一種油井測溫裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種油井測溫裝置，所述油井測溫裝置包括中空的熱管（8）、由緩沖介質(zhì)制成的緩沖單元（6）、以及熱電偶（7），其中：熱管的底端為封閉的吸熱端，另一端為放熱端，放熱端連接緩沖單元，在熱管內(nèi)形成封閉的中空的熱管中心通道（4）；且在熱管中心通道內(nèi)填充有導(dǎo)熱介質(zhì)（1），該導(dǎo)熱介質(zhì)為受熱蒸發(fā)為氣態(tài)并沿?zé)峁苤行耐ǖ肋\(yùn)動(dòng)至放熱端、在釋放出攜帶的熱量后冷凝為液態(tài)流回吸熱端的導(dǎo)熱介質(zhì)；所述緩沖單元連接熱電偶，所述緩沖單元為吸收放熱端導(dǎo)熱介質(zhì)釋放的熱量并將該熱量傳遞至熱電偶的緩沖單元。
【專利說明】一種油井測溫裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石油測井【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說，涉及一種油井測溫裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]火驅(qū)是一種用于稠油油藏繼蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)等熱力采油之后的一種提高采收率的采油技術(shù)，采用電、化學(xué)等方法使油層溫度達(dá)到原油燃點(diǎn)，并向油層注入空氣或氧氣使油層原油持續(xù)燃燒的采油方法；由于稠油中重組分的燃燒過程發(fā)生在油層內(nèi)部，因此燃燒狀態(tài)、火驅(qū)前緣的推進(jìn)速度、燃燒位置等均需要用測試手段間接獲得，而這些參數(shù)對于火驅(qū)采油至關(guān)重要。由于火驅(qū)過程中溫度超過400°C，傳統(tǒng)的溫度傳感器受測溫原理及結(jié)構(gòu)的限制不能滿足火驅(qū)油藏溫度的監(jiān)測要求，因此設(shè)計(jì)人設(shè)計(jì)出一種用于火驅(qū)前緣測溫的熱管導(dǎo)熱測溫裝置，實(shí)現(xiàn)對火燒井組溫度的監(jiān)測，使開發(fā)人員及時(shí)掌握火燒過程及狀態(tài)，進(jìn)而及時(shí)調(diào)控，確保火驅(qū)技術(shù)的成功實(shí)施。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種油井測溫裝置，該裝置主要用于火燒區(qū)塊的溫度監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)高溫條件下對溫度的測量，解決常規(guī)測溫傳感器在高溫條件下失效的問題。
[0004]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種油井測溫裝置，所述油井測溫裝置包括導(dǎo)熱介質(zhì)1、中空的熱管8、由緩沖介質(zhì)制成的緩沖單元6、以及熱電偶7，其中:其中導(dǎo)熱介質(zhì)密封于熱管內(nèi)或熱管與緩沖單元形成的封閉空間中，熱管一端設(shè)置緩沖單元，緩沖單元設(shè)置熱電偶7。
[0005]熱管的底端為封閉的吸熱端，另一端為放熱端，放熱端連接緩沖單元，在熱管內(nèi)形成封閉的中空的熱管中心通道4 ;且在熱管中心通道內(nèi)填充有導(dǎo)熱介質(zhì)1，該導(dǎo)熱介質(zhì)為受熱蒸發(fā)為氣態(tài)并沿?zé)峁苤行耐ǖ肋\(yùn)動(dòng)至放熱端、在釋放出攜帶的熱量后冷凝為液態(tài)流回吸熱端的導(dǎo)熱介質(zhì)；
[0006]所述緩沖單元連接熱電偶，所述緩沖單元為吸收放熱端導(dǎo)熱介質(zhì)釋放的熱量并將該熱量傳遞至熱電偶的緩沖單元。
[0007]本實(shí)用新型的油井測溫裝置的原理是:在熱電偶測溫傳感器的前端增加熱管和緩沖導(dǎo)熱體，將熱管置于測溫用的觀察井或生產(chǎn)井中，熱管中的導(dǎo)熱介質(zhì)受熱氣化，沿?zé)峁苤行耐ǖ老蛏线\(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)熱管的另一端時(shí)冷凝放熱，冷凝后的導(dǎo)熱介質(zhì)變成液態(tài)沿管壁中的細(xì)槽流回?zé)峁艿撞?；由于火?qū)時(shí)的溫度較高，最高達(dá)700°C，因此冷凝時(shí)放出的熱量可經(jīng)過安裝于地面的緩沖導(dǎo)熱體后由熱電偶測溫傳感器接收，通過電路將采集的電壓值轉(zhuǎn)換為溫度值，并將熱管導(dǎo)熱探頭和緩沖導(dǎo)熱體的熱損失折算成溫度差，與得到的溫度值進(jìn)行誤差校正后，計(jì)算得到井下的實(shí)際溫度。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的目的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，所述的導(dǎo)熱介質(zhì)密封于熱管內(nèi)或熱管與緩沖單元形成的封閉空間中，應(yīng)當(dāng)理解為，所述熱管設(shè)置緩沖單元的一端可以為封閉，另一端也為封閉，從而使得熱管形成封閉的熱管中心通道，以將導(dǎo)熱介質(zhì)密封于熱管內(nèi)；或者為，所述熱管設(shè)置緩沖單元的一端為開口，另一端為封閉，通過緩沖單元與熱管的接觸將開口一端封閉，從而使得熱管與緩沖單元形成封閉的空間，以將導(dǎo)熱介質(zhì)密封于熱管內(nèi)。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型所述的油井測溫裝置，熱管設(shè)置緩沖單元的一端為放熱端5，放熱端與緩沖單元的設(shè)置方法可以為常規(guī)的接觸方法，根據(jù)本實(shí)用新型目的，為了達(dá)到良好的放熱端與緩沖單元的熱交換，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的是，所述放熱端的頂部與緩沖單元底部貼合接觸(如圖2所示)。
[0010]緩沖單元6設(shè)置插槽9，熱管8的放熱端5密封插設(shè)在該插槽9內(nèi)。
[0011]然而本實(shí)用新型為了達(dá)到更好的放熱端與緩沖單元的熱交換，優(yōu)選熱電偶與熱管接觸處設(shè)置插槽9，并將熱管放熱端插設(shè)在熱電偶的插槽內(nèi)。以獲取更大的換熱接觸面積(如圖1、圖3所示)。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型所述的油井測溫裝置，所述插槽內(nèi)徑與熱管放熱端外徑匹配，以使插槽壁與熱管放熱端外壁貼合設(shè)置。
[0013]本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以理解的是，為了獲得更為良好的換熱效果，所述放熱端頂部與插槽最深處底部相貼合(如圖1所示)。
[0014]可以理解的是，在本實(shí)用新型的放熱端與緩沖單元采取上述接觸方式時(shí)，放熱端可為敞開或者封閉。
[0015]當(dāng)放熱端采取敞開方式時(shí)，可以獲得更為良好的換熱效果。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型所述的油井測溫裝置，熱管設(shè)置緩沖單元一端的相對另一端為吸熱端2，熱管總長、吸熱端和放熱端的長度比例可以根據(jù)施工條件而設(shè)定。
[0017]譬如熱管總長滿足將蒸汽從測溫地層運(yùn)輸?shù)骄彌_單元處即可；
[0018]放熱端長度優(yōu)選小于或等于緩沖單元的插槽深度；
[0019]而吸熱端高度優(yōu)選大于或等于熱管內(nèi)導(dǎo)熱介質(zhì)的高度。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型所述的油井測溫裝置，所述熱管外壁設(shè)置保溫層。
[0021]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，吸熱端和放熱端外壁不設(shè)置保溫層。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型所述的油井測溫裝置，熱管的內(nèi)壁設(shè)置將冷凝后的導(dǎo)熱介質(zhì)導(dǎo)流回吸熱端的凹槽。
[0023]本實(shí)用新型設(shè)置了凹槽，其毛細(xì)管的作用下將冷凝后的導(dǎo)熱介質(zhì)導(dǎo)流回吸熱端，比沒有凹槽時(shí)流回的速度加快，熱管內(nèi)介質(zhì)相態(tài)變化速度加快。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型所述的油井測溫裝置，所述的導(dǎo)熱介質(zhì)可以采用現(xiàn)有技術(shù)已有常規(guī)試劑，譬如沸點(diǎn)較低的試劑，具體譬如汞、萘或?qū)崮贰?br> [0025]根據(jù)本實(shí)用新型所述的油井測溫裝置，制成緩沖單元的緩沖介質(zhì)可以采用現(xiàn)有技術(shù)已有常規(guī)的優(yōu)良導(dǎo)熱材料，譬如導(dǎo)熱石墨片。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型所述的油井測溫裝置，所述熱管材料可以采用現(xiàn)有技術(shù)已有常規(guī)材料，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以清楚的知曉，熱管的吸熱端和放熱端可以選用常規(guī)材料中優(yōu)良的導(dǎo)熱材料，譬如銅或不銹鋼。
[0027]而熱管除了吸熱端和放熱端的其他部位可以采用現(xiàn)有的優(yōu)良的保溫材料，以避免蒸汽在熱管運(yùn)行中放熱冷凝，譬如可以為石棉微孔硅酸鈣。
[0028]本實(shí)用新型的油井測溫裝置在使用時(shí)，將熱管的吸熱端向下置于油井中，將吸熱端放置于需測溫的地層處，當(dāng)熱管吸熱端2受到測溫地層的高溫加熱時(shí)，熱管8中的導(dǎo)熱介質(zhì)I蒸發(fā)為氣態(tài)并沿?zé)峁苤行耐ǖ?向上運(yùn)動(dòng)至熱管放熱端5，在釋放出攜帶的熱量后，導(dǎo)熱介質(zhì)I冷凝為液態(tài)，沿帶凹槽的熱管內(nèi)壁3流回?zé)峁芪鼰岫? ;緩沖單元6在熱管放熱端5吸收導(dǎo)熱介質(zhì)I釋放的熱量后將熱量傳遞給熱電偶7并轉(zhuǎn)換為溫度值，然后根據(jù)理論公式計(jì)算熱管8和緩沖單元6中的熱損失量，并折算成溫度差，此溫度差與熱電偶7測得的溫度值相疊加最終計(jì)算得到被測點(diǎn)的溫度值。
[0029]綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種。本實(shí)用新型的具有如下優(yōu)點(diǎn):該測溫裝置的設(shè)計(jì)，解決了高溫環(huán)境下常規(guī)溫度傳感器失效的難題，實(shí)現(xiàn)了對火燒區(qū)塊燃燒前緣部位的溫度測量，具備原有設(shè)備所不具備的原理和結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1-3是本實(shí)用新型的油井測溫裝置的三種具體實(shí)施結(jié)構(gòu)圖，其中1-導(dǎo)熱介質(zhì)，2-熱管的吸熱端，3-帶凹槽的熱管的內(nèi)壁，4-熱管中心通道，5-熱管的放熱端，6-緩沖單元，7-熱電偶，8-熱管，9-插槽。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下通過具體實(shí)施例詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施過程和產(chǎn)生的有益效果，旨在幫助閱讀者更好地理解本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)和特點(diǎn)，不作為對本案可實(shí)施范圍的限定。
[0032]實(shí)施例1
[0033]在圖1中，導(dǎo)熱介質(zhì)I被封裝在具有帶凹槽的熱管內(nèi)壁3的熱管8中，熱管放熱端5與緩沖單元6向連接，緩沖單元設(shè)置插槽9，放熱端插設(shè)在插槽中，放熱端頂部與插槽最深處的底部貼合，放熱端外徑與插槽內(nèi)徑匹配，以使得放熱端外表面與插槽壁貼合，放熱端頂部與緩沖單元接觸面為封閉或者開口，傳遞到緩沖單元6的熱量由熱電偶7接收并轉(zhuǎn)換為溫度值，將熱管8的吸熱端向下被放置在火驅(qū)觀察井、生產(chǎn)井的高溫環(huán)境中或?qū)峁苤苯由盥裼谒O(jiān)測區(qū)塊的裸眼鉆孔中，當(dāng)熱管吸熱端2受到火燒的高溫加熱時(shí)，熱管8中的導(dǎo)熱介質(zhì)I蒸發(fā)為氣態(tài)并沿?zé)峁苤行耐ǖ?向上運(yùn)動(dòng)至熱管放熱端5，在釋放出攜帶的熱量后，導(dǎo)熱介質(zhì)I冷凝為液態(tài)，沿帶凹槽的熱管內(nèi)壁3流回?zé)峁芪鼰岫? ;緩沖單元6在熱管放熱端5吸收導(dǎo)熱介質(zhì)I釋放的熱量后將熱量傳遞給熱電偶7并轉(zhuǎn)換為溫度值，然后根據(jù)理論公式計(jì)算熱管8和緩沖單元6中的熱損失量，并折算成溫度差，此溫度差與熱電偶7測得的溫度值相疊加最終計(jì)算得到被測點(diǎn)的溫度值；只要溫度達(dá)到導(dǎo)熱介質(zhì)I的測量溫度范圍，導(dǎo)熱介質(zhì)I在熱管8中的運(yùn)動(dòng)即為連續(xù)的，因此該測溫裝置為連續(xù)測量。
[0034]實(shí)施例2
[0035]如圖2所示，緩沖單元不設(shè)置插槽9，放熱端的頂部與緩沖單元底部貼合接觸，放熱端頂部與緩沖單元接觸面為封閉或者開口，其他與實(shí)施例1 一致。
[0036]實(shí)施例3
[0037]如圖3所示，緩沖單元設(shè)置插槽9，放熱端插設(shè)在插槽中，放熱端頂部與插槽最深處的底部保持距離不貼合，放熱端外徑與插槽內(nèi)徑匹配，以使得放熱端外表面與插槽壁貼合，放熱端頂部與緩沖單元接觸面為封閉或者開口，其他與實(shí)施例1 一致。
【權(quán)利要求】
1.一種油井測溫裝置，其特征在于，所述油井測溫裝置包括中空的熱管(8)、由緩沖介質(zhì)制成的緩沖單元(6)、以及熱電偶(7)，其中: 熱管(8)的底端為封閉的吸熱端(2)，另一端為放熱端(5)，放熱端(5)連接緩沖單元(6)，在熱管(8)內(nèi)形成封閉的中空的熱管中心通道(4);且在熱管的中空的熱管中心通道(4)內(nèi)填充有導(dǎo)熱介質(zhì)(I )，該導(dǎo)熱介質(zhì)(I)為受熱蒸發(fā)為氣態(tài)并沿?zé)峁苤行耐ǖ?4)運(yùn)動(dòng)至放熱端(5)、在釋放出攜帶的熱量后冷凝為液態(tài)流回吸熱端(2)的導(dǎo)熱介質(zhì)； 所述緩沖單元(6)連接熱電偶(7)，所述緩沖單元(6)為吸收放熱端(5)導(dǎo)熱介質(zhì)釋放的熱量并將該熱量傳遞至熱電偶的緩沖單元(6 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井測溫裝置，其特征在于，緩沖單元(6)設(shè)置插槽(9)，熱管(8)的放熱端(5)密封插設(shè)在該插槽(9)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油井測溫裝置，其特征在于，熱管(8)的外壁設(shè)置有保溫層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任意一項(xiàng)所述的油井測溫裝置，其特征在于，熱管(8)的內(nèi)壁(3)設(shè)置將冷凝后的導(dǎo)熱介質(zhì)(I)導(dǎo)流回吸熱端的凹槽。
【文檔編號】E21B47/07GK203515565SQ201320429229
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月18日
【發(fā)明者】何金寶, 馮紫薇, 鄒楊, 喬沐, 劉偉, 張宇 申請人:中國石油天然氣股份有限公司