一种用于高温深井干热地层的电子测斜测温仪的制作方法

本实用新型涉及高温深井的测斜、测温技术领域，尤其涉及一种用于高温深井干热地层钻孔井斜、方位、温度等参数测量的电子测斜测温仪。

背景技术：

干热岩(HDR)，也称增强型地热系统(EGS)，是一般温度大于 200℃，埋深3～10千米，内部不存在流体或仅有少量地下流体的高温岩体，呈干热状态，是一种清洁、可再生的绿色资源。据科学估算，我国干热岩蕴含能量约2.09×10³⁵焦耳，合7.15×10¹⁴吨标准煤，若按2％的利用率计算，相当于我国年均能源消耗量的4400倍。

开发利用干热岩，从对大气环境的保护角度和资源的储备量讲，其优势是其他能源类别不可比的，干热岩资源主要用于发电，而在其利用过程中不燃烧化石燃料，因此不会排放温室气体二氧化碳和其他污染物。相关研究数据表明，一处干热岩发电站可能只能连续工作 20年左右。但是，这个热储库关闭后，地心的炽热岩浆会重新加热这些岩石。几十年后，这些干热岩就能再次被重新用于发电。

在完成干热岩井的钻井后，对钻井段的井斜、方位等测斜参数和温度以及温度梯度进行测量，常规的方式是使用高温电子测斜仪和测温仪分别进行测量。

其中测斜一般采用投测的方式，在钻井完钻后，将高温电子测斜仪投入井底，然后起钻过程中，完成对钻井段的井斜、方位等测斜参数的测斜。

现在已知的温度测量方式有两种，一种是通过测温光缆和分布式光纤温度采集装置进行测温，另一种是通过注水，采用浮球测温体随水流完成测温，对于这两种测温方式均需在干热岩钻井完钻，取出钻具后方可实施，需要增加额外的装备及大量的工作时间；同时在测量过程中，第二种测温方式无法准确确定深度与温度的对应关系，而导致测量的准确性受到质疑。

为此，本实用新型的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种用于高温深井干热地层的电子测斜测温仪以克服上述缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于高温深井干热地层的电子测斜测温仪，其结构设计紧凑，操作方便，在干热岩钻井完钻后，将电子测斜测温仪投入井底，在完成起钻的同时，根据起钻钻柱的长度，准确实现对不同深度干热岩地层的井斜、方位、温度等参数的测量以及计算出温度梯度。

为解决上述问题，本实用新型公开了一种用于高温深井干热地层的电子测斜测温仪，其特征在于，包括：

一用于高温深井干热地层的温度测量的测温短节，所述测温短节包含相互连接的机芯和测温探头，所述机芯包含电池筒和探管，所述电池筒连接设置于探管后端并相互电连接，所述测温探头连接于探管前端并相互电连接，所述探管内至少包括处理及通讯单元和测斜测量单元，所述测温探头内至少包括温度传感器以测量干热岩地层的温度，所述温度传感器通过导线引入到探管并连接至处理及通讯单元从而实现对环境温度的测量与处理。

其中：所述探管在处理及通讯单元的后部设有一状态指示灯以显示探管的不同工作状态，所述处理及通讯单元设有供状态指示灯置入的延伸孔从而提供状态指示灯的固定。

其中：所述处理及通讯单元包含无线天线、无线模块、处理器及电路板，所述处理器位于电路板的中部以连接至所述温度传感器的导线，所述无线天线和无线模块设置于电路板上，所述无线天线位于电路板的后部，且所述探管在相对无线天线的位置设有非金属盖片以为无线天线的无线传输信号提供通道，所述无线为蓝牙、WIFI、2.4GHz 无线通讯方式或433MHz无线通讯方式。

其中：所述测斜测量单元包含加速度传感器和磁传感器，所述加速度传感器和磁传感器设置在处理及通讯单元的前端。

其中：所述测温探头还包括隔热单元和吸热单元，所述隔热单元设于温度传感器的后端用于隔离环境高温，所述吸热单元设置于所述隔热单元的后端以吸收外界的高温，所述隔热单元和吸热单元的中间均设有供温度传感器的导线通过的小孔。

其中：还设有一隔热保护总成，所述隔热保护总成至少包含隔热保护筒、上接头和下接头，所述隔热保护筒为中空圆筒状以容置所述机芯，所述下接头为中心开孔的中空结构，其前端与测温探头连接，后端连接至隔热保护筒，所述上接头的前端与隔热保护筒的连接闭合。

其中：所述隔热保护总成还包含绳帽头、旋转挂头和径向缓冲器，所述径向缓冲器连接于上接头，所述旋转挂头连接于径向缓冲器，所述绳帽头连接于旋转挂头。

其中：所述径向缓冲器径向设有交错布置的两个橡胶棒以抵御来自径向的振动。

其中：隔热保护总成还包含探头连接体、加长杆和多级减震器，所述探头连接体的后端连接于下接头，所述加长杆连接于探头连接体，所述多级减震器连接于加长杆。

其中：所述多级减震器包含前端的伸入尖端、后端的固定部以及设置于伸入尖端和固定部之间的弹簧减震部，所述固定部固定于所述加长杆。

通过上述结构可知，本实用新型的用于高温深井干热地层的电子测斜测温仪具有如下效果：

1、电子测斜测温仪集中了测斜和测温的功能；

2、在起钻过程中完成井斜、方位、温度等参数的测量，无需额外增加设备及工作时间；

3、能够实现对高温深井干热地层的不同深度温度的准确测量，并计算出温度梯度。

本实用新型的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1是本实用新型用于高温深井干热地层的电子测斜测温仪机芯结构示意图；

图2是本实用新型用于高温深井干热地层的电子测斜测温仪测温探头结构示意图；

图3是本实用新型用于高温深井干热地层的电子测斜测温仪配备隔热保护总成的结构示意图；

附图标记：

1.电池筒，2.探管，3.状态指示灯，4.处理及通讯单元，5.测斜测量单元，6.无线天线，7.无线模块，8.处理器，9.电路板，10.加速度传感器，11.磁传感器，12.非金属盖片，13.连接公头，14.连接母头，15.吸热单元，16.隔热单元，17.温度传感器，18.绳帽头，19.旋转挂头，20.径向缓冲器，21.上接头，22.隔热保护筒，23.下接头，24. 机芯，25.测温探头，26.探头连接体，27.加长杆，28.多级减震器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图1、图2和图3，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

所述用于高温深井干热地层的电子测温仪，至少包括测温短节，用于高温深井干热地层钻井后某一段井轨的温度测量；还可包含隔热保护总成，用于保护测温短节的机芯，能够承受高压、高温、高冲击、高振动的施工工况。

参见图2和图3，所述测温短节包含相互连接的机芯24和测温探头25，如图2所示，所述机芯24含电池筒1和探管2，所述电池筒1连接设置于探管2后端并相互电连接，所述测温探头25接于探管2前端并相互电连接，优选的是，可通过测温探头25连接母头14 与探管2的连接公头13相互电连接，从而可通过电池筒1为探管2 和测温探头25提供电力，其中，所述电池筒1和探管2可通过螺纹连接。

其中，所述的探管2内至少包括处理及通讯单元4和测斜测量单元5，所述测温探头25内至少包括温度传感器17，所述温度传感器 17用以测量干热岩地层的温度，所述温度传感器17通过导线引入到探管2并连接至处理及通讯单元4，从而实现对环境温度的测量与处理。

优选的是，所述探管2在处理及通讯单元4的后部可设有一状态指示灯3，以显示探管2的不同工作状态，所述处理及通讯单元4设有供状态指示灯3置入的延伸孔从而提供状态指示灯3的固定。

其中，所述处理及通讯单元4可包含无线天线6、无线模块7、处理器8及电路板9，所述处理器8位于电路板9的中部以连接至所述温度传感器17的导线，所述无线天线6和无线模块7设置于电路板9上，所述无线天线6位于电路板9的后部，且所述探管2在相对无线天线6的位置设有非金属盖片12，以为无线天线的无线传输信号提供通道，所述无线为蓝牙、WIFI、2.4GHz无线通讯方式、433

MHz无线通讯方式等无线通讯方式。

其中，所述测斜测量单元5可包含加速度传感器10和磁传感器11，所述加速度传感器10和磁传感器11设置在处理及通讯单元4 的前端并电连接至所述处理器8，所述处理器8电连接至无线模块7 以提供需要传输的信号数据。

其中，所述测温探头25还可包括隔热单元16和吸热单元15，所述隔热单元16设于温度传感器17的后端且由耐高温的非金属材料制成，用于隔离环境高温，所述吸热单元15设置于所述隔热单元16 的后端以吸收外界的高温，使探管2避免承受高温温度，所述隔热单元16和吸热单元15的中间均设有供温度传感器14的导线通过的小孔，从而温度传感器17的导线能顺利引入到探管2的处理器8，以实现对环境温度的测量与处理。

其中，所述探管2设有外壳以及位于外壳内的中空部，所述中空部容置所述处理及通讯单元4，以提供有效的保护。

其中，所述电池筒1包含中空筒体以及位于中空筒体内的供电源，所述供电源可为一次性电池、充电电池等有效提供电力的元件。

所述隔热保护总成至少包含隔热保护筒22、上接头21和下接头 23，所述隔热保护筒22为中空圆筒状以容置所述机芯24以及测温探头25的隔热单元16和吸热单元15，所述下接头23为中心开孔的中空结构，其前端内缘设有与所述温度传感器17后端外螺纹连接的内螺纹，后端设有连接至隔热保护筒22的外螺纹，所述测温短节组装后温度传感器17的后端与下接头23通过螺纹连接，所述下接头23 的后端与隔热保护筒22通过螺纹连接闭合，所述上接头21的前端外壁设有与隔热保护筒22的后端通过螺纹连接闭合的外螺纹，从而上下接头和隔热保护筒形成一位于机芯、隔热单元16和吸热单元15外缘的保护结构，从而为机芯24提供有效的隔热吸热保护。

其中，所述隔热保护总成还可包含绳帽头18、旋转挂头19、径向缓冲器20，所述径向缓冲器20连接于上接头21，所述旋转挂头 19连接于径向缓冲器20，所述绳帽头18连接于旋转挂头19。

其中，所述径向缓冲器20径向设有交错布置的两个橡胶棒，以抵御来自径向的振动。

其中，隔热保护总成还包含探头连接体26、加长杆27和多级减震器28，所述探头连接体26的后端连接于下接头23并供所述温度传感器14的前端置入，所述加长杆27连接于探头连接体23，所述多级减震器28连接于加长杆27。

其中，所述探头连接体26在圆周表面开有可通液体流入的椭圆形槽，从而能将外部环境温度快速传递给温度传感器。

其中，所述多级减震器28包含前端的伸入尖端、后端的固定部以及设置于伸入尖端和固定部之间的弹簧减震部，所述固定部固定于所述加长杆27。

由此，本实用新型在具体使用过程中，该用于高温深井干热地层的电子测斜测温仪集中了测斜和测温的功能；可以在起钻过程中完成井斜、方位、温度等参数的测量，无需额外增加设备及工作时间；能够实现对高温深井干热地层的不同深度温度的准确测量，并计算出温度梯度。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本实用新型的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本实用新型不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本实用新型的教导的特定例子，本实用新型的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。