Способ измерения коэффициента фильтрации плывунного грунта

Авторы патента:

G01N15/08 - определение проницаемости, пористости или поверхностной площади пористых материалов

Владельцы патента RU 2636786:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) (RU)

Предлагаемое изобретение относится к области исследований параметров грунтов, а конкретней к способам измерения коэффициента фильтрации плывунного грунта. Заявленный способ измерения коэффициента фильтрации плывунного грунта, подверженного воздействию раствора глифосата, по которому через образец грунта пропускают поток воды, на поверхности образца грунта размещают грузик, фиксируют начало погружения грузика, измеряют параметры образца и потока воды, по измеренным показателям рассчитывают коэффициент фильтрации грунта, при этом фиксируют величину концентрации глифосатав в потоке воды, прошедшем через образец грунта, и при снижении величины концентрации более 10% от начального значения, в поток воды, направляемый в образец грунта, вводят раствор глифосата, восстанавливая величину его концентрации в потоке воды, прошедшем через образец грунта до начального значения. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей способа и в возможности определения коэффициента фильтрации плывунного грунта, подверженного воздействию раствора глифосата.

Предлагаемое изобретение относится к области исследований параметров грунтов, а конкретней к способам измерения коэффициента фильтрации плывунного грунта.

Известен способ измерения коэффициента фильтрации грунта, по которому пропускают через образец грунта поток воды, измеряют площадь поперечного сечения, длину образца и объем потока воды за определенный интервал времени, рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта, описанный в книге: Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв. - 3-е изд. - М.: Агропромиздат, 1986. - С. 243-236.

Известный способ не обеспечивает возможность измерения коэффициента фильтрации плывунного грунта в псевдожидком состоянии, т.к. не позволяет зафиксировать момент потери несущей способности.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является способ измерения коэффициента фильтрации грунта, по которому через образец грунта пропускают поток воды, на поверхности образца грунта размещают грузик, фиксируют начало погружения грузика, измеряют параметры образца и потока воды, рассчитывают по измеренным показателям коэффициент фильтрации грунта, описанный в патенте РФ №2462709, от 27.09.2012 Бюл. №27.

Недостаток способа - невозможность определения коэффициента фильтрации плывунного грунта, подверженного воздействию раствора глифосата.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей способа.

Технический результат изобретения - возможность определения коэффициента фильтрации плывунного грунта, подверженного воздействию раствора глифосата.

Поставленная задача решается за счет того, что в потоке воды, прошедшем через образец грунта, фиксируют величину концентрации глифосата и при снижении величины концентрации более 10% от начального значения вводят в поток воды направляемый в образец грунта раствор глифосата, восстанавливая величину концентрации глифосата в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения.

Способ реализуется следующим образом. На верхней поверхности образца размещают грузик. Через образец грунта пропускают поток воды. Фиксируют концентрацию глифосата в потоке воды, прошедшем через образец грунта. При снижении величины концентрации более 10% от начального значения, вводят в поток воды, направляемый в образец грунта раствор глифосата, восстанавливая величину его концентрации в потоке воды, прошедшем через образец грунта, до начального значения. Изменение величины концентрации глифосата в потоке воды, прошедшем через образец грунта, менее 10% от начальной не оказывает существенного влияния на параметры процесса фильтрации. Раствор глифосата вводят отдельными порциями. Переводят образец грунта в псевдожидкое состояние, фиксируют начало погружения грузика, который показывает резкое падение несущей способности и переход грунта в псевдожидкое состояние. Вес грузика принимают более 5 г. При весе грузика менее 5 г силы поверхностного натяжения препятствуют его погружению. Далее измеряют площадь поперечного сечения, длину образца, объем воды за интервал времени, напор и рассчитывают по известной формуле коэффициент фильтрации плывунного грунта:

k=W⋅l/(F⋅T⋅h),

где W - объем воды, F - площадь поперечного сечения образца, Т - интервал времени, h - напор, l - длина образца грунта.

Пример реализации способа. Образец грунта представлен мелкозернистым глинизированным песком. На верхней поверхности образца размещают грузик весом 6 г. Создают поток воды. Фиксируют величину концентрации глифосата в потоке воды, прошедшем через образец грунта - 4.2%. Отмечают снижение величины концентрации до 3.7%. Снижение величины концентрации составляет 12% от начальной величины. Снижение величины концентрации обусловлено обменными процессами в системе грунт-поток воды. Отдельными порциями вводят в поток воды, направляемый в образец грунта, 8% раствор глифосата, восстанавливая величину концентрации глифосата в потоке воды, прошедшем через образец грунта до начального значения 4.2%. Переводят образец грунта в псевдожидкое состояние. Фиксируют начало погружения грузика. Переход образца грунта в псевдожидкое состояние и потерю несущей способности фиксируют по началу погружения грузика весом 6 г. Измеряют площадь поперечного сечения F=14 см². За интервал времени Т=11 мин измеряют длину образца грунта l=16.9 см, напор h=37 см, объем воды W=165 см³. Рассчитывают коэффициент фильтрации по известной формуле: k=W⋅l/(F⋅T⋅h)=165⋅16.9/(14⋅11⋅37)=0.49 см/мин.

В таблице представлены данные отклонений величин коэффициентов фильтрации грунта при разных величинах изменения концентрации глифосата в потоке воды, выходящей из образца грунта.

Данные таблицы показывают, что отклонение величины концентрации глифосата от начальной более 10% вызывает резкое увеличение отклонения величины коэффициента фильтрации от 6 до 10%.

Предложенное техническое решение расширяет функциональные возможности способа измерения коэффициента фильтрации, за счет введения в поток воды, пропускаемый через образец грунта, раствора глифосата.

Способ измерения коэффициента фильтрации плывунного грунта, подверженного воздействию раствора глифосата, по которому через образец грунта пропускают поток воды, на поверхности образца грунта размещают грузик, фиксируют начало погружения грузика, измеряют параметры образца и потока воды, по измеренным показателям рассчитывают коэффициент фильтрации грунта, отличающийся тем, что фиксируют величину концентрации глифосата в потоке воды, прошедшем через образец грунта, и при снижении величины концентрации более 10% от начального значения, в поток воды, направляемый в образец грунта, вводят раствор глифосата, восстанавливая величину его концентрации в потоке воды, прошедшем через образец грунта до начального значения.

Изобретение относится к области исследований показателей качества материалов и изделий, в частности - к оценке защитных свойств воздухопроницаемых материалов на основе активированных углеродсодержащих сорбентов при воздействии паров химических веществ.

Устройство для определения фазовых проницаемостей // 2629030

Изобретение относится к области исследования фазовых проницаемостей коллекторов нефти и газа. Техническим результатом является повышение точности измерения электрического сопротивления образца, что в свою очередь обеспечивает повышение точности определения его водонасыщенности.

Способ определения сплошности покрытия при его деформации // 2618720

Изобретение может быть использовано для определения сплошности диэлектрических (например, полимерных) покрытий на металлическом прокате (например, стальном) в процессе выполнения деформации образцов с диэлектрическими покрытиями.

Устройство для моделирования щелевого протока жидкости // 2617178

Изобретение относится к материалам и технологиям, применяемым при обработке подземных пластов, в частности к инструментальным методам и устройствам, подходящим для моделирования прохождения жидкостей для обработки скважины через трещину, образованную в подземном пласте.

Устройство измерения параметров пористости материалов // 2615037

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при оценке качества пористых материалов, например керамики, металлокерамики. Устройство измерения параметров пористости материалов содержит неподвижные измерительные камеры 1, насос 7, соединенный через клапан 8 с неподвижными измерительными камерами 1, ЭВМ 13, соединенную с неподвижными измерительными камерами 1 с одной стороны и насосом 7 с другой.

Способ количественного анализа распределения твердых частиц загрязнителя, проникших в пористую среду при фильтрации // 2613903

Изобретение относится к анализу образцов пористых материалов применительно к исследованию свойств околоскважинной зоны нефте/газосодержащих пластов. Смешивают окрашенные катионным красителем твердые частицы с гранулами сыпучей среды, близкой по цвету к исследуемой пористой среде, и приготавливают по меньшей мере три калибровочных эталона при различных известных массовых концентрациях окрашенных частиц.

Способ определения пористости металлопокрытия из присадочного металлического порошка // 2608859

Способ может быть использован при восстановлении изношенных поверхностей деталей электроконтактной приваркой металлических порошков. Осуществляют приварку присадочного материала, содержащего стальную сетку и порошок.

Зондовый пермеаметр // 2597665

Изобретенеие относится к устройству для измерения гидравлической проводимости пористых материалов на месте и более конкретно относится к зондовому пермеаметру для использования по отношению к скважинной инфильтрации, причем зонд измеряет гидравлическую проводимость почвы.

Стандартный образец для метрологического обеспечения средств измерений общей и удельной поверхности и способ его изготовления // 2596227

Группа изобретений относятся к области исследований материалов путем определения их химических или физических свойств, а именно к метрологическому обеспечению средств измерений общей и удельной поверхности.

Способ моделирования движения отдельных фаз многофазного/многокомпонентного потока, проходящего через пористую среду // 2593853

Изобретение относится к способу вычисления или оценки параметров отдельных фаз многофазного/многокомпонентного потока, проходящего через пористую среду с применением трехмерного цифрового представления пористой среды и метода расчетной гидродинамики для вычисления скоростей потока, давлений, насыщений, векторов внутренней скорости и других параметров потока.

Системы и способы цифрового анализа горных пород с определением сэо многофазного потока // 2639727

Изобретение относится к области геологии и может быть использовано для моделирования многофазного потока текучей среды. Структура пор горных пород и других материалов может быть определена посредством микроскопии и подвержена цифровому моделированию для определения свойств потоков текучей среды, проходящих сквозь материал. Для экономии вычислительных ресурсов моделирование предпочтительно осуществляют на стандартном элементе объема (СЭО). В некоторых вариантах осуществления способа определение многофазного СЭО может быть выполнено путем выведения параметра, связанного с пористостью, из модели пор и матрицы материала; определения многофазного распределения внутри пор материала; разделения модели пор и матрицы на несколько моделей фаз и матрицы; и выведения параметра, связанного с пористостью, из каждой модели фаз и матрицы. Затем можно определить и проанализировать зависимость параметра от фазы и насыщения для выбора подходящего размера СЭО. Технический результат – повышение точности и достоверности получаемых данных. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 15 ил.

Системы и способы цифрового анализа горных пород с определением сэо многофазного потока // 2639727

Способ определения коэффициента диффузии растворителей в листовых капиллярно-пористых материалах // 2643174

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса и для определения коэффициентов диффузии растворителей в изделиях из листовых капиллярно-пористых материалов в бумажной, легкой, строительной и других отраслях промышленности. Предложен способ определения коэффициента диффузии растворителей в листовых изделиях из капиллярно-пористых материалов, заключающийся в том, что в исследуемом листовом материале создают равномерное начальное содержание распределенного в твердой фазе растворителя. Затем исследуемый материал помещают на плоскую подложку из непроницаемого для растворителя материала, гидроизолируют верхнюю поверхность материала, в начальный момент времени осуществляют импульсное точечное увлажнение верхней поверхности исследуемого изделия дозой растворителя. Затем измеряют изменение во времени сигнала гальванического преобразователя на заданном расстоянии от точки нанесения импульса дозой растворителя, фиксируют значения сигнала гальванического датчика в два момента времени и рассчитывают коэффициент диффузии. Причем измерение коэффициента диффузии осуществляют при условии достижения в эксперименте максимума сигнала гальванического преобразователя Еmax, составляющего 0,75-0,95 от максимально возможного значения данного сигнала Ее, соответствующего переходу растворителя из области связанного с твердой фазой исследуемого материала в область свободного состояния. Фиксируют моменты времени τ1 и τ2, при которых достигаются одинаковые значения сигналов гальванического датчика Е1 и Е2 из диапазона (0,7-0,9)Eе соответственно на восходящей и нисходящей ветвях кривой изменения сигнала во времени, а расчет коэффициента диффузии производят по формуле: где r0 - расстояние между электродами гальванического преобразователя и точкой воздействия дозой растворителя на поверхность контролируемого изделия. Технический результат - повышение точности и быстродействия измерения коэффициента диффузии растворителей в листовых изделиях их капиллярно-пористых материалов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Способ определения коэффициента диффузии растворителей в листовых капиллярно-пористых материалах // 2643174

Капилляриметр для проведения исследований в барических условиях // 2643203

Изобретение относится к области исследования капиллярных свойств пород-коллекторов нефти и газа. Заявленный капилляриметр для проведения исследований в барических условиях содержит блок кернодержателей, блок создания, регулировки и поддержания давления гидрообжима, блок создания, регулировки и поддержания давления на входе в кернодержатели, сепаратор, блок измерения электрического сопротивления образцов в кернодержателях, при этом блок кернодержателей представляет собой n секций, каждая их которых состоит из m кернодержателей, каждый из которых снабжен манжетой из витона и имеет электрическую изоляцию входного плунжера от корпуса, все кернодержатели в одной секции во время эксперимента поддерживаются при одинаковом давлении обжима и одинаковом капиллярном давлении, причем в разных секциях могут быть установлены разные значения давлений обжима и капиллярного давления в отдельных кернодержателях, блок создания, регулировки и поддержания давления гидрообжима состоит из масляного пневмонасоса и ручного пресса, к каждой секции кернодержателей присоединен гидроаккумулятор, представляющий собой сосуд высокого давления, разделенный эластичной мембраной, в одной половине которого находится масло, а в другой азот при давлении обжима, блок создания, регулировки и поддержания давления на входе в кернодержатели состоит из регуляторов давления, количество которых соответствует числу планируемых точек на графике капиллярного давления водонасыщенности, подключенных к линии сжатого воздуха для создания давлений, сепаратор представляет собой ряд модулей, по числу секций с кернодержателями, при этом каждый модуль состоит из стеклянных градуированных трубок, жестко закрепленных в вертикальном положении, в нижние концы трубок вставлены штуцеры с резиновыми уплотнительными кольцами, к которым подведены трубки с выхода кернодержателей, высоту и внутренний диаметр стеклянных мерных трубок выбирают, исходя из предполагаемого полного объема выходящей воды и среднего объема воды, выделяющейся на одной ступени капиллярного давления, блок измерения электрического сопротивления образцов в кернодержателях содержит прибор для измерения электрического сопротивления. Технический результат заключается в обеспечении возможности моделирования естественных условий залегания пород (давление горное и пластовое, пластовая температура), измерения остаточной водонасыщенности породы и параметра насыщения при созданных условиях, что в свою очередь повышает достоверность получаемых данных, проведения исследований образцов горных пород без выгрузки образцов из кернодержателя на каждой ступени капиллярного давления для проведения операций взвешивания и измерения электрического сопротивления. 3 ил.

Способ автоматического прослушивания газовых и газоконденсатных скважин на месторождениях крайнего севера // 2645055

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для исследования проницаемости пластов газовых и газоконденсатных месторождений Крайнего Севера, оценки газогидродинамической взаимосвязи между отдельными скважинами. Техническим результатом является повышение оперативности получения информации о состоянии разработки месторождения и информативности прослушивания куста скважин в реальном масштабе времени на газовых и газоконденсатных месторождениях. По данным стандартных газодинамических исследований (ГДИ) определяют коэффициенты фильтрационного сопротивления уравнения притока газа к забою скважин и производят сравнение указанных коэффициентов с их величинами, определенными расчетным путем на основе секторной модели куста скважин, построенной по данным геофизических исследований и лабораторных исследований керна, и если коэффициенты не совпадают, уточняют фильтрационно-емкостные свойства (ФЕС) секторной модели куста скважин используя фактические данные по притоку газа к забою скважин, полученные по результатам ГДИ, добиваясь совпадения расчетных и фактических коэффициентов уравнения притока газа к забою скважин, и после этого уточнения, используя ФЕС определяют радиус дренирования каждой скважины куста и выполняют ранжирование скважин по степени наложения контуров питания, определяют скважину, имеющую максимальную степень наложения площадей дренирования с остальными скважинами куста, после чего с помощью автоматизированной системы управления технологическими процессами установки комплексной/предварительной подготовки газа (АСУ ТП УКПГ/УППГ) производят остановку указанной скважины средствами систем телемеханики для кустов скважин (СТКС), и с этого момента АСУ ТП УКПГ/УППГ средствами СТКС с заданной дискретностью синхронно фиксирует изменение забойного давления прямым измерением забойного давления или расчетным методом, которое определяется по измеряемому заколонному давлению на устье на всех скважинах куста до его полной стабилизации, а остальные скважины, подключенные к газосборному шлейфу с помощью АСУ ТП УКПГ/УППГ, одновременно отключают от него средства СТКС для исключения искажения результатов измерений из-за их связи через газосборный шлейф. При этом фиксацию изменения забойного давления АСУ ТП УКПГ/УППГ также осуществляет средствами СТКС путем синхронного измерения кривых восстановления давления на всех скважинах с заданным шагом дискретизации и заносит их в свою базу данных (БД) для последующего сравнения и анализа разницы в поведении скважин, а также использования этих данных для уточнения модели разработки месторождения, после чего назначают порядок последовательности запуска скважин куста в эксплуатацию и индивидуальные временные интервалы между пусками скважин для вывода куста на заданный режим эксплуатации с учетом результатов всех предыдущих испытаний с момента ввода месторождения в эксплуатацию, при этом АСУ ТП УКПГ/УППГ средствами СТКС осуществляет запуск скважин в назначенной последовательности и выполняет синхронное измерение кривых изменения заколонного давления на устьях всех скважин куста и их дебит, и заносит их в свою БД для последующего анализа функционирования скважин и комплексного анализа работы газоносного пласта с определением его параметров по результатам остановки-запуска куста газовых скважин для выбора режимов его оптимальной эксплуатации до следующих испытаний. После чего с использованием секторной модели куста на основании данных стабилизации дебитов и забойных давлений возмущающих скважин и данных стабилизации пластового давления в зоне реагирующих скважин производят уточнение эквивалентной проницаемости пласта в межскважинном пространстве. 2 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Способ определения трещинной пористости горных пород // 2646956

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения трещинной пористости горных пород. Способ определения трещинной пористости горных пород включает в себя экспериментальное определение скорости (Vp) распространения упругой продольной волны каждого образца в термобарических условиях, превышающих пластовые на 10-15%, общую пористость (Кп.общ.) каждого образца в термобарических условиях, превышающих пластовые на 10-15%. После этого строят график зависимости (Vp) от (Кп.общ.), в результате чего графически определяют скорость (Vp.ск.) распространения упругой продольной волны в минеральном скелете исследуемой породы. Затем рассчитывают трещинную пористость (Кп.тр.) каждого из образцов исследуемой породы по формуле: При этом в случае получения отрицательных величин рассчитываемой трещинной пористости полученное наибольшее отрицательное ее значение приравнивают нулю и определяют уточненное значение скорости распространения упругой продольной волны в минеральном скелете (Vp.ск.ут.) по формуле: После чего вновь рассчитывают величину трещинной пористости (Кп.тр.) каждого образца исследуемой породы по формуле (1), используя для расчета полученное по формуле (2) уточненное значение скорости распространения упругой продольной волны в минеральном скелете (Vp.ск.ут). Технический результат - повышение точности проводимых исследований по определению величины трещинной пористости пород при исследовании образцов горных пород. 2 ил., 2 табл.

Способ определения трещинной пористости горных пород // 2646956