CS232252B1 - Geofyzikální hlubinná sonda - Google Patents

Abstract

Geofyzikální hlubinná sonda pro elektric·* ký, ultrazvukový, radioaktivní, magnetický a termický pruzkum a pro stratametrii v hlubinných vrtech. Účelem vynálezu je vytvořit takové těleso sondy, která dobře těsní, pevnostně odolává všesměrovému tlaku kapaliny, je rezistentní vůči agresivním látkám a působí jako ultrazvukový izolátor tlumící parazitní ultrazvukové vlny. Uvedeného účelu se dosahuje tím, že k výrobě tělesa geofyzikální hlubinná sondy je použito tvrdé integrální polyuretanové pěny, jejíž hustota je zvolena v závislosti na všesměrovém tlaku podle vztahu graficky vyjádřeného na obr. i.

Description

Vynález · týká použití umělá hmoty na výrobu těle» geofyzikálních hlubinných sond.

Geofyzikální hlubinná sondy jsou přístroje pro měřeni v zemních vrtech, ve kterých se zpravidla nachází vrtný výplaeh nebe ložisková kapalina, popřípadě loužicí kapalina, a kda je zvýganý tlak i ta lota. Nepříznivá podmínky měření ve vrtu kladou značná nároky 'na elaktriekau izolaci, korozivzdornost a utěsněni geofyzikálních sond. U geofyzikálních hlubinných sond pro ultrazvukový průskům navíc přistupuje problám utlumeni parazitních elastických vln, Biřicích ee po tělese sondy. Proto tělesa známých geofyzikálních hlubinných sond a jejich díly se doeud vyrábějí z ušlechtilých nerezových oceli nebo barevných kevů obráběním. Výrobní postup je pracný a nákladný. Vznikají odpady úzkoprofilových materiálů. Kovová tělesa geofyzikálních hlubinných sond pro ultrazvukový průzkum vyžaduji užiti konstrukčně a výrobně složitých ultrazvukových izolátorů. Velký počet spojů činí montáž pracnou a časově náročnou.

Uvedená nevýhody odstraňuje geofyzikální hlubinná sonda podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že její tělese je z tvrdá integrální polyuretanová pěny, jejíž hustota je v závislosti ná všesměrovém tlaku dána vztahem:

y = b₂ x² + b, x + b₀ kde y je hustota (a) v kgm , _v rozmázl y e °i3Jj 0,966 x je všesměrový tlak (p) v MPa, v rozmezí x t 6; 51 b₂ je - 0,00 28 99 44 b, je + 0,29 6, 71 29 t>0 d® + 1.99 29 07 80.

Vynález vyeházl z poznatků dosud neznámých, kterými jsou vztahy mezi hustotou tvrdé integrální polyuretanová pěny a odolnosti proti všesměrovému působeni tlaku kapalin a mezi hustotou a ultrazvukovou izolaci. Poznání a definováni těchto vztahů umožňuje použit tvrdou integrální polyuretanovou pěnu na tělesa geofyzikálních hlubinných sond. Takovou pěnu, na která ee pe zatvrdnuti vytvoří hladká, nenaaákavá, bezporézní, integrální povrchová vrstva, jejíž mocnost je závislá na hustotě. Výhody geofyzikální hlubinná sondy podle vynálezu se projevují v její výrobě a užitných vlastnostech. Těleso sondy a jeho součásti, např. ultrazvuková izolátory, se vyrábějí vypěňovánlm ve formách. Odpadá třískové obrábění uSlechtilých kovů. Nevznikají odpady drahých materiálů. Elektrická a konektorová součásti se na stykových plechách s tělesem potírají polyakrylátevým lepidlem a Ůkládajl na distanční podložky de formy. Vypěněním výchozí kapalná látky ve formě vznikají kompaktní části tělesa nebe celé těleso geofyzikální hlubinné sondy. Odpadají četná spoje. Montáž sondy se výrazně zkracuje. Použiti tvrdá integrální polyuretanové pěny rozěiřuje oblast využiti geofyzikálních sond, nebol je činí odolnými i vůči silně agresivnímu prostředí, jakým je např. loužicí roztok pra podzemní louženl rud. U geofyzikálních hlubinných sond pro ultrazvukový průzkum odpadá výroba a montáž speciálních ultrazvukových izolátorů, nebol čáetl tělesa sondy z tvrdá integrální polyuretanové pěny jeou současně velmi účinným ultrazvukovými izolátory.

Konkrétní příklady použiti tvrdé integrální polyuretanové pěny k výrobě geofyzikálních hlubinnýbh sond padle vynálezu a vztahy pro volbu hustoty pěny jsou znázorněny na přiložených výkresech, kde na abr. t je graf závislosti hustoty tvrdá integrální polyuretanové pěny na tlaku kapaliny, na obr. 2 graf rychlosti ělřenl ultrazvukových vln v tvrdá integrální polyuretanová pěně v závislosti na její hustotě, na obr.3 je část tělesa geofyzikální hlubinná sondy, ultrazvukový izolátor, v podélném řezu, na obr. 4 je tělese geofyzikální hlubinná sondy pre elektrický průzkum v podélném řezu, na obr. 9 je schematický nákres kompletní geofyzikální hlubinná sondy pre elektrický průzkum a na obr. 6 schematický nákres kompletní geofyzikální hlubinná sondy pro ultrazvukový průzkum.

Hustota tvrdé integrální polyuretanové pěny pro výrobu geofyzikálních hlubinných sond podle vynálezu může být v praxi volena podle graficky vyjádřeného vztahu mezi hustotou pěny a tlakem kapaliny, jehož konkrétní příkld je znázorněn na obr. 1.

Nn vodorovné ose je vynesen tlak a v megapascalech a na svislé ose hustota v kilogramech na krychlový metr. Tlumicí úěinek tvrdé integrální polyuretanové pěny na parazitní ultrazvukové vlny, sledovaný u geofyzikálních hlubinných aond pro ultrazvukový průzkum, lze ověřit podle grafického vztahu na obr. 2, kde «6 avislé ose je vynesena rychlost y v metrech za sekundu a na vodorovné ose hustota i v kilogramech na krychlový metr.

Geofyzikální hlubinná sonda podle vynálezu, určená pro elektrický průzkum, obr. 5, sestává z tělesa 11. spojeného koncovou spojkou 21 s koncovkou 17 a hlavovou spojkou J2 s kabelovou hlavou 12, je zavěšena na karotážním kabelu 16 v hlubinném vrtu 19 zaplněném vrtným výplachem 16. Na tělese 11 jsou upevněny elektrody 15 pro měření zdánlivého specifického odporu geologických vrstev 2.0 hlubinného vrtu 12· Vnější napájecí elektrody A, g jsou zapojeny na zdroj 21 a měřicí eldctrody Μ, 0, N střídavě připojovány na potenciometr 22. Těleso 11, obr. 4, je vytvořeno z tvrdé integrální polyuretanové pěny 1, které je spojena polyakrylátovým lepidlem 2 s hlavovou spojkou 13., s koncovou spojkou 21 o s elektrodami 12. Uvnitř tělese H je v tvrdé integrální polyuretanové pěně 1 uložena na středících kolících g, upevněných v izolační trubce 2, zátěžka 2· V zátěžce 2 jsou upraveny průchodky 14 pro elektrické vodiče 2 spojené s elektrodami 15 a v koncové spojce 22 nálevní otvor IQ pro výchozí kapalinu tvrdé integrální polyuretanové pěny i·

Aby geofyzikální hlubinná sonda podle vynálezu byla způsobilá pro měření v hloubce 1 000 m, byla zvolena hustota a tvrdé integrální polyuretanové pěny 1 6.10“’ kgm“^, které činí sondu odolnou proti všesměrovému tlaku kapaliny až do hodnoty 14,5 MPa, tj. tlaku kapaliny v hloubce 1 450 m. Ze zdroje 21 se dodává přes napájecí elektrody £, fi a vrtný výplach 16 do geologických vrstev 20 v okolí hlubinného vrtu 19 proud známé intenzity a potenciometrem 22 se střídavě měří potenciální rozdíl mezi měřicími elektrodami Jí,

2, U a povrchem. Úbytek potenciálu je funkcí zdánlivého odporu geologické vrstvy 20 v okolí hlubinného vrtu 19 a z rozdílu potenciálů se usuzuje na její zrudnění.

Geofyzikální hlubinná sonda podle vynálezu, ve variantě pro ultrazvukový průzkum, obr. 6, sestává z tělesa 11 opatřeného koncovkou 17 a kabelovou hlavou 12. zavěšena na karotážním kabelu 16 v hlubinném vrtu 19 zaplněném vrtným výplachem 18. Těleso 11 je stavebnicově složeno z ultrazvukových izolátorů 2, obr. 3, sestávajících z tvrdé integrální polyuretanové pěny 1, která je spojene polyakrylátovým lepidlem 2 s čelními spojkami J. Centrální dutina JI je určena pro karotážní kabel 16. Ultrazvukové izolátory 2 tělesa 11 oddělují vysílač 24 od přijímačů 25 a přijímače 25 vzájemně, obr. 6.

Z vysílače 24 se šíří jednak užitečné ultrazvukové vlny 26. procházející vrtným výplachem 18 a geologickými vrstvami 20 v okolí hlubinného vrtu 19 do přijímačů 22, jednak parazitní ultrazvukové vlny 22, procházející tělesem 11 do přijímačů 22· Aby geofyzikální hlubinná sonda podle vynálezu byla způsobilá pro ultrazvukový průzkum geologických vrstev 20 v okolí hlubinného vrtu 12., musí přijímače 25 přijmout užitečné ultrazvukové vlny 22 dříve než parazitní ultrazvukové vlny 27. Účelu se dosahuje Zvukově izolačními účinky tělesa li. Při požadavku, aby parazitní ultrazvukové vlny 27 se nešířily tělesem 11 rychleji než 1 500 ms^_1, byla zvolena hustote a tvrdé integrální polyuretanové pěny 1 pro ultrazvukové izolátory 2 tělesa 11 4.10“’ kgm“\ Zvolená hustota činí těleso H odolné proti všesměrovému tlaku kapaliny až do hodnoty 6,5 MPa, tj. do hloubky 650 m.

Tvrdou integrální polyuretanovou pěnu 1 lze použít na výrobu těles 11 geofyzikálních hlubinných sond pro radioaktivní, magnetický a termický průzkum a pro stratametrii v hlubinných vrtech.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Geofyzikální hlubinná sonda, zsvěěené na karotážním kabelu za kabelovou hlavu, rozebíratelně spojenou s tělesem opatřeným koncovkou, vyznaěená tím, že její těleso (11) je z tvrdé integrální polyuretanové pěny, jejíž hustota je v závislosti na vSesměrovém tlaku dána vztahem:

   y = b₂ x² + x + b_Q kdfe y je hustota (s) v kgm^-^, v rozmezí y 6 0,33} 0,966 x je všesměrový tlak (p) v MPa, v rozmezí x 6 6} 5, b₂ je - 0,00 28 59 44 b, je + 0,29 61 71 25 b_Q je + 1,95 29 07 80.