Элементоприемник для геоэлектроразведки

 

ОЙ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социапис тически и

Республик

„„ 911414 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (51)M. Кл, а 01 Ч 3/00 (22) Заявлено 09, 06. 80 (1) 2944 938 j 18-25 с присоединением заявки № (23) ПриоритетОпубликовано 07. 03. 82 Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 07, 03, 82

3Ъаударстеивы6 кшеитет

СССР по делаи изобретеиий и открытий (53) УДК550.837 (088.8) (54) ЭЛЕКЕНТОПРИЕМНИК ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

Изобретение относится к области электроразведки и представляет собой электрод- элементоприемник, который может использоваться при проведении работ методом ЧИ1 (частичное извлечение металлов).

Известен элементоприемник для геоэлектроразведки, содержащий керамический сосуд, заполненный электролитом, внутрь которого вставлен твердый электрод (!1.

Недостатком этой конструкции является то, что она непригодна для метода ЧИИ.

Известен элементоприемник, содержащий защитный перфорированный полиl5 этиленовый кожух и помещенные в него стакан из .пористого материала. Внутрь стакана заливается раствор электролита и вставляется твердый титано20 вый электрод (21.

Однако в этом устройстве возможно вытекание раствора электролита из-за плохого уплотнения мембраны. Кроме того, рабочей поверхностью электроприемника является только его донная часть, а при исследовании геологоразведочных скважин необходимо, чтобы рабочими являлись боковые поверхности элементоприемника.

Известен элементоппиемник, представляющий собой стакан из пористой керамики, помещенный в защитный перфорированный полиэтиленовый кожух. В керамический стакан заливается раствор электролита и вставляется твердый электрод 323.

Однако из-за сравнительно высокой сорбционной емкости керамики часть извлекаемых элементов сорбируется на ней и теряется. К тому же керамические стаканы изготавливаются из глины, содержащей элементы, в т,ч. металлы, которые в ходе электрохимического процесса извлекаются из ке" рамики и загрязняют раствор электро лита.

3 9II4l

Керамические стаканы также хруп.кие и при каротаже глубоких, кавернозных скважин иногда раскалываются.

Сложность изготовления керамических стаканов малого диаметра и боль . шой длины не позволяет изготавливать элементоприемники длиной более

0,4-0,5.м.

Цель изобретения повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в элементоприемнике для геоэлектроразведки, содержащем защитный перфорированный полиэтиленовый кожух, 1 помещенный в него стакан из пористого материала с раствором электролита и погруженным в этот раствор твердым электродом, стакан для электролита выполнен из целлюлозной трубки, гер- 20 метично закрытой с одного конца.

При этом толщина целлюлозной труб» ки определяется соотношением

О 5 5

3 7/ "--""-- 10

Ф

При необходимости увеличения дли . ны элемеитоприемника, для более полного иссаедования скважин или, наоборот, для уменьшения его длины, дая . создания на стенке скважины более высокой плотности тока перфорированный защитный полиэтиленовый кожух на-. ращивают или уменьшают, так как он состоит из свинченных между собой перфорированных полиэтиленовых колец.

Соответственно длине кожуха изменяют длину и отрезаемого отрезка целлюлозной оболочки.

Помимо механической прочности материал оболочки должен быть мелкойористым для исключения вытекания электролита из элементоприемников.

Этим требованиям удовлетворяет, например, стандартная целлюлозная обо; лочка .для сосисок, изготовленная вискозным способом..К .дополнительным требованиям, предъявляемым к материалу оболочки, является небольшая скорость диффузии ионов через нее, так как в противном случае во время спуско-подъемных операций, когда электрический ток отключен, наконленные ионы металлов уходят в окру.где 3 - толщина целлюлозы, мк;

5 - площадь поверхности элементоприемника, см

2.

v - объем элементоприемника, см;

D - коэффициент диффузии ионов через оболочку, определяемый экспериментально, см /ч

На чертеже представлена конструкция элементоприемника, разрез.

Элементоприемник состоит из отрез ка целлюлозной трубки 1, загерметизированной с нижнего конца, с раствором электролита 2, защитного кожуха

3 и твердого электрода 4.

Целлюлоза обладает значительно меньшей rro сравнению с керамикой сорбционной емкостью, что позволяет избежать потерь элементов (метал. лов). Целлюлоза химически чиста и практически не загрязняет раствор электролита.

Элементоприемник подготавливается к работе следующим образом.

Целлюлозная трубка выпускается в

SO р е улонах. Для изготовления элементобприемника от рулона отрезается трука необходимой длины, замачивается в дистилированной воде, после чего герметизируется с одного конца. Наибо аибо- SS лее просто герметизацию осуществить завязыванием узла. Загерметизированный отрезок помещается в перфорирован4 4 ный защитный полиэтиленовый кожух, прикрепленный к каротажному кабелю.

В полученный таким образом стакан заливается раствор электролита и вставляется твердый титановый электрод, соединенный с одной из жил каротажного кабеля, Собранный таким образом элементоприемник закрывается крышкой и опускается в скважину. АналогичHblN образом подготавливаются к работе и остальные элементоприемники скважинного зонда, количество которых обычно -составляет от 9 до 20 шт. После подготовки всех элементоприемников зонд опускается в скважину на исследуемый интервал, включается электрический ток. Под действием тока происходит растворение минералов,. выходящих иа стенку скважины, перемещение растворенных компонент через буровой раствор и их концентрирование в элементоприемнике. Через определенное время электричеокий ток отключают и злеиентоприемники поднимают на. поверхность, где производится отбор проб растворов для последующего анализа. Использованные отрезки цет люлозной оболочки выбрасываются и зонд подготавливается с новой оболочкой.

14) 4 6 одного месяца, после чего заменяется на новый. Годовая потребность в керамических стаканах составляет

20 х 4 х )2 = 960 шт.

Для изготовления одного элеиентоприемника новой конструкции длиной

0,2 м необходим отрезок целлюлозной оболочки длиной 0,25 м. На иэгатов-, ление зонда иэ 20 элементоприемни10 ков уходит 5 м оболочки. Суточная потребность в оболочке составляет

20 м, месячная 400, годовая 4800 и.

Годовые затраты существенно меньше, чем при использовании керамических

1$ элементоприемников.

0 5 И) т

6 ч где И - количество выходящих ионов, млгр;

0 - коэффициент .диффузии ионов через оболочку, см7 ч;

S - площадь поверхности элементоприемника, см ;

И0- количество ионов в элементоприемнике, млгр;

Т - время диффузии, ч;

1, - толщина оболочки, см; 20

Ч - объем элементоприемника, мЗ

Обычно-:время проведения спускоподъемных операций не превышает 0,5ч.

Потери ионов за это время не должны

М превышать 5Х, т. е. — (0, 05. При применении целлюлознои трубки диаметром 2 см и длине элементоприемника

20 см отношение поверхности его к объему составляет 0,5. Коэффициент диффузии ионов цинка, через оболочку, определенный опытным путем в ла"

-3 Ъ.) боратории, составляет 0,65 ° 10 см-;/ч.

По этим данным .может быть определена необходимая толщина оболочки по фор- ЗЗ муле

Применение предложенного элементо-40 приемника более выгодно по сравнению с известными. Для станции ЧИИ-10 количество элементоприемников в зонде

20.шт., за одну смену проводится 4 спуско-подъемные-операции, станция 4з работает )2 месяцев в году, по 20 дней ежемесячно. Для работы в керамическими стаканами необходимо иметь 4 комплекта, так как для них

) необходима суточная отмывка в кисло- 50 те. Комплект стаканов служит около

5 9) жающее пространство буровой раствор скважины. Количество ионов, выходящих из элементоприемника в безграничное окружающее пространство под действием диффузии, может быть определено по уравнению

t i -- ---.— - ---- й"=) зо

«OS Мдт OS

vu v

Формула изобретения

). Элементоприемник для геоэлектроразведки, содержащий защитный перфо« рированный полйэтиленовый кожух, поме щенный в него стакан из пористого материала с раствором электролита и погруженным в этот раствор твердым электродом, о т л и .ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, стакан для электролита выполнен из целлюлозной трубки, герметично закрытой с одного конца.

2. Элементонриемник по п.), о тл и ч а ю шийся тем, что для уменьшения диффузионных потерь накапливаемых ионов, толщина целлюлозной трубки определена из соотношения О. S

t .> ----.)о

V где В - толщина целлюлозы, мк;

S - площадь поверхнрсти элемен" топриемника, см

Ч - объем элементолриемника, с4

О - коэффициент диффузии ионов че рез оболочку, определяемый экспериментально, см /ч.

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе

). Электроразведка. Справочник геофизика. М., "Недра"., 1980, с. 62.

2:. Поиски и разведка рудных месторождений методом ЧИМ. Методические рекомендации. ОНТИ ВИТР, )978, с. 22.

911414.

Подписное

Заказ 1117/35 Тираж 719

ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель Л. Воскобойников

Редактор Т. Кугрышева Техрец Ж.. Кастелевич . Корректор А Р

А. Ференц