Способ определения коэффициента теплопроводности горных пород

О П И С А Н И Е 326355ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Сооетскик Социалистические РеспубликЗависимо авт. свидетельства1970 ( 1482031/26-25) М, Кл, Е 21 Ь 47/О Заяв присоединением заявк Комитет по делам зобретений и открыти при Совете Министров СССРОпубликовано 19,1,1972. БюллетеньДата опубликования описания 1.111.197 вторызобретения, П. Орлов и П. Ф. Пузы С. Моисеенко, А. М, Лукья Заявитель сковский институт нефтехимической и газовой промышленн им. И. М. ГубкинаЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА НОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД СПОСОБ ОПР ТЕПЛОПРОВ 2 Изобретение относится к области температурных исследований в скважинах.Известен способ натурного определения коэффициента температуропроводности в скважине путем смены глинистого раствора, заполняющего скважину, с последующим прослеживанием темпа изменения температуры жидкости против интересующего исследователя пласта. Однако наличие конвенционных процессов в скважине, непостоянство диаметра скважины, отличие тепловых свойств пласта и бурового раствора вносят существенные погрешности в цикл измерений, и, кроме того, сам метод трудоемок, так как необходима подготовка большого количества бурового раствора для замены, что существенно затягивает процесс измерений. Предложенный способ отличается от известного тем, что, с целью повышения точности измерений и сокращения процесса измерений, в исследуемый пласт через боковую стенку скважины внедряют выстрелом пулю с температурным датчиком и, регистрируя приемником акустические сигналы датчика, установленного в пуле, определяют скорость изменения ее температуры, пропорциональную коэффициенту температуропроводности исследуемого пласта.Способ поясняется фиг. 1 и 2. В скважину опускается глубинныи снаряд,состоящий из перфоратора 1 и приемного устройства 2 (см. фиг. 1). Перфоратором 1, тип которого определяется проходным диаметром ствола скважины, производится отстрел (перфорация) пулей. Внутри пули установлен температурный датчик, На фиг, 2 показаны варианты (а и б) его возможной конструкции.В первом варианте пуля перфоратора содер жит наконечник 8 и соединенные с ним корпуса 4 и 5, Внутренняя полость б заполнена расширяющейся при нагревании жидкостью с высокой температурой кипения, например, ртутью. Во внутреннем цилиндре корпуса 4 5 установлен поршень 7, на котором укреплензубчатый шток 8. Зубцы штока в отдельные моменты времени входят в зацепление с зубом 9 камертона 10, укрепленного на корпусе 5. Во втором варианте вместо цилиндра с 20 поршнем и возвратной пружиной 11 используется сильфон 12, внутренняя полость 13 которого также заполнена расширяющейся жидкостью. К спльфону прикреплен зубчатый шток 8, который воздействует на камертон 10, 25 укрепленный на корпусе 5.При отстреле пуля частично нагревается засчет теплоотдачн пороховых газов, частично за счет трения при разгоне в стволе перфоратора и торможении при внедрении в толщу 30 пород. Жидкость, заполняющая внутреннюю326355 9 В 2 Г Составпгсль Л. Байдако Тскрсд 3, Тараненк Редактор Гончарова орректор Л. Царькова аказ 509/7 ЦНИИПИ КончитИзд.65по делам изобретений Москва, Ж, 1 ау Типография, пр. Сапунова полость, нагреваясь вместе с пулей, расширяется и давит на поршень, перемещая его по цилиндру. Шток входит внутрь камертона.Затем пуля начинает охлаждаться за счет оттока тепла в породу. жидкость начинает сжимать шток под действием пружины или сжатия самого сильфона, который периодически цепляет за зуб камертона и тот начинает звучать, т, е. после снижения температуры датчика на определенную величину, определяемую его конструкцией, датчик подает акустический сигнал. При дальнейшем понижении температуры датчик пошлет второй сигнал, затем третий и т. д. Измерение интервалов времени между смежными акустическими импульсами, позволяет опоеделить коэффициент температуропроводности. ДействиЛ 1тельно а =, где т - время, 1 - темпе( 1-ь 1 ч)ратура датчика. Используя зависимость а =, =- К - , где К - коэффициент, зависящий отСоконструкции датчика, С - удельная теплоемкость среды, 6 - плотность среды, можно вычислить удельную теплопроводность среды Х.Упругая волна достигает пьезодатчика приемного устройства скважинного снаряда и 4преобразуется в электрический сигнал, который усиливается в усилительно-преобразовательном блоке и передается по кабелю к повсрхностному пульту, состоящему из прием ного усилителя, стандартного каротажногосамописца и генератора марок времени. На диаграммной ленте самописца отмечаются марки времени в виде прямоугольных импульсов. Приход акустического сигнала отме чается на диаграмме в виде кратковременного всплеска. Предмет изобретения 15 Способ определения коэффициента теплопроводности горных пород в их естественном залегании гутем измерения изменения температуры, отлииаощийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения процесса из мерен 1 ш, в исследуемый пласт через боковуюстенку скважины внедряют выстрелом пулю с установленным в ней температурным датчиком и, регистрируя приемником акустические сш.палы этого датчика, определяют скорость 25 изменсния температу ры, пропорциональнуюкоэффициенту температуропроводности исследуемого пласта. Тираж 473 Подписно и открытий при Совете Министров СССР ская наб., д. 4/5