Устройство для измерения давления подземных вод

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЯО 11(5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИДЕТ ЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМ герметичнои рабочеи ка ленной в колонне труб, из колен манометра гид динено с фю 1 ьтровой ка ч а ю щ е е с я тем, повышения точности изм ере, установичем однолически соеой, о т л ито, с целью рения абсол ного давления, 1-оманометр выполненного диэлектрическтором образованы ввидные колена, на азныи ртутныивиде толстосте о корпуса, в котикальные щелеутренних стенках оторых в наклонных ах с посто ным шагом по в неподвижные ко каждого колена ные емкости, з этом второе ко ИЗМЕ РОЙСТВО ДЛЯ ЗЕМНЫХ ВОД(54)(57) УДАВЛЕНИЯ ПП-образныйрительной содержащее метр с измещенный в соеди ическ остью ртутныи ман хемой, разм онны труб. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(46) 15.10.85. Бюл. У 38 (72) В,В.Бадов и А.А.Киселев (71) Всесоюзный научно-исследовател ский институт гидрогеологии и инженерной геологии(56) Авторское свидетельство СССР У 340919, кл. С 01 1. 9/00, 1970,Техника и технология бурения и исследования гидрогеологических скважин,: Сб. трудов, вып. 149, М., 1982, с. 74-76. ртикали установлены такты, а на выводах установлены"эластичполненные водой, при ено манометра гидравно с внутренней по 1185 131Изобретение относится к гидрогеологии и может быть использовано дляизмерения давления подземных вод, в том числе в слабопроницаемых горных породах. 5Целью изобретения является повышение точности измерения абсолютного давления.На фиг.1 схематически изображено устройство, общий вид, разрез; на 1 О фиг.2 - плечо манометра с внутренними неподвижными контактами, разрез, вид сбоку; на фиг.3 - схема размещения и соединения неподвижных контактов. 15Устройство для измерения давления подземных вод, опущенное в скважину 1 на колонне труб 2, содержит трубчатую герметичную камеру 3 с установленным в ней резистивным ртутным 20 манометром 4. Затрубное пространство скважины заполнено тампонирующим материалом 5. Одно из колен манометра гидравлически соединено с фильт- "ровой камерой б, а другое - с полос тью колонны труб. Колена манометра имеют сообщающиеся щелевидные полости, заполненные через штуцер 7 ртутью 8 и дистиллированной водой 9. Имеются также сосуды 10 и 11, соединенные с ЗО плечами манометра для предотвращения перелива ртути в фильтровую камеру или колонну труб при нескомпенсированном перепаде давления, превышающем заданный предел измеренийНа выводах 12 и 13 колен манометра 4 из герметичной камеры 3 смонтированы эластичные емкости 14 и 15, заполненные дистиллированной водой и имеющие объем больший объема внутренних полостей мано О метра. Высота столба воды 1 б в полости колонны труб 2 регулируется и позволяет производить компенсацию перепада давления при приближении разности отметок ртути в коленах манометра 45 к заданному пределу. Таким образом, колонна труб 2 выполняет роль компенсационной камеры.В колена манометра вмонтированы равномерно разнесенные по вертикали 50 и горизонтали неподвижные контакты 17, расположенные в наклонных рядах и соединенные с внешней стороны в элек" трическую цепь через постоянные резисторы 18. Перемещение ртути, вызывае мое перепадом давления между фильтровой и компенсационной камерами, шунтирует часть резисторов через смоченные ртутью неподвижные контакты, изменяя сопротивление электрической цепи.Кроме того, с целью контроля за герметичностью рабочей камеры в ней установлен шунт 19 электрической схемы измерителя перепада давления.С целью повышения точности измерений конструкция преобразователя перепада давления в электрический сигнал содержит переменные сопротивления в обоих плечах манометра. При этом точка С включена в диагональ измерительного моста, а сопротивление преобразователя между точками А и В остается постоянным. Для передачи сигнала на измерительный прибор, установленный на поверхности,.используются три проводника 20, 21 и 22. В случае разрыва электрической цепи одного из плеч манометра измерения могут проводиться по схеме, в которой в качестве переменного сопротивления используется исправное плечо преобразователя. Передача информации на поверхность в этом случае осуществляется по двум проводникам 20 и 2 1 или 21 и 22. Проводники 20 и 22 выводятся через герметичный проходной контакт 23, а проводник 21 крепится к монтажному лепестку 24 с внутренней стороны корпуса рабочей камеры, а выводится на поверхность с ее наружной стороны, т,е. проводник 21 не имеет проходного контакта.Манометр 4 выполнен иэ толстостенного корпуса. Колена манометра собраны из трех пластин, скрепленных следующим образом. Две идентичные пластины, каждая из которых с одной стороны имеет широкую борозду с вмонтированными в нее неподвижными контактами, наклеены симметрично на разделительную пластину, имеющую сквозное отверстие у основания борозд, На уровне верха борозд внешние пластины имеют отверстия, через которые щелевидные полости манометра соединены с сосудами 10 и 11. Сосуд 10 имеет вывод в полость колонны труб, а сосуд 11 - в фильтровую камеру.Сборка устройства производится при его изготовлении. При этом к отрезку трубы, служащей корпусом рабочей камеры, приваривается нижняя торцовая крышка, имеющая проходное отверстие для штуцера 13 и резьбовое соединение 25 для крепления корпуса3 11851 фильтровой камеры б. После этого в корпусе герметичной камеры 3 устанавливается полностью собранный манометр 4; проводник 21 соединяется с монтажным лепестком 24, прикрепленным к верхней торцовой крышке рабочей камеры, а проводники 20 и 22 с контактами проходного отверстия 23; верхняя торцовая крышка рабочей камеры, имеющая, кроме того, проход ные отверстия для штуцеров 7 и 12 ирезьбовое соединение 26 для крепления с колоной труб 2, устанавливается на корпус рабочей камеры и приваривается к ней. Зазоры между штуце рами 7, 12 и 13 и проходными отверстиями для них устраняются сваркой.Корпус фильтровой камеры 6 представляет собой отрезок перфорирован ной трубы, имеющий на одном торце резьбу для соединения с рабочей камерой 3 посредством резьбового соединения 25, а на другом - коническую заглушку. 25Подготовка устройства к работе заключается в следующем.Перед погружением в скважину манометр, установленный в трубчатой З 0 герметичной камере, заполняют дистиллированной водой. Для этого на штуцер 13 надевают и закрепляют эластичную (например, резиновую) емкость 15, имеющую цилиндрическую 35 форму и вмещающую при избыточном напоре 1 м вод.ст. объем воды больший суммарного объема внутренних полостей системы манометра. Прокачкой воды, осуществляемой с помощью элас тичной емкости 15, из системы манометра вытесняют защемленный воздух и доливают воду. После этого через штуцер 7 заливают дозированный объем ртути, заполняющий плечи манометра 45 наполовину. Штуцер 7 закрывают, на резьбовое.соединение 25 навинчивают корпус фильтровой камеры 6, а само устройство с помощью резьбового соединения 26 - на трубу 2 и начинают 50 спуск в скважину. 31 4Устройство опускается в скважину,оборудованную на всю глубину колоннойобсадных труб, имеющих внутреннийдиаметр больший внешнего диаметра рабочей камеры (на фиг.1 колонна обсадных труб не показана)При этом оноопускается при помощи колонны труб 2,имеющихвнешний диаметр меньший диаметра рабочей камеры. Колонна труб2 наращивается по мере погруженияустройства в скважину,При опускании устройства в скважину ниже уровня подземных вод проводятнаблюдения за величинами перепададавления и, если они приближаются кзаданному пределу, производят процедуру компенсации. С этой целью в полость труб, выполняющей роль компенсационной камеры, доливают (или отливают) воду, высота столба которой надизмерительным плечом манометра должна соответствовать глубине его погружения под уровень подземных вод. Придальнейшем погружении устройства вскважину процедуру компенсации перепада давления повторяют.После достижения заданной глубиныпогружения устройства в скважину затрубное пространство тампонируют. Сэтой целью в пространство между колонной обсадных труб и колонной труб2 опускают вспомогательную колоннутруб малого диаметра на фиг.1 непоказана) до отметки верха рабочейкамеры. Затем извлекают колонну обсадных труб, нагнетают в скважинуцементный раствор на всю высоту ствола и извлекают вспомогательную колонну труб, использованную для нагнетания раствора.К систематическим наблюдениям зарежимом давлений подземных вод приступают после выстойки скважин.Устройство работает на принципеуравновешивания давления подземныхвод, действующего на фильтровую камеру. При этом изменения давленияподземных вод, воспринимаемые эластичной емкостью 15, приводят к перераспределению воды и ртути в гидрав.лической системе устройства.