石油井温测试仪

    1前言

    石油井温测试仪是一种在石油探测与开采测量地层温度梯度分布，找出煤气和水层的位置，以及在油田生产过程中进行动态测量与井下压力等参数来确定地下石油含量和石油在地层中的位置的一种测量仪器。在国外井下测温与井下测压是在一个设备上同时进行，国内尚无这种仪器。目前国内单项测温仪器最高温度只能测量到150℃，如四川石油管理局使用的井下测温仪，其敏感元件是用铜电阻，在100℃以上呈非线性，其误差很大。我们受油田委托研制了井下温度测量仪。该仪器用微机控制，数字显示和打印，操作方便，误差小。

    2仪器的主要参数

    该仪器的主要参数如下:

    测温范围:0 ~2000C

    误差:士1 ℃

    输出模拟量:0~1000 ± 0. 1m V

    探头最大工作压力: 101.33MPa (1000atW)

    3测温原理

    温度测量方式有两种，一种是辐射(非接触)形式，另一种是接触形式。在接触测温中所用的传感器有:纯金属电阻传感器，合金电阻传感器，半导体集成传感器，半导体电阻传感器和热敏电阻传感器等。我们选用了铂电阻温度传感器作为仪器的测温元件。铂电阻温度传感器化学稳定性好，熔点高，在一200~500℃范围内电阻随温度变化接近于线性。铂在高温下有极强的抗氧化能力，是测量温度中一种非常优良的材料。铂电阻的阻值与温度的关系式表示为

式中，R为温度在T时铂电阻的电阻值，R₁为温度在T₁时铂电阻的电阻值，A二3.9084x 10^-3℃^–1，B=一5.847 x 10^-7℃^-1均为实验常数。

    由上式可以看出，常数A大于常数B4个数量级，在0~200℃的应用范围内，BT ₂ㄍ AT，因此上式简化为R=R₁(1 + AT) .由此可见铂电阻在温度T≤200℃时，R与温度T是线性关系。仪器工作原理见图1。

    4仪器主要部分及其作用

    4.1传感器探头及其桥路

    井下测温条件及环境都比较恶劣，因此对传感器要求输出信号大、线性度和稳定性要好。铂电阻测温范围在一100~500℃之间近似线性。在输出信号电路中我们采用了双臂桥路结构，这种桥路输出信号是单臂桥路信号的2倍。

    众所周知，在桥路两端的供电方式有两种:恒流源和恒压源。在井下长矩离传输由子其电缆的电阻随温度变化，所以供电方式采用恒流源，其输出信号只决定传感器电阻的变化，不受其他外界条件的影响，不但性能稳定而且提高了测量精度。