Устройство для определения направления движения подземных вод

(594 Е 21 В 47/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСИОМЮ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Свердловский ордена ТрудовогоКрасного Знамени горный институтим. В.В. Вахрушева(54)(57)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯНАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ЯО;, 100172 йНИЯ по авт.св. У 710283, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностейустройства за счет обеспечения возможности получения одновременно ин-формации о скорости движения подземных вод, оно снабжено крыльчаткой снавеской радиоактивного изотопа,установленной под герметичной камерой на горизонтальной оси, соединенной с флюгером, и размещеннымна дне герметичной камеры над крыльчаткой коллиматором с цилиндрическим отверстием.01725 2 1 1 ОИзобретение предназначено для контроля движения жидкости в буровых скважинах.Известно устройство для определения направления движения подземных вод по основному авт.св. Р 710283, содержащее радиометр, магнитную стрелку с навеской радиоактивного изотопа и экран с кольцевой прорезью монотонно изменяющейся ширины, который размещен между магнитной стРелкой и детектором радиометра и скреплен с флюгером. Флюгер располагается по направлению движения подземных вод, а магнитная стрелка - по направлению магнитного меридиана. Угол между флюгером и стрелкой, т.емагнитный азимут потока подземных вод, определяется по интенсивности радиоактивного излучения, прошедшего через прорезь в экране и зарегистрированного радиометром.Для повышения чувствительности устройства магнитная стрелка размещена в немагнитной герметичной камере, скрепленной с флюгером и выполняющей роль своеобразного "поплавка" для флюгера и экрана.Недостатком описанного устройства является низкая информативность измерений, поскольку оно позволяет определить только направление потока, но не дает сведений о его скорости, Для определения скорости потока в скважину приходится опускать другйе устройства. 5 10 15 20 25 30 35 Под герметичной камерой 7 состороны, противоположной флюгеру, установлена крыльчатка 14 с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси 15, являющейся продолжением флюгера 1. На одной иэ лопастей крыльчатки размещена навеска радиоактивного изотопа 16, Расстояние изотопа 16 от оси вращения флюгера равно среднему радиусу кольцевой прорези в экране, так что этот изотоп располагается под Поставленная цель достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено крыльчаткой с навеской радиоактивного изотопа, установленной под герметичной камерой на горизонтальной оси, соединенной с флюгером, и размещенным на дне герметичной камеры над крыльчаткой коллиматором с цилиндрическим отверстием.На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - внешний вид устройства со стороны флюгера. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения получения одновременно информации о скорости движенияподземных вод,Устройство содержит флюгер 1, жестко соединенный с экраном 2, магнитную стрелку 3 с нанесенным на неерадиоактивным изотопом 4 и радиометр 5. Экран 2 имеет по всей окружности кольцевую прорезь 6 переменной,монотонно увеличивающейся ширины, Прорезь выполнена так, что радиоактивный изотоп при повороте магнитнойстрелки проходит по ее средней линии,Магнитная стрелка 3 помещена в герметичную камеру 7 для защиты от влияния перемещения исследуемой среды.Камера может быть заполнена масломдля устойчивости против гидростатического давления, Флюгер с экраном имагнитная стрелка поворачиваютсяоколо одной неподвижной оси 8.Детектор радиометра 5 закрыт цилиндрическим экраном 9 для защитыот рассеянного. излучения источникатак, что радиометр реагирует толькона прямое излучение изотопа, проходящее через прорезь в экране 2.Приращение ширины прорези в зависимости от угловой координаты выполнено таким, что интенсивность излучения, зарегистрированного радиометром, изменяется по линейному закону в зависимости от угла поворотафлюгера по отношению к магнитнойстрелке,Скважинный снаряд снабжен центрирующими рессорами 10, Сигнал изскважинного снаряда поступает покаротажному кабелю 11 на поверхностьв измерительный пульт 12 радиометраи на регистрирующий прибор (регистратор) 13. прорезью. На дне герметичной камеры 7 располагается коллиматор излучения с узким цилиндрическим отверстием 17, Отверстие 17 вместе с участком кольцевой прорези 6, расположенным над изотопом 16, образует коллимационный канал, через3который излучение этого изотопа попадает на детектор. Крыпьчатка 14 помещена в защитный цилиндрический кожух 18. Полый нижний наконечник 19 жестко скреплен с флюгером 1 и кожухом 18.Вместе с герметичной камерой 7 нижний наконечник 19 играет роль .своеобразного "поплавка" для .,сего поворотного блока, содержащего экран, флюгер, крыльчатку и магнитную стрелку, увеличивая выталкивающую силу, действующую на этот блок, что приводит к уменьшению трения при повороте флюгера, и, как следствие, к повышению чувствительности устройства по скорости потока.При помещении предлагаемого устройства в буровой скважине против водоносного пласта флюгер поворачивается в направлении потока под действием напора воды. Магнитная стрелка ориентируется по магнитному меридиану. Радиоактивный изотоп на стрелке создает определенную интенсивность излучения, зарегистрированную измерительным пультом 12 на поверхности, Интенсивность излучения и является мерой угла поворота флюгера относительно магнитной стрелки. Величина этого угла может быть определена на основании градуировочного графика.В то же время, когда флюгер поворачивается по направлению потока, . крыльчатка 14 располагается перпендикулярно ему и приходит во вращение вокруг оси 15. Радиоактивный изотоп 16, проходя под коллимацион 10017254ным отверстием 17, периодическиувеличивает интенсивность радиоактивного излучения, попадающего надетектор радиометра 5, и регистратор 13 фиксирует на диаграммнойленте пики интенсивности излученияна общем фоне, уровень которого определяется положением магнитной срелки под прорезью в экране. Для более10 простого и уверенного разделениясигналов, связанных с излучениемизотопов на крыльчатке и магнитнойстрелке, эти изотопы могут бытьвзяты отличающимися по энергии излучения, а в качестве радиометра использован каротажный гамма-спектрометр, например СГСЛ.Скорость потока подземных водможет быть определена на основаниитарировочных графиков по скоростивращения крыльчатки, которая в своюочередь, определяется по количеству1пиков интенсивности излучения, зафиксированных регистратором 13, за25 единицу времени. Метки времени проставляются на диаграммной ленте специальным реле регистратора.Расчеты показывают, что при использовании радиоактивных изотопов,ЗО дающих мягкое гамма-излучение с энер- .гией до 0,1 мэВ, предложенное устройство позволяет производить одновременное определение направленияи скорости движения подземных вод,начиная с 0,001 м/с,Устройство может быть выполненов виде приставки к серийным каротажным радиометрам, что обеспечиваетему широкое распространение.100 725 Фиг Редактор О. Кузнецо аз 1338/3 Тираж 548 ПодписноВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Б, Раушская наб., д. 4/5 ород, ул. Проектная, 4 Филиал ППП "Патент", г. У ехредИ.Верес Корректор Г. Решетник