Устройство для определения направления движения подземных вод

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД по авт.св. № 710283, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности получения одновременно ин- . формации о скорости движения подземных вод, оно снабжено крыльчаткой с навеской радиоактивного изотопа, установленной под герметичной камерой на горизонтальной оси, соединенной с флюгером, и размещенным на дне герметичной камеры над крыльчаткой коллиматором с цилиндрическим отверстием.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5114 Е 21 В 47/10

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ю

Ю е,)

Ю

Сд

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (61) 710283 (21) 3280132/22-03 (22) 20.04.81 (46) 23.03.86. Бюл. 11 11 (71) Свердловский ордена Трудового

Красного Знамени горный институт им. В.В. Вахрушева (72) И.Г. Сковородников и И.И. Бреднев (53) 622.241 (088.8) (56) Авторское .свидетельство СССР

Ф 710283, кл. Е 21 В 47/10, 1975.. (54)(57)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОДЗЕИНЫХ ВОД

„„SU„;, 1001725 A по авт.св. У 710283, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей устройства за счет обеспечения возможности получения одновременно ин- . формации о скорости движения подземных вод, оно снабжено крыльчаткой с навеской радиоактивного изотопа, установленной под герметичной камерой на горизонтальной оси, соединенной с флюгером, и размещенным на дне герметичной камеры над крыпьчаткой коллиматором с цилиндрическим отверстием.

01725 2

l5

Под герметичной камерой 7 со стороны, противоположной флюгеру, установлена крыльчатка 14 с возможностью вращения вокруг .горизонтальной оси 15, являющейся продол45 жением флюгера 1. На одной иэ лопастей крыльчатки размещена навеска радиоактивного изотопа 16. Ðàñстояние изотопа 16 от оси вращения флюгера равно среднему радиусу кольцевой прорези в экране, так что этот изотоп располагается под

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено крыльчаткой с навеской радиоактивного изотопа, установленной под герметичной камерой на горизонтальной оси, соединенной с флюгером, и размещенным на дне герметичной камеры над крыльчаткой коллиматором с цилиндрическим отверстием.

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — внешний вид устройства со стороны флюгера.

1 1О

Изобретение предназначено для контроля движения жидкости в буровых скважинах.

Известно устройство для определения направления движения подземных вод по основному авт.св. Р 710283, содержащее радиометр, магнитную стрелку с. навеской радиоактивного изотопа и экран с кольцевой прорезью монотонно изменяющейся ширины, который размещен между магнитной стрелкой и детектором радиометра и скреплен с флюгером. Флюгер располагается по направлению движения подземных вод, а магнитная стрелка — по направлению магнитного меридиана. Угол между флюгером и стрелкой, т.е ° магнитный азимут потока подземных вод, определяется по интенсивности радиоактивного излучения, прошедшего через прорезь в экране и зарегистрированного радиометром.

Для повышения чувствительности устройства магнитная стрелка размещена в немагнитной герметичной камере, скрепленной с флюгером и выполняющей роль своеобразного "поплавка" для флюгера и экрана.

Недостатком описанного устройства является низкая информативность измерений, поскольку оно позволяет определить только направление потока, но не дает сведений о его скорости. Для определения скорости потока в скважину приходится опускать другйе устройства.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения получения одновременно информации о скорости движения подземных вод, Устройство содержит флюгер 1, жестко соединенный с экраном 2, магнитную стрелку 3 с нанесенным на нее радиоактивным изотопом 4 и радиометр 5. Экран 2 имеет по всей окружности кольцевую прорезь 6 переменной, монотонно увеличивающейся ширины. Прорезь выполнена так, что радиоактивный изотоп при повороте магнитной стрелки проходит по ее средней линии.

Магнитная стрелка 3 помещена в герметичную камеру 7 для защиты от влияния перемещения исследуемой среды.

Камера может быть заполнена маслом для устойчивости против гидростатического давления. Флюгер с экраном и магнитная стрелка поворачиваются около одной неподвижной оси 8.

Детектор радиометра 5 закрыт цилиндрическим экраном 9 для защиты от рассеянного:излучения источника так, что радиометр реагирует только на прямое излучение изотопа, проходящее через прорезь в экране 2.

Приращение ширины прорези в зависимости от угловой координаты выполнено таким, что интенсивность излучения, зарегистрированного радиометром, изменяется по линейному закону в зависимости от угла поворота флюгера по отношению к магнитной стрелке.

Скважинный снаряд снабжен центрирующими рессорами 10. Сигнал из скважинного снаряда поступает по каротажному кабелю ll на поверхность в измерительный пульт 12 радиометра и на регистрирующий прибор (регистратор) 13. прорезью. На дне герметичной камеры 7 располагается коллиматор излучения с узким цилиндрическим отверстием 17. Отверстие 17 вместе с участком кольцевой прорези 6, расположенным над изотопом 16, о6разует коллимационный канал, через

3 который излучение этого изотопа попадает на детектор. Крыльчатка 14 помещена в защитный цилиндрический кожух 18. Полый нижний наконечник

19 жестко скреплен с флюгером 1 и кожухом 18.

Вместе с герметичной камерой 7 нижний наконечник 19 играет роль .своеобразного "поплавка" для cего поворотного блока, содержащего экран, флюгер, крыльчатку и магнитную стрелку, увеличивая выталкивающую силу, действующую на этот блок, что приводит к уменьшению трения при повороте флюгера, и, как следствие, к повышению чувствительности устройства по скорости потока.

При помещении предлагаемого устройства в буровой скважине против водоносного пласта флюгер поворачивается в направлении потока под действием напора воды. Магнитная стрелка ориентируется по магнитному меридиану. Радиоактивный изотоп на стрелке создает определенную интенсивность излучения, зарегистрированную измерительным пультом 12 на поверхности. Интенсивность излучения и является мерой угла поворота флюгера относительно магнитной стрелки. Величина этого угла может быть определена на основании градуировочного графика.

В то же время, когда флюгер поворачивается по направлению потока, . крыльчатка 14 располагается перпендикулярно ему и приходит во вращение вокруг оси 15. Радиоактивный изотоп 16, проходя под коллимацион1001725

4 ным отверстием 17, периодически увеличивает интенсивность радиоактивного излучения, попадающего на детектор радиометра 5, и регистратор 13 фиксирует на диаграммной ленте пики интенсивности излучения на общем фоне, уровень которого определяется положением магнитной срелки под прорезью в экране. Для более

10 простого и уверенного разделения сигналов, связанных с излучением изотопов на крыльчатке и магнитной стрелке, эти изотопы могут быть взяты отличающимися по энергии излучения, а в качестве радиометра использован каротажный гамма-спектрометр, например СГСЛ-2.

Скорость потока подземных вод может быть определена на основании тарировочных графиков по скорости вращения крыльчатки, которая в свою т очередь, определяется по количеству

1. пиков интенсивности излучения, зафиксированных регистратором 13, за

25 единицу времени. Метки времени проставляются на диаграммной ленте специальным реле регистратора.

Расчеты показывают, что при использовании радиоактивных изотопов, 3О дающих мягкое гамма-излучение с энергией до 0,1 мэВ, предложенное уст- . ройство позволяет производить одновременное определение направления и скорости движения подземных вод, начиная с 0,001 м/с.

Устройство может быть выполнено в виде приставки к серийным каротажным радиометрам, что обеспечивает ему широкое распространение.

Фиа!

Фиг.2

Редактор О. Кузнецова ТехредИ.Верес Корректор.Г. Решетник

Заказ 1338/3 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4