,所述测量钢丝(A2)另一端缠绕在所述可转动横杆(A3.2)上;

所述电动机(A4)通过电动机固定旋母(A5.1)固定于电动机固定装置支架(A5.2)上;所述电动机(A4)的输出端通过测绳控制装置固定旋母(A3.3)与可转动横杆(A3.2)相连;

所述自动化控制装置(B)包括用于为所述电动机(A4)提供电源的自动化控制装置电源(B1)以及用于计时的自动计时装置(B3)。

2.根据权利要求1所述的高精度地温梯度自动化测量设备,其特征在于:

所述自动化控制装置(B)还包括电源线(B2),所述自动化控制装置电源(B1)一端通过所述电源线(B2)与所述电动机(A4)相连接;

所述自动计时装置(B3)包括金属秒针(B3.1)、计时表盘、用于支持所述计时表盘的自动计时装置支架(B3.6);

所示计时表盘设置有环形轨道,环形轨道设置有限位于环形轨道内滑动的环形钢丝(B3.4),所环形钢丝(B3.4)的一端固定并通过导线与所述自动化控制装置电源(B1)另一端相连接

所述金属秒针(B3.1)的固定端通过导线与所述自动化控制装置电源(B1)相连接,所述金属秒针(B3.1)还与秒钟控制电源(B3.2)相连接;所述金属秒针(B3.1)的活动端通过可滑动金属扣(B3.3)与环形钢丝(B3.4)活动连接。

3.根据权利要求2所述的高精度地温梯度自动化测量设备,其特征在于:

所述环形钢丝(B3.4)外部包裹有可伸缩绝缘套(B3.5)。

4.根据权利要求1所述的高精度地温梯度自动化测量设备,其特征在于:所述压力温度传感器(A1)外侧包裹有防水金属套。

5.应用权利要求2~4所述的高精度地温梯度自动化地温测量方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤一、将地温梯度测量设备(A)和自动化控制装置(B)置于测量井附近空旷、平整的地面;

步骤二、将压力温度传感器(A1)与电脑相连接,设置测量开始时间为5分钟后,将所述压力温度传感器(A1)通过防水金属套密封后与测量钢丝(A2)连接;

步骤三、将所述压力温度传感器(A1)放入待测井井口,平稳下放所述测量钢丝(A2)至压力温度传感器(A1)达到水面处,使用测绳控制装置固定旋母(A3.3)将电动机(A4)与可转动横杆(A3.2)相连,并通过电动机固定装置旋母(A5.1)固定于电动机固定装置支架(A5.2)上;

步骤四、将自动化控制装置电源(B1)断开,金属秒针(B3.1)和可滑动金属扣(B3.3)置于水平向左的位置,可伸缩绝缘套(B3.5)展开至覆盖环形钢丝(B3.4)的75%,连通自动化控制装置电源(B1);

步骤五、当待压力温度传感器(A1)开始工作时,打开秒钟控制电源(B3.2),金属指针(B3.1)带动可滑动金属扣(B3.3)沿环形钢丝(B3.4)滑动。当可滑动金属扣(B3.3)位于环形钢丝(B3.4)未被可伸缩绝缘套(B3.5)覆盖部位时,电动机(A4)开始工作,可转动横杆(A3.2)逆时针转动,测量钢丝(A2)匀速下放;当可滑动金属扣(B3.3)位于环形钢丝(B3.4)被可伸缩绝缘套(B3.5)覆盖部位时,电动机(A4)停止工作,可转动横杆(A3.2)停止转动,测量钢丝(A2)静止不动,压力温度传感器(A1)自动测量该深度的地温;

步骤六、待压力温度传感器(A1)到达井底时,关闭秒钟控制电源(B3.2),拧掉测绳控制装置固定旋母(A3.3),将电动机(A4)移至测绳控制装置(A3)另一侧,使用测绳控制装置固定旋母(A3.3)将电动机(A4)与可转动横杆(A3.2)另一边相连;

步骤七、打开秒钟控制电源(B3.2),金属指针(B3.1)带动可滑动金属扣(B3.3)沿环形钢丝(B3.4)滑动,当可滑动金属扣(B3.3)位于环形钢丝(B3.4)未被可伸缩绝缘套(B3.5)覆盖部位时,电动机(A4)开始工作,可转动横杆(A3.2)顺时针转动,测量钢丝(A2)匀速上拉;当可滑动金属扣(B3.3)位于环形钢丝(B3.4)被可伸缩绝缘套(B3.5)覆盖部位时,电动机(A4)停止工作,可转动横杆(A3.2)停止转动,测量钢丝(A2)静止不动,压力温度传感器(A1)自动测量该深度的地温。待压力温度传感器(A1)离开水面,关闭秒钟控制电源(B3.2),断开自动化控制装置电源(B1),完成测量工作;

步骤八、将压力温度传感器(A1)中的测量数据通过数据线导出,整理后得到温度梯度数据。

6.根据权利要求5所述的高精度地温梯度自动化地温测量方法,其特征在于:

所述步骤八还包括地温数据修正程序:

Ti=(Tup+Tdown)/2 (1)

通过公式(1)计算得出不同深度温度值T;其中Ti为深度i米处的温度值,Tup和Tdown分别为下放和上拉钢丝测绳时测量得到的温度值。

7.根据权利要求5或6所述的高精度地温梯度自动化地温测量方法,其特征在于:

还包括调节测量时间和测量数据深度间隔的方法:当可伸缩绝缘套覆盖环形钢丝n%时,分别通过如下公式(2)和(3)计算单个地温数据测量时间t和测量数据深度间隔L:

t=0.6*n (2)

L=(100-n)*0.04 (3)

其中t和L单位分别为秒和米。

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