多熱電偶溫度測(cè)量裝置及地下煤氣化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及溫度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別是多熱電偶溫度測(cè)量裝置及地下煤氣化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]溫度是地下煤氣化工藝過(guò)程中非常重要的表征參數(shù)之一，也是對(duì)地下煤氣化實(shí)際工藝進(jìn)行調(diào)整的重要依據(jù)。尤其是在特殊條件，如高溫高壓，高腐蝕性等環(huán)境的溫度測(cè)量非常重要，如在國(guó)內(nèi)煤炭地下氣化生產(chǎn)中，氣化過(guò)程的實(shí)際溫度難以獲得，主要原因是高溫?zé)犭娕妓褂玫牟牧线_(dá)不到使用環(huán)境的要求。由于需要測(cè)量的氣化通道在地下，環(huán)境溫度高，并且含有大量易燃易爆等腐蝕性氣體，如一氧化碳、氫氣、二氧化硫等。常規(guī)溫度測(cè)量?jī)x表因不能滿足安裝條件而無(wú)法進(jìn)行溫度測(cè)量，如紅外測(cè)溫等；其它的物探和地球化學(xué)方法由于測(cè)量精度和數(shù)據(jù)的可靠性不高或不能直接測(cè)量到溫度值，而不能滿足測(cè)量要求。采取一定保護(hù)措施的高溫?zé)犭娕贾苯勇袢胄枰獨(dú)饣拿簩又?，能夠直接、?zhǔn)確、快速地測(cè)量出煤層燃燒氣化過(guò)程的溫度。
[0003]一種現(xiàn)有的復(fù)合管型高溫?zé)犭娕?，防護(hù)套管內(nèi)依次設(shè)置雙孔陶瓷管和單孔陶瓷管，熱電偶放置在雙孔陶瓷管的管腔內(nèi)，熱電熱電偶絲端部延伸至單孔陶瓷管內(nèi)，在防護(hù)套管、雙孔陶瓷管和單孔陶瓷管的管腔內(nèi)均緊密填充耐熱陶瓷粉，可應(yīng)用于超高溫測(cè)量。但是由于所氣化煤層較厚，厚度通常介于3m-8m之間，現(xiàn)有的復(fù)合管型高溫?zé)犭婋y以獲取煤層氣化過(guò)程中不同厚度上的溫度，致使難以準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)地下煤氣化工藝使煤層頂板免受高溫影響并引起頂板的塌陷。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)量工藝，想獲得同一垂直方向不同高度的溫度，就需將多個(gè)熱電偶分批次下放到預(yù)定地點(diǎn)，容易造成因下放不準(zhǔn)確測(cè)量數(shù)據(jù)失真的問(wèn)題，同時(shí)安裝和操作成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型目的在于提供一種多熱電偶溫度測(cè)量裝置，可用于測(cè)量獲取深度不同部位的溫度。
[0006]為達(dá)上述優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種多熱電偶溫度測(cè)量裝置，其包括熱電偶，所述熱電偶包括熱電偶絲和陶瓷絕緣管，所述陶瓷絕緣管套設(shè)在所述熱電偶絲外，其特征在于:所述多熱電偶溫度測(cè)量裝置還包括用于容納所述熱電偶的保護(hù)套管，所述保護(hù)套管內(nèi)的所述熱電偶數(shù)量為多個(gè)，所述多個(gè)熱電偶的長(zhǎng)度不同。
[0007]在本實(shí)用新型的多熱電偶溫度測(cè)量裝置的一個(gè)實(shí)施例中，所述多熱電偶溫度測(cè)量裝置還包括纏繞在所述陶瓷絕緣管和/或所述保護(hù)套管外的陶瓷纖維。
[0008]在本實(shí)用新型的多熱電偶溫度測(cè)量裝置的一個(gè)實(shí)施例中，所述陶瓷纖維纏繞于所述陶瓷絕緣管和/或所述保護(hù)套管外，以形成彈性凸體。
[0009]在本實(shí)用新型的多熱電偶溫度測(cè)量裝置的一個(gè)實(shí)施例中，所述熱電偶絲的下端伸出所述陶瓷絕緣管。
[0010]在本實(shí)用新型的多熱電偶溫度測(cè)量裝置的一個(gè)實(shí)施例中，所述陶瓷絕緣管的下端封閉，所述熱電偶絲的下端位于所述陶瓷絕緣管的內(nèi)部。
[0011]在本實(shí)用新型的多熱電偶溫度測(cè)量裝置的一個(gè)實(shí)施例中，所述保護(hù)套管內(nèi)填裝有陶瓷顆粒或金屬顆粒。
[0012]在本實(shí)用新型的多熱電偶溫度測(cè)量裝置的一個(gè)實(shí)施例中，所述多熱電偶溫度測(cè)量裝置還包括補(bǔ)償導(dǎo)線，所述補(bǔ)償導(dǎo)線與所述熱電偶絲電連接，其用于傳輸所述熱電偶絲的熱電信號(hào)。
[0013]在本實(shí)用新型的多熱電偶溫度測(cè)量裝置的一個(gè)實(shí)施例中，所述保護(hù)套管由陶瓷制成。
[0014]在本實(shí)用新型的多熱電偶溫度測(cè)量裝置的一個(gè)實(shí)施例中，所述多熱電偶溫度測(cè)量裝置還包括金屬保護(hù)管，所述金屬保護(hù)管套裝在所述保護(hù)套管上，所述金屬保護(hù)管為下端封閉的管狀結(jié)構(gòu)。
[0015]一種地下煤氣化系統(tǒng)，其包括上述任一多熱電偶溫度測(cè)量裝置。
[0016]在本實(shí)用新型的多熱電偶溫度測(cè)量裝置中，由于所述多熱電偶溫度測(cè)量裝置還包括用于容納所述熱電偶的保護(hù)套管，所述保護(hù)套管內(nèi)的所述熱電偶數(shù)量不少于兩個(gè)，可用于測(cè)量獲取深度不同部位的溫度。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1所示為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的多熱電偶溫度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2所示為圖1的多熱電偶溫度測(cè)量裝置的下端的局部放大圖。
[0019]圖3所示為圖1的多熱電偶溫度測(cè)量裝置的上端的局部放大圖。
[0020]圖4所示為本實(shí)用新型第二實(shí)施例的多熱電偶溫度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖5所示為圖4的多熱電偶溫度測(cè)量裝置的下端的局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定實(shí)用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
[0023]圖1所示為本實(shí)用新型第一實(shí)施例的多熱電偶溫度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例的多熱電偶溫度測(cè)量裝置100放置在井孔內(nèi)用于測(cè)量地下煤層200氣化時(shí)各深度的溫度，地下煤層的厚度為6m，地下煤氣化爐在1200度左右。本實(shí)施例的多熱電偶溫度測(cè)量裝置100包括熱電偶11、保護(hù)套管13、金屬保護(hù)管15、彈性凸體17、補(bǔ)償導(dǎo)線21、補(bǔ)償導(dǎo)線陶瓷管23、補(bǔ)償導(dǎo)線金屬管25。金屬保護(hù)管15與補(bǔ)償導(dǎo)線金屬管25固定連接，金屬保護(hù)管15位于補(bǔ)償導(dǎo)線金屬管25的下方；金屬保護(hù)管15套裝在保護(hù)套管13外，保護(hù)套管13套裝在熱電偶11外；補(bǔ)償導(dǎo)線金屬管25套裝在補(bǔ)償導(dǎo)線陶瓷管23外，補(bǔ)償導(dǎo)線陶瓷管23套裝在補(bǔ)償導(dǎo)線21外；彈性凸體17纏繞在熱電偶11、保護(hù)套管13外。
[0024]圖2所示為圖1的多熱電偶溫度測(cè)量裝置的下端的局部放大圖。請(qǐng)一并參見(jiàn)圖2。每個(gè)熱電偶11包括兩根熱電偶絲111和陶瓷絕緣管113，陶瓷絕緣管113套裝在熱電偶絲ill外。熱電偶絲111測(cè)溫的原理是溫差電現(xiàn)象，又稱作第一熱電效應(yīng)，它是指由于兩種不同電導(dǎo)體或半導(dǎo)體的溫度差異而引起兩種物質(zhì)間的電壓差的熱電現(xiàn)象。在兩種金屬組成的回路中，如果使兩個(gè)接觸點(diǎn)的溫度不同，則在回路中將出現(xiàn)電流，稱為熱電流。熱電偶絲111的下端伸出陶瓷絕緣管113，熱電偶絲111的上端在位于地下煤層200上方溫度低于100°C的位置與補(bǔ)償導(dǎo)線21電連接。
[0025]陶瓷絕緣管113由氧化鋁陶瓷制成，陶瓷絕緣管113具有絕緣和保護(hù)熱電偶絲111不直接與氣體接觸的功能，即防止熱電偶絲111氧化、腐蝕和漏電。陶瓷絕緣管113為雙孔陶瓷管，陶瓷絕緣管113由絕緣陶瓷管節(jié)拼接形成，絕緣陶瓷管節(jié)通過(guò)絕緣陶瓷束結(jié)固定連接，絕緣陶瓷束結(jié)與絕緣陶瓷管節(jié)涂間抹有磷酸二氫鋁粘結(jié)劑以確保陶瓷絕緣管113的氣密性，避免進(jìn)入氣體。絕緣陶瓷管節(jié)每節(jié)長(zhǎng)度200毫米，外徑8毫米，孔徑2.5毫米，絕緣陶瓷管節(jié)的長(zhǎng)度較短可以使陶瓷絕緣管113容易彎曲；磷酸二氫鋁粘結(jié)劑具有耐高溫、抗震、抗剝落、耐高溫氣流沖刷、紅外線吸收能力強(qiáng)和絕緣性能良好等特點(diǎn)。陶瓷絕緣管113外纏繞有陶瓷纖維，陶瓷纖維用于進(jìn)一步密封陶瓷絕緣管和吸收陶瓷絕緣管113受到外力或震動(dòng)。
[0026]圖3所示為圖1的多熱電偶溫度測(cè)量裝置的上端的局部放大圖。請(qǐng)一并參見(jiàn)圖3，保護(hù)套管13為下端封閉的管狀結(jié)構(gòu)，保護(hù)套管13內(nèi)部的空間容納了六個(gè)熱電偶11 (圖3中僅示意三個(gè)熱電偶11)，六個(gè)熱電偶11的下端高度不同，即溫度測(cè)點(diǎn)不同、六個(gè)熱電偶11的長(zhǎng)度不同。保護(hù)套管13由陶瓷制成，保護(hù)套管13由高溫陶瓷管節(jié)拼接形成，高溫陶瓷管節(jié)通過(guò)高溫陶瓷束結(jié)固定連接，高溫陶瓷束結(jié)與高溫陶瓷管節(jié)間涂抹有磷酸二氫鋁粘結(jié)劑以確保保護(hù)套管13的氣密性；高溫陶瓷管節(jié)每節(jié)長(zhǎng)2米，高溫陶瓷管節(jié)的端部設(shè)有用于與高溫陶瓷束結(jié)連接的螺紋。高溫陶瓷束結(jié)的長(zhǎng)度為30毫米，外徑為37毫米，設(shè)置較長(zhǎng)的高溫陶瓷束結(jié)可以防止高溫陶瓷管節(jié)的彎曲。保護(hù)套管13的內(nèi)徑為25毫米，壁厚2毫米。保護(hù)套管13的上端延伸至地下煤層200上方溫度低于100°C的位置，保護(hù)套管13的上端設(shè)有用于密封的密封蓋135。由于地下煤層的溫度通常在1200°C左右，本實(shí)施例的保護(hù)套管13的熔點(diǎn)高于1300°C。
[0027]金屬保護(hù)管15由3039耐高溫不銹鋼套管制成，金屬保護(hù)管15為下端封閉的管狀結(jié)構(gòu)，金屬保護(hù)管15的上端與補(bǔ)償導(dǎo)線金屬管25固定連接；金屬保護(hù)管15用于避免陶瓷制成的保護(hù)套管13在安裝過(guò)程中斷裂，此外金屬保護(hù)管15在低溫下能起到很好的保護(hù)作用。金屬保護(hù)管15由金屬管節(jié)拼接形成，金屬保護(hù)管15的外徑為45毫米。
[0028]高溫陶瓷纖維線的耐溫高于1300°C，能在中高溫條件下起到隔絕探頭內(nèi)部高溫氣體對(duì)流的作用，同時(shí)也以一種非常精巧的方式解決了氧化鋁陶瓷絕緣管和熱電熱電偶絲、熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線的自身承重問(wèn)題。陶瓷絕緣管113和保護(hù)套管13外纏繞有陶瓷纖維，陶瓷纖維用于進(jìn)一步密封陶瓷絕緣管113和保護(hù)套管13。陶瓷纖維在陶瓷絕緣管113和/或保護(hù)套管13上每隔4米到6米纏繞形成紡錘狀或球狀的彈性凸體17，彈性凸體17的長(zhǎng)度為40厘米到60厘米。在本實(shí)施例中，陶瓷絕緣管1