超长的耐高温高压的多点油井温度传感器的制作方法

本实用新型属于传感器技术领域，涉及一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器。

背景技术：

在石油开采时，为了开采深井稠油，必须将深井稠油加热稀释，再通过抽油机将其抽出地面。此过程中，促使稠油稀释到最佳提取状态，需要跟踪加热时加温系统的温度信息，如加温、恒温信息，因此，需要一种油井温度传感器。该传感器的使用环境为高温高压，硫化氢、氨氮等气体介质，且传感器长度要求达到数千米，响应速度快，精确度高。

采集多点油井温度，常采用的原理是，配置多个热电偶，并在传感器的不同位置设定多个测温点，但热电偶和测温点的连接方式多有不同，但均存在传感器直径大，柔性差，承压能力不足的问题。关于多个热电偶的现有技术，是为了在满足1000米长度的前提下，单支热电偶的加工更细时更为简易，通过并排使用实现多点连接。如专利cn201306168y公开资料中，采用技术路径为：多个独立的铠装热电偶并成一束，其外面用不锈钢带卷绕并焊接包覆并端部封闭；专利cn203285426u公开资料中，采用的技术路径为：单根热电偶电缆包覆一层绝缘皮，再多根一起包覆一层绝缘皮，再设置在不锈钢管内，再分别套两层不锈钢管，再包覆填充物，最后包覆一层绝缘层。上述2个专利中均存在的缺点是：采用了焊接工艺，产品为有缝结构，承压性能较差；另外，测温点多时，产品直径较大，多层壳体导致产品柔性不够。为了改善该问题，在满足热电偶长度要求的前提下，尽可能降低产品结构加工的缺陷点，以及减小产品的整体直径、增加柔性会极大提升产品的可应用价值。

因此，研究一种承压能力强、整体直径小、柔性好的多点油井温度传感器具有十分重要的意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决现有技术中多点油井温度传感器在1000米以上长度时存在不耐高压、整体直径大、柔性差的问题，提供一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器，该传感器适用于测量深层油井温度梯度分布。

为达到上述目的，本实用新型采用的方案如下：

一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器(此处所指的“超长”主要是指铠装热电偶的长度，铠装热电偶的长度取值范围不限，可以同现有技术高温超长油井多点热电偶的长度，也可以相对于现有技术有所区别)，包括铠装热电偶，铠装热电偶的数量为一根，主要由一根保护管以及位于保护管内的正极偶丝、多根负极偶丝和多个测温点组成，多个测温点沿铠装热电偶的长度方向分布；正极偶丝的数量为一根，一根正极偶丝的不同位置分别与多根负极偶丝连接形成多个测温点；或者，正极偶丝的数量同负极偶丝，正极偶丝与负极偶丝一一对应连接形成多个测温点(即一根正极偶丝对应一根负极偶丝)。

本实用新型由于对工艺进行了改进，实现了在保护管内加工测温点，因此可以在一根铠装热电偶内同时加工多个测温点，而现有技术并不能在保护管内加工测温点，其一般是通过将正极偶丝和负极偶丝从保护管内穿出后，在保护管外部将正极偶丝和负极偶丝连接形成测温点的，因此现有技术往往只能一根铠装热电偶对应一个测温点，当需要设置多个测温点时，需要多个铠装热电偶组合在一起，与现有技术相比，本实用新型的超长的耐高温高压的多点油井温度传感器中铠装热电偶的数量为1，保护管的数量也为1，现有技术中铠装热电偶的数量为多个，保护管的数量也为多个，因此本实用新型的超长的耐高温高压的多点油井温度传感器整体直径小，更容易弯曲，柔性更好，热量传导到测温点的速度更快，温度响应更快。

作为优选的方案：

如上所述的一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器，保护管的壁厚为0.3～1.2mm，外径为1.6～12.7mm，多个测温点的数量为2～8，铠装热电偶的长度大于等于1000米。

如上所述的一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器，正极偶丝的数量为一根，所有的负极偶丝环绕正极偶丝圆周均布，采用该排列方式，当测温点数量为n时，内部的正负电极偶丝数量为的n+1。

如上所述的一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器，正极偶丝的数量同负极偶丝，采用该排列方式，当测温点数量为n时，内部的偶丝数量为的2n。

如上所述的一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器，保护管为inconel600合金无缝钢管、inconel601合金无缝钢管、inconel718合金无缝钢管、310s不锈钢无缝钢管、316l不锈钢无缝钢管或304不锈钢无缝钢管，与现有技术的有缝结构钢管相比，由于无缝钢管是一体成型的，没有采用焊接工艺，因而承压性能大大增强，可承受25mpa的压力，保护管的材质能承受800℃的使用温度。

如上所述的一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器，保护管内填充有绝缘材料，以保证正负极偶丝与保护管之间绝缘。

如上所述的一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器，还包括接线盒以及位于接线盒内的温度变送器，铠装热电偶的保护管的一端为封闭端，另一端为正极偶丝和负极偶丝从中伸出的伸出端，铠装热电偶的保护管的伸出端与接线盒固定连接，温度变送器的数量同测温点，温度变送器包括正端子和负端子；所有的温度变送器的负端子与所有的负极偶丝一一对应连接(即一个负端子对应一根负极偶丝)，当正极偶丝的数量为一根时，所有的温度变送器的正端子相互连接且其中一个温度变送器的正端子与正极偶丝连接；当正极偶丝的数量同负极偶丝时，所有的温度变送器的正端子与所有的正极偶丝一一对应连接(即一个正端子对应一根正极偶丝)。

如上所述的一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器，固定连接采用卡套螺丝、螺丝接头或法兰。

制备如上任一项所述的超长的耐高温高压的多点油井温度传感器的方法为：首先将保护管、正极偶丝、负极偶丝和绝缘材料组装成铠装热电偶，然后利用透视技术(例如x光)确定铠装热电偶内部各正极偶丝和负极偶丝的位置关系(如有其他能够确定铠装热电偶内部各正极偶丝和负极偶丝的位置关系的技术也可适用于本实用新型)，设定测温点的位置，并在测温点的设定位置对应的保护管上作标记，接着在标记位置加工工艺孔，并穿过工艺孔在测温点的设定位置处将正极偶丝和负极偶丝连接形成测温点，最后将保护管与接线盒连接，同时将正极偶丝和负极偶丝与温度变送器连接。

有益效果：

(1)本实用新型的一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器，热电偶采用铠装结构，保护管采用无缝钢管，可以耐受25mpa的外部压力，最高使用温度可达800℃，适用于油井下长期工作；

(2)本实用新型的一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器，铠装热电偶测温点可以设置1个或多个，位置可以在长度方向任意设置，可以尽可能多地精确测量油井纵向不同温度梯度分布情况，最大程度满足工艺要求；

(3)与现有技术相比，本实用新型的一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器具有直径小、成本低、柔性好、温度响应快的优势。

附图说明

图1为本实用新型的一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器的结构示意图；

图2和图3分别为本实用新型的一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器的铠装热电偶内部的结构示意图；

其中，1-铠装热电偶，1.1-保护管，1.2-正极偶丝，1.3-负极偶丝，1.4-绝缘材料，1.5-测温点ⅰ，1.6-测温点ⅱ，2-卡套螺丝、3-温度变送器，4-接线盒。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

一种超长(长度为1500米)的耐高温高压的多点油井温度传感器，其结构示意图如图1所示，包括一根铠装热电偶1、接线盒4以及位于接线盒4内的两个温度变送器3，铠装热电偶1由一根保护管1.1、填充在保护管1.1内的绝缘材料以及位于保护管1.1内的一根正极偶丝1.2、两根负极偶丝1.3和两个测温点组成，两个测温点沿铠装热电偶的长度方向分布，两根负极偶丝1.3环绕正极偶丝1.2圆周均布，一根正极偶丝1.2的不同位置分别与两根负极偶丝1.3连接形成两个测温点，保护管1.1的一端为封闭端，另一端为正极偶丝1.2和负极偶丝1.3从中伸出的伸出端，铠装热电偶的保护管1.1的伸出端与接线盒4固定连接，温度变送器3包括正端子和负端子；所有的温度变送器3的负端子与所有的负极偶丝1.3一一对应连接，所有的温度变送器3的正端子相互连接且其中一个温度变送器3的正端子与正极偶丝1.2连接，超长的耐高温高压的多点油井温度传感器制备方法为：

首先将保护管1.1、正极偶丝1.2、负极偶丝1.3和绝缘材料1.4组装后拉拔成一根长度为1500米的铠装热电偶1，铠装热电偶1的保护管1.1的一端为封闭端，另一端为正极偶丝1.2和负极偶丝1.3从中伸出的伸出端；其中，保护管1.1为inconel600合金无缝钢管，其壁厚为0.5mm，外径为4.0mm，保护管1.1内填充有绝缘材料1.4；

然后利用x光确定铠装热电偶1内部正极偶丝1.2和各负极偶丝1.3的位置关系，设定测温点的位置，并在测温点的设定位置对应的保护管1.1上作标记；

接着在标记位置加工工艺孔，并穿过工艺孔在测温点的设定位置处将正极偶丝1.2和负极偶丝1.3连接形成测温点ⅰ1.5和测温点ⅱ1.6，如图3所示；其中，所有测温点沿铠装热电偶1的长度方向分布；

最后将铠装热电偶1的保护管1.1的伸出端与接线盒4固定连接，将正极偶丝1.2和负极偶丝1.3与各温度变送器3的端子连接，制成超长的耐高温高压的多点油井温度传感器；其中，固定连接采用卡套螺丝2。

实施例2～4

一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器，实施例2～4的制备方法和产品结构与实施例1基本相同，不同之处在于耐高温高压的多点油井温度传感器的长度、正极偶丝数量、负极偶丝数量、测温点数量、保护管的种类和尺寸、固定连接方式，具体见下表。

实施例5

一种超长(长度为2000米)的耐高温高压的多点油井温度传感器，其结构示意图如图2所示，包括一根铠装热电偶1、接线盒4以及位于接线盒4内的两个温度变送器3，铠装热电偶1由一根保护管1.1、填充在保护管1.1内的绝缘材料以及位于保护管1.1内的两根正极偶丝1.2、两根负极偶丝1.3和两个测温点组成，两个测温点沿铠装热电偶的长度方向分布，正极偶丝1.2与负极偶丝1.3一一对应连接形成多个测温点，保护管1.1的一端为封闭端，另一端为正极偶丝1.2和负极偶丝1.3从中伸出的伸出端，铠装热电偶的保护管1.1的伸出端与接线盒4固定连接，温度变送器3包括正端子和负端子，所有的温度变送器3的负端子与所有的负极偶丝1.3一一对应连接，所有的温度变送器3的正端子与所有的正极偶丝1.2一一对应连接，超长的耐高温高压的多点油井温度传感器制备方法为：

首先将保护管1.1、正极偶丝1.2、负极偶丝1.3和绝缘材料1.4组装成一根长度为2000米的铠装热电偶1，铠装热电偶1的保护管1.1的一端为封闭端，另一端为正极偶丝1.2和负极偶丝1.3从中伸出的伸出端；其中，保护管1.1为316l不锈钢无缝钢管，其壁厚为0.5mm，外径为5.0mm，保护管1.1内填充有绝缘材料1.4；

然后利用x光确定铠装热电偶1内部各正极偶丝1.2和负极偶丝1.3的位置关系，设定测温点的位置，并在测温点的设定位置对应的保护管1.1上作标记；

接着在标记位置加工工艺孔，并穿过工艺孔在测温点的设定位置处将正极偶丝1.2和负极偶丝1.3一一对应连接形成测温点ⅰ1.5和测温点ⅱ1.6；其中，所有测温点沿铠装热电偶1的长度方向分布；

最后将铠装热电偶1的保护管1.1的伸出端与接线盒4固定连接，将正极偶丝1.2和负极偶丝1.3与各温度变送器3的端子连接，制成超长的耐高温高压的多点油井温度传感器；其中，固定连接采用卡套螺丝2。

实施例6～9

一种超长的耐高温高压的多点油井温度传感器，实施例6～9的制备方法和产品结构与实施例5基本相同，不同之处在于耐高温高压的多点油井温度传感器的长度、正极偶丝数量、负极偶丝数量、测温点数量、保护管的种类和尺寸、固定连接方式，具体见下表。