Способ измерения температуры грунта



Способ измерения температуры грунта
Способ измерения температуры грунта

 


Владельцы патента RU 2597339:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО ИрГУПС) (RU)

Изобретение относится к термометрии, а именно к полевому определению температуры грунтов, где требуется получить конкретные данные о температуре мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов. Техническим результатом является повышение точности измерений, устранение конвекции воздуха в термометрической скважине при производстве измерений. Способ измерения температуры грунта с помощью измерительной гирлянды, опускаемой в термометрическую скважину. При этом обсадная труба термометрической скважины представляет собой трубу, изготовленную из материала с относительно низким коэффициентом теплопроводности (например, полипропилен), с частями из материала с относительно высоким коэффициентом теплопроводности (например, втулки из стали), а измерительная гирлянда представляет собой трубу, имеющую наружный диаметр, равный внутреннему диаметру обсадной трубы, и аналогичную по конструкции, у которой к металлическим частям прикреплены термопары для измерения температуры. 2 ил.

 

Способ относится к термометрии, а именно к полевому определению температуры грунтов, где требуется получить конкретные данные о температуре мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов.

Известен способ в виде устройства для исследования скважин градиент-термометром (Позин Л.З. Исследование скважин градиент-термометром. Разведочная и промысловая геофизика. - М., Гостоптехиздат, 1969). Устройство содержит два одинаковых последовательно соединенных и размещенных вдоль оси скважины на заданном расстоянии термочувствительных резистора, первый и второй.

Недостатком такого способа является наличие балансировочных резисторов, нарушающих баланс при значительных изменениях температуры, и регистрация лишь одной составляющей поля температуры - вдоль оси скважины.

Известен способ в виде устройства для теплового каротажа скважин, содержащее три одинаковых размещенных вдоль оси скважины на заданном расстоянии термочувствительных датчика для измерения второй разности температуры, первый, второй и третий (Патент №2314416 «Устройство для теплового каротажа скважин»).

Недостатками данного способа является узкая область применения, низкая точность измерения, избыточность оборудования, использование косвенных методов измерения одной зависимости от другой.

Известен способ в виде устройства для мониторинга температур в протяженном объекте, содержащее термоподвеску, состоящую из последовательно расположенных датчиков температуры, размещенных в защитном кожухе небольшого диаметра, управляющий микроконтроллер, преобразователь сигналов, энергонезависимое запоминающее устройство, часы реального времени, решающее устройство, блок задания начальных параметров, встроенный источник питания, и интерфейс передачи данных, а также снабженное уплотнением, предназначенным для исключения попадания окружающего воздуха в скважину во время проведения измерений. Кожух выполнен в виде съемной полимерной толстостенной оболочки самонесущего кабеля (Патент №75692 «Устройство для мониторинга температур в протяженном объекте»).

Недостатком данного способа является большое время термической реакции из-за наличия полимерной толстостенной оболочки, в которой расположена термоподвеска, а также низкая герметичность термоподвески при отсутствии полимерной толстостенной оболочки, которая приводит к отказу устройства в условиях повышенной пыли и влаги.

Наиболее близким техническим решением является способ в виде измерения температуры с помощью термокосы, которая опускается в термометрическую скважину и содержит последовательно расположенные датчики температуры, соединенные между собой гибким кабелем, обеспечивающим электрическое соединение датчиков температуры, разъем для подключения к устройству считывания, хранения, обработки и отображения данных, при этом каждый датчик температуры заключен в защитный корпус (Патент №2448335 «Термокоса»).

Недостатком данного способа является наличие конвекции в скважине при проведении измерений.

Кроме того, вышеуказанные способы позволяют измерять температуру воздуха в скважине, а не температуру грунта, что влияет на точность измерений.

Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерений, так как позволяет измерять температуру грунта, устраняет влияние конвекции в скважине на измерения и позволяет измерять температуру по всей длине термометрической скважины.

Сущность способа заключается в измерении температуры грунта с помощью измерительной гирлянды, опускаемой в термометрическую скважину, обсадная труба термометрической скважины представляет собой трубу, изготовленную из материала с относительно низким коэффициентом теплопроводности (например, полипропилен), с частями из материала с относительно высоким коэффициентом теплопроводности (например, втулки из стали), а измерительная гирлянда представляет собой трубу, имеющую наружный диаметр, равный внутреннему диаметру обсадной трубы и аналогичную по конструкции, у которой к металлическим частям прикреплены термопары для измерения температуры.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение точности измерений, устранение конвекции воздуха в термометрической скважине при производстве измерений. В зависимости от поставленной задачи данное техническое решение позволит осуществлять оперативный, автономный или непрерывный мониторинг температуры грунта под основаниями зданий и сооружений, вдоль земляного полотна железных дорог.

Сущность данного способа поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена схема устройства термометрической скважины для измерения температуры грунтов, на фиг. 2 - схема устройства измерительной гирлянды.

Способ осуществляется следующим образом.

В обсадную трубу термометрической скважины, представляющую собой трубу, изготовленную из материала с относительно низким коэффициентом теплопроводности (например, полипропилен) 1, с частями из материала с относительно высоким коэффициентом теплопроводности (например, втулки из стали) 2 погружается измерительная гирлянда, представляющая собой трубу, имеющую наружный диаметр, равный внутреннему диаметру обсадной трубы, изготовленную из материала с относительно низким коэффициентом теплопроводности (например, полипропилен) 3, с частями из материала с относительно высоким коэффициентом теплопроводности (например, втулки из стали) 4. К металлическим частям трубы измерительной гирлянды прикреплены термопары 5 для измерения температуры. Измерительная гирлянда погружается в обсадную трубу до совмещения ее металлических частей с металлическими частями обсадной трубы. При необходимости измерения температурного в грунте измерительная гирлянда смазывается тонким слоем теплопроводящего вещества, например солидолом, для обеспечения плотного безвоздушного контакта с обсадной трубой. Таким образом, обеспечивается высокая точность измерений.

Способ измерения температуры грунта с помощью измерительной гирлянды, опускаемой в термометрическую скважину, отличающийся тем, что обсадная труба термометрической скважины представляет собой трубу, изготовленную из материала с относительно низким коэффициентом теплопроводности (например, полипропилен), с частями из материала с относительно высоким коэффициентом теплопроводности (например, втулки из стали), а измерительная гирлянда представляет собой трубу, имеющую наружный диаметр, равный внутреннему диаметру обсадной трубы, и аналогичную по конструкции, у которой к металлическим частям прикреплены термопары для измерения температуры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для исследования взаимодействия судна или его модели с водной средой, стратифицированной по глубине слоями разной температуры.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения температуры при правке абразивных кругов инструментами из сверхтвердых материалов с помощью искусственной термопары, установленной на торцевой поверхности кристалла.

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано для измерения температуры объекта. Термоэлектрический преобразователь содержит защитный чехол (1), термометрическую вставку, направляющую трубку (2) для временного размещения в ней контрольного средства измерения температуры и клеммную колодку.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для измерения температуры и разности температур дистанционным беспроводным способом. Преобразователь содержит генератор, источник питания и чувствительный элемент.

Изобретение относится к области измерения температур. Устройство для измерения температуры, содержит две встречно включенные измерительную и дополнительную термопары.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для осуществления мониторинга измерения температуры в труднодоступных местах и в средах. Согласно заявленному способу используют термопару 1 с твердой оболочкой 2 на рабочем спае 3, выполненную из плавкого вещества, с температурой плавления, соответствующей условию: tпл.п.в=(0,0001-0,6)tпл.ис.ср, где tпл.п.в - температура плавления плавкого вещества оболочки, °C; tпл.ис.cp - температура плавления исследуемой среды, °C. При этом в формовочную смесь литейной формы вводят термопару 1 с оболочкой 2 в зону замера температуры чугуна отливки до контакта поверхности оболочки 2 с поверхностью исследуемой среды, а съем информации ведут в процессе монотонного изменения физического состояния исследуемой среды.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для проведения температурных измерений. Устройство для измерения температуры содержит мост, собранный на резисторах R1, R2, R3, R4, питаемый от источника стабилизированного напряжения Uстаб (точки b, c).

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в процессе измерения температуры объекта. Заявлен электрический штекерный соединитель для контактирования с ответным штекерным соединителем и для электрического подключения по меньшей мере одного первого и одного второго проводника термоэлемента, включающий по меньшей мере одно проводящее электрический ток первое и второе контактное средство.
Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для изготовления термопар. Согласно заявленному способу перед изготовлением термопары готовят два проводника из разных сплавов диаметром 0,3 мм.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при проведении термометрических измерений. Заявлены термоэлектрическая система, способ гашения колебаний термоэлектрической системы и компрессор, содержащий указанную термоэлектрическую систему.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при разработке нефтяной залежи посредством тепловых методов, в частности, при организации внутри пластового горения (ВПГ).

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при основании и эксплуатации месторождений, расположенных в зоне распространения многолетне-мерзлых пород.

Изобретение относится к испытанию пласта при бурении с контролем давления. Техническим результатом является повышение эффективности испытания пласта.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для определения интервалов заколонного перетока жидкости из пластов, перекрытых насосно-компрессорными трубами.

Группа изобретений предназначена для использования в области подземного хранения CO2 и других вредных газов, а также защиты окружающей среды. Технический результат - повышение надежности хранилища и снижение затрат на его создание.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройству мониторинга давления и температуры для интеллектуальных газовых и газоконденсатных скважин.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к добыче газа при эксплуатации морских и шельфовых месторождений, включая и арктическую зону.

Изобретение относится к области геофизических исследований нефтяных и газовых скважин, а именно к определению профиля закачки воды в нагнетательных скважинах. Технический результат - повышение точности определения профиля закачки с использованием нестационарной термометрии скважины.

Группа изобретений относится к области исследования нефтяных и газовых скважин и может быть применена в системе каротажа проведения геофизических исследований в зоне скважины ниже работающего погружного насоса (ЭЦН).

Изобретение относится к технологии управления давлением в стволе скважины. Техническим результатом является возможность обеспечить давление в стволе скважины в любое время.

Лизиметр включает емкость с монолитом почвы, гидравлически связанную с емкостью контроля уровня, узел сброса, подключенный к источнику водоподачи, блок управления с электрокоммутационной схемой и подключенные к нему электромагнитные датчики уровней воды в емкости контроля уровня.
Наверх