Устройство для определения направления и скорости движения подземных вод

 

Изобретение относится к гидрогеологии , инже герной геологии, гидротехники и мелиорации и может быть использовано для повышения надежности исследования гидрогеологических параметров. Пе.лыо изобретения является повшуение надежности устройства для определения направления и скорости двиусения подземных вод. Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем многожильный кабель, подсоединенную к его нтскнему концу измерительную камеру , запол 1енную электролитом и снабженную изоляционным диском с перфорирован}1им цили}1дрическин кольцом и вмонтированными в него центральным и равномерно расположенными радиальными электродами, подключен ыми к килам многожильного кабеля, и подпружиненной герметизирующей крьпчкой из изоляционного материала с защелкой сбивающим грузом, свободно нанизанным на кабель, а также устройство ори ентации и фиксации и приборы контроля , подключаемые к верхнему концу указанного кабеля,устройство ориентации и фиксации расположено внутри измерительной и выполнено в виде свободной магнитной стрелки,на северном конце которой закреплен экран из изоляционного материала , имеющий ширину, равную расстоянию между удаленными краями двух соседних радиальных электродов. В результате того, что свободная магнитная стрелка ориентируется по направлению магнитного меридиана, экран из изоляционного материала закрывает один из радиальных электродов, резко увеличивая сопротивление между ним и центральным электродом, что нозволяет по измерениям сопротивления между ними определить положение измерительной камеры относительно магнитного мередиана. Размещение устройства ориентации и фиксации внутри измерительной камеры позволяет исключить влияние закручивания кабеля на резуль таты измерештй. 2 ил. О5 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ВСЕ(Ж» ", ;Я

1»;..,Ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4059477/24-?5 (22) ?1.04.86 (46) )5.03.88. Вюл.Р - 10 (71) Свердловский горный институт им. H.Â.Âàõðóíåâà (72) И.Г.Сковородников (53) 550.83(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К - 661481, кл.,"; О! 1 9/00, 1979.

Авторское свидетельство ГССР

М 1096598, кл. О Оl V 9/00, 1984. (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕ,1!Е.(1ЕШИ НАПРАВЛЕ!!1И И СКОРОСТИ ЛВИ!КЕ1!ИЯ Г1ОДЗЕ111(! !Х ВОД (57) Изобретение относится к гидрогеологии, инженерной геологии, гидротехники и мелиорации и может быть использовано для повышения надежности исследования гидрогеологических параметров. Целью изобретения является повьязение надежности устройства для определения направления и скорости движения подземных вод. Поставленная пель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем многожильный кабель, подсоединенную к его нижнему конц измерительную камеру, заполненную электролитом и снабженную изоляционным диском с перфорированным цилиндрическим кольцом и вмонтированными в него централь„.,SU„„ I8I4Äß A1 (51) 4 G 01 V 9/07. Е 21 В 47/ОО ным и равномерно расположенными радиальными электродами. подключенными к жилам многожильного кабеля, и подпружиненной герметизирующей кр пякой из изоляционного материала с зак(елкой сбивающим грузом, свободно нанизанным на кабель,а также устройство ори ентации и фиксации и приборы контроля, подключаемые к верхнему концу указанного кабеля, устройство ориентации и фиксации расположено внутри измерительной камеры и выполнено в виде свободной магнитной стрелки,на северном конце которой закреплен экран из изоляционного материала, имеюций иирину, равную расстоянию между удаленными краями двух соседних радиальных электродов. В результате того, что свободная магнит у ная стрелка ориентируется по направленив магнитного меридиана, экран из С изоляционного материала закрывает один из радиальных электродов, резко увеличивая сопротивление между ним

Мевй и центральным электродом, что позволяет по измерениям сопротивления между ними определить положение измери- Q0 тельной камеры относительно магнитного мередиана. Размещение устройства ь@Ь ориентации и фиксации внутри измери- (, ) тельной камеры позволяет исключить влияние закручивания кабеля на резуль. таты измерений. ?. ил.

I! 1 381409 2

Изобр»т1.1IHe относится к гидрогеологilH ип> ен»рной геологии и мелиорации и может быть использовано для пов1ш1»пия няд»жнг сти исследований гидро1 t олопи 1»»ких параметров.

I1e:lI и из1 бретения является повыг1еНИ» Нал»ж11оГ тИ УотРОйСтВа ДЛЯ ОПРЕДЕленив напрявп»ни11 и скорости движения подз»мн11х вод. 10

Пя фиг.1 изображено устройство, продолггп-1й рязр»з, иа фиг.2 — А-A на фиг.l.

Устр 1йство сод»ржит многожильный каротажный кяб»ль 1 и прикр»11левнуи 15 к его нижнему концу измерительнуи камеру 2, состоягг и из и.1ол11иионного диска 3 с 11»р111ориров11нными 1гилиидрическим кольцом 4 и крынки 5, также иэ иэоля1Гиоиного материала. Во внут- 20 реннии стенку кольца вмонтированы через равные промежутки радиальные электроды h, имеи1гие форму узких стержней, распиленных по дням»тру и отшлифованных заподлицо с внутренней поверхиостьи цилиндрического кольца.

В центре диска на резьбе укреплен трубчать1й центральный электрод 7, в верхнии часть которого эяпрессован кабель. Токопроводящие жилы кабеля 30 избавлены от стальггых проволочек, пропуг1»ны внутри центрального электрода и подсоединены каждая к своему радиальному электроду. Одна из жил подсоединена к центральному электро- 35 ду. Кринка уплотнена с диском посредством резиновой прокладки 8 и прижимается к диску при помощи зянелок 10.

Пружина 9 при этом находится в сжатом состоянии. И пружина и защелка изго- 40 товлены из немагнитного сплава. Резиновое кольцо ll герметизирует соединение межд цилиндрическим и центральным электродом и крынкой.

В крынку вмонтированы две заливные пробки 12, а на кабель свободно нашгзан сбивяищий грузик 13. Внутри измерительной камеры размещена магнитная стрелка 14 с возможностьи свободного вряг1ения около продольной оси устройства ня подшипнике 15 скольже" ния. 11я северном конце магнитной стрелки, имеищей стр»жневуи форму, закреплен экран 16 из изоляционного материала, имеищий ширину, равнуи рассто1и1ии между удаленными краями двух соседних радиальных электродов.

Па ижном конце магнитной стрелки установя»1< с1111нцовый противовес 17, Снизу ня диск навинчен нижний наконечник 18 с отверстием для крепления груза. Стрелка и противовес покрыты нерастворимым изоляционным лаком, няпри1!ер, на основе эпоксидной смолы. Свободное пространство измерительной камеры заполнено электролитом, например раствором поваренной соли. устройство работает следуиггим образом.

До начала измерений нумеруит радиальные электроды (в произвольном порядке), а затем с помощьи тестера или омметра определяит, с каким из электродов соединена каждая жила на верхнем конце кабеля, и придаит им ту же нумерации, что и электродам.

Перед спуском в скважину на диске

3 укрепляит крынку 5 посредством упругих защелок 10. Отвинчиваит обе заливные пробки 12 и через отверстие под одной из них в измерительнуи камеру запиваит электролит, через другое выходит из камеры воздух. Затем обе пробки зявинчиваит в свои гнезда. Плотность электролита должна быть на 5-10Х выше плотности воды.

Не опуская прибор в скважину, подвениваит его на кабеле так, чтобы кабель располагался по вертикали, а диск 3 — в горизонтальной плоскости.

Проверяит исправность устройства, подкличая поочередно прибор контроля (это может быть тестер, измерительный мост или какой-либо из электроразведочных измерителей) между выводом от центрального электрода и жилами, соответствуищими каждому из радиальных электродов. При этом должно быть зафиксировано приблизительно одинаковое сопротивление между центральным и всеми радиальными электродами, за искличением того, напротив которого расположится северный конец магнитной стрелки. Из-за того, что этот электрод оказывается закрыт экраном иэ изоляционного материала, сопротивление между ним и центральным электродом становится выг1е, чем между центральным и остальными радиальными электродами. Опускаит устройство в скважину и устанавливаит напротив водоносного горизонта, местоположение которого определяит одним из известных геофизических методов, Опустив устройство на нужнуи глубину, выдерживаит необходимое время для раскр чивлния и успокоения ка6еля и опусклк»т по нему с6ивлв»1»ий грузик 13. СBo бодно скользя вниз по кя6ели, грузик с6ивает зя счет своего вегл зещелку

10, сжатая пружина 9 распрямляется и приподнимает кр»ппку 5 вверх до упорл защелок 10 в верхнви поверхность крь»»пки 5, открывая доступ подзем»»ь»м водам к электролиту в измерительной 1ð камере 2 через перфорл»»ионные отверстия в цилиндрическом кольце 4, Движущиеся подземные воды постепенно вымь»влит электоолит из измерительной камеры, вынося его в направлении сво 15 его движения °

Измеряит сопротивление между выводом из центрального электрода и жилами кабеля, идущими от каждого из радиальных электродов. По наи».»ень»чем 0 сопротивлении определяют направление переноса электролита, т.е. направление потока, а по няи6ольшему сопротивлении — положение северного конца магнитной стрелки. Зная угловое расстояние между рядияль»п.»ми электрода" ми, определяют магнитнь»й азимут потока подземных вод, как угол между радиальными электродами с максимлльным и минималь»п»м сопротивлением.

Если северный конец магнитной стрелки оказывается расположеш»нм посередине между двумя радиальными электродами, то это вь»з»»влет увеличение сопротивления сразу для обоих

35 электродов. Так как JHpHHR,ýêðàíà из изоляционного материала специально выбрана равной расстоянии между удаленными (противоположными) краями двух соседних электродов, то он закроет сразу два радиальнь»х электрода.

Однако в этом случае увеличение сопротивления будет меньр»им, чем при перекрытии одного электрода.

Возможен также частный случай, когда направление соверного конца магнитной стрелки совпадает с направл» нием потока. В этом случае 6удет зафиксирован резкий локлльный (нл одном или двух электродлх) максимум сопротивления нл фоне менее глубокого и более »шрокого (3-4 электрода) »»»»нимума сопротивлений.

О скорости движения подземных вод судят по убивании концентрации электролита в измерительной камере с течением времени, для него повторяют с различик»ми экспозициями замеры сопротивления между центрлльннм электродом и тем из радиальных, которнй расположен в направлении движения подземных вод.

Фо р мул л и з о 6 р е т е н и я устройство для определения направления и скорости движения подземных вод, содержащее измер»»тельнуи камеру, запол»»е»»»»уи электролитом и снл6же»»нув изоля»»иош»нм диском с перфорировлнннм цилиндрическим кольцом н вмонтированными в него »»ентрлльннм и равномерно расположенными радиальными электродами и подпружиненной герметизируи»лей крьппкой из изоляционного материала с защелкой, многожильный кабель со свободно нанизанным на него с6ивавщ»»м грузом, подклвченннй нижним концом к уклзлш»нм радиальным электродам, а также 6лок ориентации и фиксации и»»ри6ор»» контроля, подключенные к верхнему концу кабеля, о т л и ч а вщ е е с я тем, что, с целью пов»пчения надежности устройства, 6лок ориентации и фиксации выполнен в виде свободной магнитной стрелки, на северном конце которой закреплен экрлн из изоляционного материала, имеющий

IIIHpHHó, равнуи расстоянии между удаленными краями двух соседних радиальных электродов, и расположен внутри измерительной камеры.

138I409

Фиг. !

Составитель Н.Грязнов

Редактор M,ÊåëåìåDj Техред И.flHAblK Корректор О.Кундрик

Заказ 1 I Hl /4() Тирам 5?2 . Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4