Устройство для измерения температуры грунта в скважине

Союз Советских

Социалистических

Реа ублик

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У и 976042 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.06.81 (2! ) 3309816/22-03 с присоединением заявки М (23) П риоритет . Опубликовано 23.11.82. Бюллетень At 43

Дата опубликования описания 25.11.82 (51)М. Кд.

Е 21 В 47/06

РЮдаретвонвй кеиитвт

CCCP ае делам нзвбрвтеккк н открытий (53 ) УД К 622,241 (088.8) (72) Автор изобретения

A. Б. Солодовников с

Р

Хабаровский институт инженеров железнодорожного т)анснорта

Министерства путей сообщения СССР (71) Заявитель . (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,zyлачками, на которых размещены чувствито тельные элементы, а кулачки кинематически связаны с диском и выполнены с возможностью перемещения до упора со стенкой скважины (1).

t5

Недостатком устройства является невозможность достижения надежного теплового контакта между датчиками температуры и стенками скважины, обуслов ленная принятой кинематической схемой выдвижения кулачков. Для обеспечения перемещения кулачков по направляющтж корпуса необходимо, чтобы корпус имел достаточное спепление со стенками скважины. 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 частипа горной породы) оотальные кулачки не смогут перемещаться по направляющим из-ва жесткой кинематической связи кулачков прижимного блока, в результате чего точность и достоверность измерений значительно понизится

Наиболее близким к предлагаемому по те* нической 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 1 21.

3 976042

Рычажная система, состоящая из рычагов 10 и пружины 11, шарнирно за45 креплена BB стойках 12, жестко установленных на части корпуса 1. Датчики температуры 13, например, термометры 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 достигается посеребрением этих деталей.

Датчики температуры 13 покрыты сло ем теплопроводной смазки и защищены от

Недостатком устройства является низкая точность измерения температуры ь-еа недостаточно надежного теплового контакта между датчиком температуры и стенкой скважины. 5

Е1елью изобретения является повышение точности измерений температуры грунта в скважино, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерении темпера 10 туры грунта в скважине, содержащем корпус с штангой, рычажную систему с контактными элементами, снабженными датчиком температуры, корпус снабжен двумя кольцевыми уплотнителями, установ- >S ленными 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 зыполне- щ ны в форме дисков с возможностью качения по стенке скважины.

Кроме того, датчики температуры размещены по окружности дисков.

На фиг. 1 изображено устройство, у5 продольный разрез; на фиг. 2 - конструкция контактного элемента, Корпус устройства выполнен из двух частей - внутренней 1 и наружной 2, выполненной в виде стакана с прорезями >Зо для контактных дисков 3. Обе части корпуса соединяются с помощью патрубка 4, предназначенного для пропуска потока воздуха (газов).

Оба конца патрубка выполнены резьбовыми. Нижняя гайка 5, размещенная на резьбовой поверхности патрубка предназначена для закрепления на части. корпуса 1 скребков 6, а верхняя гайка 5 предназначена для соединения угла подвески 7 штанги

8 с частью корпуса 2. Кольцевые уплотнителя 9 размещены на наружных поверхностях частей корпуса 1 и 2. механических повреждений алюминиевым кольцом 17.

Провода от токосъемных пружин 16 контактных элементов выведены через отверстие в корпусе и подключены к каротаж ному кабелю, Устройство работает следующим образом.

При погружении устройства и скважину с помощью штанги S скребки 6, соприкасаясь со стенками скважины, занишают 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 стенками скважины и частью корпуса 1, исключая 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 системы, на рычагах которой закреплены оси дисков 14 контактных элементов 3. Сжатие пружины 11 приводит к сближению верхних плеч рычагов 10 и повороту рычагов 10 относительно шарниров, имеюшихся на стойках 1 2. Все это приводит к плотному прижиманию контактных эле= ментов 3 к стенкам скважины. Так как скребки и контактные элементы размещены на одной образующей цилиндриче . кой поверхности скважины, контактные элементы 3 перемещаются по зачишенной скребками 6 и нижним уплотнителем 9 поверхности стенки скважины. Тепловой поток от стенки скважины воспринимается кольцом 17 и передается через слой смазки к датчику 13, где преобразуется в электрический сигнал, передающийся через осевые контакты 1 5 и контактные пружины 1 6 на измерительный прибор по каротажному кабелю.

Поток воздуха или газов, вызванный перемещением устройства по скважине или конвекцией, перепускается по патруб= ку 4, расположенному в центре корпуса.

Устройство позволяет повысить точность измерения температуры за счет исключения факторов, искажающих естественное распределение температур в скважине, до величины 0,01 С при исполь=зовании в качестве датчика платинового термометра сопротивления и до величины 0,02 С при использовании медного термометра сопротивления.

Формула Изобретe»è

Устройство для измерения температу ры грунта в скважине, содержащее корпус

S с 7 ® 2 4 со штангой, рычажную систему с кон- менты выполнены в форме дисков с воэ тактнымн элементами, снабженными дат- можностью качения по стенке скважины. чиками температуры, о т л н ч а ю ш е е 2. Устройство по п. 1, о т л и ч ас я тем, что, с целью повышения точ- ю щ е е с я тем, что датчики темпераа ности иэмерений, корпус снабжен двумя 5 ту ы раэмещены по окружности дисков. кольцевыми уплотнителями, установлен- источники информации, ными на внешней стороне корпуса по обе принятые во внимание при експертиэе стороны от контактных элементов, скреб- 1. Авторское свидетельство СССР ком, Раэмешенным в нижней а ти "oP М 715780 кл Е 21 В 47/06 1974 пУс" H nQTPy6KOM, пРоходищим чеРеэ " >. Авторское свидетельство СССР устройство, при этом контактные эле- % 741222, кл. Е 21 В 47/06, 1978.

17

Фиа2

Составитель В. Булыгин

Редактор А. Шандор Техред M.Tenep Корректор Н. Король

Заказ 8959/55 . Тираж 623 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4