Апаратура для термічних вимірювань у свердловині

Електричний термометр опору є основним приладом для виміру температур у свердловинах. Його дія заснована на зміні опору металевого провідника зі зміною температури:

, (5.7)

де R _t0 і R _t – опір провідника при деякій початковій температурі t ₀ і вимірюваній температурі t; a – температурний коефіцієнт (його величина для міді складає 0, 004°С^-1).

За величиною R _t можна визначити температуру середовища в свердловині.

Переважно в свердловинних електричних термометрах опорів використовується мостова схема виміру для трьохжильного й одножильного кабелів. У схемі для трьохжильного кабелю всі чотири плеча мостової схеми розташовані в свердловинному приладі, а в схемі для одножильного кабелю одне чуттєве плече моста змонтоване в свердловинному приладі, а три плеча розташовані на поверхні.

У мостовій схемі термометра з трьохжильним кабелем (Рис. 5.1, а) плечі R2 і R4 є інертними з дуже малим температурним коефіцієнтом, а плечі R1 і R3 – чутливими зі значним температурним коефіцієнтом. Інертні плечі виготовляються з манганіну або константану (a =(1-3)·10^-5°С^-1), чутливі плечі – з міді. Живлення моста здійснюється постійним струмом з поверхні, зворотним проводом служить земля. В іншій діагоналі моста між точками М і N вимірюється різниця потенціалів D U, яка пропорційна зміні температури середовища в свердловині.

Опори інертних плечей практично при будь-якій температурі не змінюють своєї величини та рівні один одному, тобто R2 = R4. При деякій температурі t ₀ спостерігається рівновага моста, тобто дотримується умова R1R3 = R2R4. При цій температурі різниця потенціалів між точками М і N дорівнює нулю. Температура, що вимірюється, рівна:

, (5.8)

де C = 2/R ₀ a – стала термометра.

Визначення сталої термометра С і температури t ₀ рівноваги моста проводиться шляхом градуювання електричного термометра за допомогою точного ртутного термометра.