Устройство для определения теплофизических свойств горных пород в скважинах

 

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (732515

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.06.76 (21) 2375987/22-03 с присоединением заявки №вЂ” (51) M Кл

Е 21 В 47/06

Государственный комитет (23) Приоритет—

Опубликовано 05.05.80. Бюллетень №17

Дата опубликования описания 09.05.80 (53) УДК 622.241 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. А. Тарасов и А. Л. Грейнер

Научно-производственное объединение «Геофизика»

Министерства геологии СССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД

В СКВАЖИНАХ

Изобретение относится к измерению теплофизических свойств горных пород в буровых скважинах, заполненных водой или другой жидкостью.

Известно устройство для определения теплофизических свойств горных пород, содержащее надувной зонд, на котором размещены нагреватель и датчики температуры (! ).

Известное устройство не обеспечивает плотное прилегание всей поверхности зонда и всех датчиков температуры к стенкам скважин, что существенно искажает получаемые данные.

Известно устройство для определения теплофизических свойств горных пород в скважинах, заполненных жидкостью, содержащее корпус, линейный нагреватель, датчик температуры и центратор (2).

Это устройство не предотвращает конвективного выноса тепла из жидкой прослойки между зондом и стенками скважин вверх по скважине., что сильно искажает результаты измерений.

Цель изобретения — повышение достоверности получаемых результатов путем исключения конвективного выноса тепла в скважину.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено установленными на торцах корпуса сплошными цилиндрами, выполненными из материала с низкой теплопроводностью, причем длину цилиндров выбирают, исходя из следующего условия:

4 ф),5 о, где C — длина цилиндра, мм;

10 — длина линейного нагревателя, мм. !

О На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из цилиндрического медного корпуса 1, по оси которого просверлено отверстие, в котором размещен линейный нагреватель 2 из изолированной нихромовой проволоки, залитой сплавом Вуда.

На поверхности центральной части корпуса расположен термометр 3 (датчик температуры) . На торцах корпуса установлены сплошные цилиндры 4 и 5, изготовленные из материала с малой теплопроводностью, например эбонита. К поверхности цилиндров 4 и 5 крепятся тонкие плоские пружины 6, центрирующие зонд по оси скважины и обеспечивающие равномерный зазор меж3 . " . 7325 ду поверхностью зонда и стенкой 7 скважины.

Выводы от термометра 3 по осевому каналу корпуса подводятся к каротажному кабелю 8. Отношение длины корпуса к диаметру должно быть больше или равно 30. s

Для исключения концевых эффектов, при которых на концах медного цилиндра возникает конвективный вынос тепла, длина цилиндров 4 и 5 должна быть больше или равна половине длины линейного нагревателяя.

4О

Устройство работает следующим образом.

Прибор опускается в скважину до точки определения теплофизических свойств. После установления постоянной температуры включается нагреватель 2 и ведется наблю- 4 дение за изменением температуры датчика 3 во времени при постоянной мощности нагревателя 2.

Скорость изменения температуры датчика зависит (при прочих равных условиях) от теплофизических свойств пород массива.

Интенсивность теплоотдачи от нагревателя в осевом направлении не должна превышать ее величины в радиальном направлении в течение всего времени измерения.

Цилиндры 4 и 5 за счет своей длины исключают конвективный вынос тепла и резко снижают кондуктивный теплоперенос, !

5 при этом находящаяся в кольцевом канале жидкость работает в качестве термоизолятора.

Формула изобретения

Устройство для определения теплофизических свойств горных пород в скважинах, заполненных жидкостью, содержащее корпус, линейный нагреватель, датчик температуры и центратор, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности полученных результатов путем исключения конвективного выноса тепла в скважину, оно снабжено установленными на торцах корпуса сплошными цилиндрами, выполненными из материала с низкой теплопроводностью, причем длину цилиндров выбирают, исходя из следующего условия;

Е >О,58„ где 4 — длина цилиндра, мм;

4о — длина линейного нагревателя, мм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Филиппов П. И. Скважинный цилиндрический зонд для определения тепловых свойств.-Сб. «Методы определения тепловых свойств горных пород». М., «Наука», 1970.

2. Austral Journal of Phisics. V. 9, № 2, 195б, р. 17 (прототип) .

Составитель А. Назаретова

Редактор С. Титова Техред К. Шуфрич Корректор Е. Папи

Заказ 1688/23 Тираж 626 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4