Способ определения внутреннего объема полостей, в частности подземных полостей, например, пустот, каверн, галерей и тому подобных естественных образований

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК р 1)5 Е 21 В 4 ИЕ ИЗОБРЕ ОП сат затеи осуществляют резкое - вэрывообразное кратковременное увеличение или уменьшение объема среды, запопняющей исследуемую полость, измеряют изменение давления после указанного воздействия, определяют дифференциальное изменение давления ДР в функции дифференциального изменения объема до достижения средой стационарных условий и по измеренным значениям определяют искомый внутренний объем полости по формуле зобретен н промышленности исследованию и пример пустот,дов и т.д.Цель иэобрености определеполости.Сущность з ения повышение точреннего объема аетсяъема бретения закд изменениемщей иссл и е в то чт едуему е давл среды, заполня лость, измеряю и г энач ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬПИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(56) Авторское свидетельство СССР В 533723, кл, Е 2 В 47/08, 1972Авторское свидетельство СССР У 665081, кл, Е 21 В 47/08, 1979, (54) СПОСОБОПРЕДЕЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ОБЪЕМА ПОЛОСТЕЙ, В ЧАСТНОСТИ ПОДЗЕМНЫХ ПОЛОСТЕЙ, НАПРИ 1 ЕР ПУСТОТ, КАВЕРН, ГАЛЕРЕЙ И ТОМУ ПОДОБНЫХ ЕСТЕСТВЕННЫХ ОБРАЗОВАНИЙ(57) Изобретение относится к горнойпром-сти и позволяет повысить точ. ность определения внутреннего объема исследуемой полости (ИП), Для этого перед изменением объема среды, за. -тносится к Гор Оиа более конкретно кземных полостей, наанерн, галерей, хополняющей ИП, измеряют значение дав.ления, Затем осуществляют взрывообразное кратковременное посредством"полуоборотного крана" увеличениеили уменьшение объема среды, заполняющей ИП После этого определяютдиФференциальное изменение давленияАР в функции дифференциального изменения объема до достижения средойстационарных условий, По измереннымзначениям определяют искомый внутренний объем Ч ИП по Формуле У=аЧ/С ЬР,где а 7 - заданное изменение объема,а С - сжимаемость среды, При использовании в качестве среды жидкостиуменьшение объема среды ИП осуществляюг путем впуска части заполняющейИП жидкости в емкость с известным обьеиом, Объем среды, заполняющей И соединенную с окружающей атмосферой например подвал, увеличивают путем вйпуска среды из газового баллона, Способ позволяет определить объем полостей любого объема и различной морфологии, 2 э,п, Ф-лы, 1574182Ч--- где ЬЧ - заданное изменеСР фние объема, а С - сжимаемость среды,Кроме того в случае использонаУ5ния жидкости в качестве среды резкое - взрынообразное уменьшение объема среды исследуемой полости осуществляют путем резкого впуска части за-.:крана" впуска среды из газового баллона,П р и.м е р 1, На устье скважинызакреплена головка манометра с боль-,70шой точностью индикации, которая может фиксировать изменение давленияуже с величины в 1 Па, На устье скважины предусмотрено устройство, известное под названием "полуоборотный кран", особенность которого со"стоит в том, что при повороте исполнительного.механизма кран открывается только на очень короткое время,на.одно мгновение или на несколькомгновений.и затем закрывается, ОдноВременно н скважине измеряют соответствующий уровень жидкости, которыйполучился на 132 м глубины скважины,Затем с помощью воздушного компрессора создают давление на устье скважины, равное 0,536 МПа., Значения дав"ления, индицированные на измерительной головке, регистрируют, В масштабе, определенном с помощью давленияв головке скважины, опускается уровень воды в скважине, Это понижениезеркала воды составляет приблизительно 50 м.Определение объема соответствующей 45полости согласно предлагаемому способу в данном случае проводят такимобразом, что благодаря открытию "полуоборотного крана" резко и толькона короткое время обеспечивают выпуск воздуха, Вследствие выпуска воздуха падает давление в головке скна"жины на 927 Па, и это значение былорегистрируется измерительной головкой для измерения давления, ЧастьВыпущенного объема воздуха компенси 55руется путем замещения водой, поступившей в скважину за счет инфильтрации, в то время как давление н го-. ловке скважины стабилизируется всравнении с исходным давлением назначении ниже его на 541 ПаВ скважине никоим образом не изменяются гидростатические условия,так как неизменно часть выпускаемоговоздуха в скважине замещается водой,вливающейся из окружающих слоев, Вданном случае определяющие изменениядавления регистрируются непрерывно,На основе изложенного величина каверны, полученная расчетным путем (с помощью известных соотношений материального баланса), составляет 2600 м3П р и м е р 2, Между предусмотренной на нефтяном поле группой емкостей и местом основного сбора нефти провоцится транспортировка нефтипо стальному трубопроводу длиной6868,25 и с внутренним диаметром95,4 мм и толщиной стенок 6,3 мм,Вдоль магистрали установлены высокоточные измерительные головки для измерения данления, описываемые н примере 1, с мелким делением шкалы, аименно, считая от места ввода (в мес"те нахождения емкости), на расстоянии1680, 3670 и 6860 м, и закреплен "полуоборотный кран",Для осуществления способа на местеввода нефти на трубопроводе закреплена емкость с известным объемом (ресивер), равным 288 см . В исходном9состоянии прежде всего измеряют давление, имеющееся в трубопроводе, Затем путем открытия "полуоборотногокрана" резко выпускают нефть из трубопровода в ресинер (до его полногозаполнения). Из-за резкого выпусканефти давление нефти н трубопроводепадает на 13,963 кПа, Как результатуменьшения давления сужение диаметратрубопровода может быть определенов виде упругой деформации или можетбыть определена величина усадки,Изменение давления также зарегистрировано после выпуска нефти,Принимая в расчет известный коэффициент сжимаемости для нефти-4 -4,7 ф 10 ИПа , установлено, что изобщего объема трубы, те, из 49,1 мна участок от места сужения трубопровода до места. начала трубопровода приходится 38,5 м обьема трубопровода, Из этих данных может бытьрассчитано расстояние до места сужения трубопровода, которое равно5380 .мвФормула изобретения 1Способ определения внутреннего объема полостей, в частности подземных полостей, например пустот, каверн, галерей и тому подобных естественных образований, основанный на изменении объема среды, заполняюСоставитель И,НазаркинаТехред М.Ходанич Корректор С.Черни Редактор Н,Яцола Тираж 485 Заказ 1649 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям .при ГКНТ СССР 113035, Москва, ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 5 15П р и м е р 3. Дляподвала не-известного объема, только ограничен- .но (например, с помощью закрываемойдвери) соединяемого с дневной поверх-;ностью, должен быть определен с целью закладки подвала его объем,Для.осуществления предлагаемогоспособа в подвале установлена высокочувствительная измерительная головка дпя измерения давления, Величина давления воздуха равна0,101325 МПа, Увеличение объема воздуха, находящегося в пространствеподвала осуществлено благодаря резкому, подобному взрыву, открытию газового баллона, содержащего 0,078 мазота под давлением 0,65 МПа, За .счет детонации в исследуемом пространстве подвала давление поднялось на 530 Па, а затем выравнялосьс давлением воздуха в окружающемпространстве.По предлагаемому способу измеряюти регистрируют давление воздуха вподвале перед детонацией, затем также непрерывно измеряют и регистрируют давление после детонации в виде изменения давления, С помощьюэтих данных рассчитывают объем подвала, равный 950 мЗ,Предлагаемый способ позволяет определить объем полостей любого объема и различной морфологии,74182 6щей исследуемую полость, на измерении значений давлений перед изменением объема среды и после, по которым 1"определяют искомый внутренний объемполости, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения точностиопределения внутреннего объема полости, изменение объема среды, заполняющей исследуемую полость, осуществляют путем взрывообразного посредством "полуоборотного крана" увеличения или уменьшения объема среды, приэтом искомый внутренний объем полостиопределяют по формуле: 20 где ЬЧ - заданное изменение объемасреды, заполняющей исследуемую полость;С - сжимаемость среды;ЬР - дифференциальное изменение25 давления среды, заполняющейисследуемую полость, до достижения средой стационарныхусловий,2, Способ по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при использовании жидкости в качестве среды, резкое уменьшение объема среды исследуемой полости осуществляют путем резкого впуска части заполняющей полостьжидкости в емкость с известным объемом.3, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что резкое увеличение объема среды, заполняющей иссле 40 дуемую полость, соединенную с Окружающей атмосферой, например, подвал,осуществляют путем резкого впускасреды из газового баллона,