Sposób wedlug niniejszego wynalazku pomiarowe, to zmiana polozenia elektrod polega na wykorzystaniu zmiany pradu w w otworze wiertniczym wywola zmiane na- obwodzie elektrycznym do okreslania tezenia pradu, która bedzie zalezna od wlasciwosci i polozenia pokladów geolo- wlasciwosci pokladów otaczajacych elek- gieznych, przez które ma byc przeprowa- trody. dzony szyb, np. szyb do wydobywania o- Wedlug wynalazku metalowe oszalo- leju skalnego, wania otworu wiertniczego tworza czesc Wedlug wynalazku w otworze wiertni- obwodu pradu, czym oraz na powierzchni ziemi dokola Urzadzenie wedlug wynalazku moze niego umieszczone zostaja elektrody ogni- byc równiez zaopatrzone w samoczynny wa galwanicznego, którego elektrolitem przyrzad rejestrujacy, podajacy dane jest sama ziemia wzglednie znajdujace dotyczace wlasnosci i przesuniec rozma- sie w niej plyny. Jezeli do takiego ogniwa itych pokladów, galwanicznego przylaczy sie przyrzady Fig. 1 przedstawia urzadzenie wedlugtoytnaiazku; fig. 2 — schematycznie wskaz¬ nik samopiszacy; fig. 3 — wykres zdjety sposobem wedlug wynalazku; fig. 4 — od¬ miane elektrody otworu wiertniczego, a fig. 5 — 13 rozmaite odmiany urzadzenia wedlug wynalazku.Jak widac z fig. 1 otwór wiertniczy 11 ciagnie sie do glebokosci pokladu roponos- nego 12. Podczas poglebiania tego otworu wpuszcza sie do niego rure okladzinowa.Rura ta posiada na swym dolnym koncu okucie 15, które tkwi np. w warstwie lup¬ kowej 16, zamykajac dostep do wnetrza rury okladzinowej okruchom skalnym lub ziemi, równiez olejowi i wodzie z pokladów wyzszych.Wedlug fig. 1 do rur okladzinowych jest przylaczony zewnetrzny obwód pra¬ du. Do górnego konca 19 rury 14 jest przy¬ laczony przewód 18 laczacy rure 14 z elek¬ troda 20, zaglebiona w ziemi. W przewód 18 wlaczony jest przyrzad pomiarowy 21, do którego jest przylaczony równolegle obwód bocznikowy 22, mianowicie bateria 23 lub inne zródlo pradu wlaczone w sze¬ reg ze zmiennym opornikiem 24.Poza tym w pewnej odleglosci od otwo¬ ru wiertniczego znajduje sie uziemiona e- lektroda 26, polaczona przewodem 27 z bebnem 28, na który nawinieta jest czesc tego przewodu. Przewód ten biegnie po¬ przez krazek 29 w glab otworu wiertnicze¬ go i jest zakonczony elektroda 30, przesu¬ wajaca sie w otworze wiertniczym. W glówny obwód pradu polaczony z elektro¬ da 26 yrlaczony jest szeregowo przyrzad pomiarowy 34, którym jest wskaznik na¬ piecia lub natezenia pradu. Pomiedzy e- lektroda 26 a »3rzadem pomiarowym 34 do glównego obwodu pradu przylaczony jest obwód dodatkowy z bateria 32 i opor¬ nikiem zmiennym 33, wlaczonym szere¬ gowo.W otworze wiertniczym wewnatrz rur 14 znajduje sie elektrolit 36, np. solanka (slona woda). Przesuwna elektroda 30 stanowi wobec tego elektrode ogniwa gal¬ wanicznego. Jest ona wyposazona w ra¬ miona 37, które opierajac sie o sciane otworu wiertniczego utrzymuja plytki 30 na osi otworu wiertniczego'.Przyrzad pomiarowy 21, wlaczony w obwód, którego czesc stanowi rura 14, po¬ siada postac samopiszaoego wskaznika 40 (fig. 2). Wskaznik 40 posiada podzialke 41 i wskazówke 42. Wraz z ta wskazówka porusza sie ramie 42 z olówkiem 44. Pod¬ czas wychylania sie wskazówki 42 olówek przesuwa sie po arkuszu papieru 48, na¬ ciagnietym na beben 47. Beben wraz z ar¬ kuszem papieru obraca sie na osi 46, pola¬ czonej z elastycznym walem 50, na którego koncu osadzony jest na stale krazek 51, stykajacy sie z przewodem 27 miedzy bebnem 28 i krazkiem 29. Wskutek tego przewód 27 przesuwajac sie obraca kra¬ zek 51, wal 50 i beben 47. Kat obrotu bebna i arkusza 48 jest wiec proporcjo¬ nalny do glebokosci opuszczenia elektrody 30 w otwór wiertniczy.W urzadzeniu przedstawionym na fig. 1 uziemiona elektroda 26 znajduje sie w od¬ leglosci okolo 40 m od otworu 11, a uzie¬ miona elektroda 20 — w odleglosci okolo 40 m od elektrody 26, a wiec w odleglosci 80 m od otworu 11. Pomiary i rysunki sa tym dokladniejsze, im mniej jest zaklócen pradu przeplywajacego do uziemionych elektrod 20 i 26. W celu unikniecia tych zaklócen elektrycznych, elektrody mozna umieszczac, znacznie dalej lub blizej otwo¬ ru wiertniczego, niz to zostalo zalozone.Na przyklad decydujaca dla wyboru punktów uziemienia elektrod 20, 26_ jest obecnosc metalowych rurociagów na po¬ wierzchni lub w poblizu powierzchni ziemi, mianowicie gdy te metalowe rurociagi sty¬ kaja sie przewodzaco z rurami okladzino¬ wymi otworu wiertniczego.Wiadomo, ze gdy w ziemi umieszczone zostana elektrody i utworza sie obwody elektryczne, powstaja w niej prady. We-dlug wynalazku lepsze wyniki daje urza¬ dzenie tak zbudowane, aby prad w nad¬ ziemnych przewodach plynal w kierunku pradów ziemnych, a nie w przeciwnym.Poniewaz rury 14 sa juz osadzone w otwo¬ rze wiertniczym i sa wykonane z zelaza, wobec tego wszystkie inne elektrody, mia¬ nowicie 20, 26 i 30, musza byc wykonane tak, aby kierunek przeplywu pradu w zie¬ mi byl zgodny z kierunkiem przeplywu pradów nad powierzchnia ziemi.Rura okladzinowa 14, elektroda 30 i e- lektrolit 36 tworza ogniwo galwaniczne.Powstaje zatem prad, plynacy przez zie¬ mie i przewody nadziemne.Elektroda 30 w otworze wiertniczym jest wykonana w tym celu z metalu elek¬ trochemicznie ujemnego wzgledem zelaz¬ nych rur okladzinowych 14. Elektroda 30 moze wiec byc wykonana z cynku. Ewentu¬ alnie uziemiona elektroda 26 moze byc wykonana z metalu, który jest elektroche¬ micznie dodatni wzgledem rury 14, np. z cyny, miedzi, srebra, antymonu lub zlota.Natomiast druga uziemiona elektroda 20 powinna byc elektrochemicznie ujemna wzgledem rury 14, a wiec równiez wzgle¬ dem elektrody 26, moze ona zatem równiez byc wykonana z cynku.Przy takim wyborze elektrod prad ply¬ nie od elektrody 30 przez elektrolit 36 i rure 14 do uziemionej elektrody 26 i po¬ przez przewód 27 i polaczone z nim przy¬ rzady z powrotem do otworu wiertniczego i elektrody 30. Ten kierunek pradu jest pozadany, lecz nie koniecznie potrzebny.Mozna równiez kierunek ten odwrócic, np. przez zmiane elektrod lub przez wlacze¬ nie do obwodu zródla sily elektromoto¬ rycznej wiekszej od sily elektromotorycz¬ nej ogniwa utworzonego przez ziemie i skierowanej przeciwnie do sily elektromo¬ torycznej wytwarzanej przez ziemie.Elektrode 20, jak juz bylo wspomnia¬ ne, najkorzystniej jest wykonac z metalu elektrochemicznie ujemnego wzgledem ze¬ laznych rur 14, np. z cynku, Jezeli zas elektrode 20 wykonac jako elektroche¬ micznie ujemna, to elektrode 26 nalezy wykonac elektrochemicznie dodatnia.Wskutek róznicy potencjalów miedzy u- ziemionymi elektrodami 20 i 26 plynie prad dodaitkowy, który moze byc wykorzy¬ stany przy odczytywaniu wskazan wskaz¬ nika 21, w celu uzyskania bardziej róznia¬ cych sie wskazan. Przeplyw pradu w ob¬ wodzie rur okladzinowych jest nastepuja¬ cy: z uziemionej elektrody 20 przez zie¬ mie do rur okladzinowych 14 i poprzez przewód 18 z powrotem do elektrody 20, oraz od uziemionej elektrody 20 przez ziemie do elektrody 26 i przewodu 27, a mianowicie w tym samym kierunku, co w^ wyzej opisanym obwodzie elektrody otwo¬ ru wiertniczego. Tak samo i tutaj przez obranie elektrody 20 elektrochemicznie u- jemnej wzgledem rury 14 mozna odwrócic kierunek przeplywu pradu.Szczególnie dokladne wyniki pomiarów nalezy przypisac sprzezeniu wedlug wy¬ nalazku jednego obwodu pradu z drugim, a chociaz dokladniejsze pomiary daje urza¬ dzenie gdy prady plyna wedlug fig. 1, to jednak przy przeciwnych kierunkach pra¬ dów mozna równiez otrzymac dostatecznie dokladne wyniki.Wskaznik 21 mozna umiescic w obwo¬ dzie otworu wiertniczego, stwierdzono jednak, ze prady ziemne wplywaja w pew¬ nym stopniu zaklócajaco na obwód otworu wiertniczego i dlatego przyrzad ten umie¬ szcza sie w obwodzie rur okladzinowych.W celu przeprowadzenia badania wne¬ trza ziemi elektrody 20, 26 umieszcza sie w ziemi, a wiec elektrode 26 w odleglosci okolo 40 m, a elektrode 20 w odleglosci o- kolo 80 m od otworu wiertniczego. Nastep¬ nie uziemia sie wzglednie przylacza do rur okladzinowych obydwa obwody pradu, a elektrode zapuszcza sie w otwór wiertni¬ czy az do miejsca, którego wlasciwosci po¬ kladów sa znane. Na fig. 1 poklad lupko-Wy 16, W którym znajduje sie pierscien 15, przyjeto za poklad znany, który poddano uprzednio badaniom geofizykalnym. Nie¬ kiedy "wiadomo, ze poklad piasku nasyco¬ nego ropa znajduje sie w otworze wiert¬ niczym na pewnej glebokosci i w tym przy¬ padku elektrode 30 zaglebia sie tylko do glebokosci tej warstwy piasku nasyconego olejem. Odczytuje sie nastepnie wskazanie? przyrzadu 34, a jezeli wskazanie, przy od¬ powiednio dobranych elektrodach i silach elektromotorycznych, rózni sie od 860 mi¬ liwoltów wiecej niz o 150 miliwoltów, wów¬ czas zwieksza sie lub zmniejsza opór 33, aby przyrzad wskazywal mniej wiecej 860 miliwoltów. Nastepnie obserwuje sie prad plynacy od uziemionej elektrody 20 do rur okladzinowych 14, przy otwartym obwo¬ dzie 22. Odczytane napiecie powinno wy¬ nosic okolo 380 miliwoltów z dokladnoscia + 100 miliwoltów. Jezeli odczytane na¬ piecie nie lezy w tych granicach, to wów¬ czas w przewód 18 mozna wlaczyc np. ba¬ terie, w celu zwiekszenia napiecia. Zwykle jednakze nie jest to konieczne. Jedynie przy starych, czesciowo przezartych ru¬ rach okladzinowych 14 wskutek ich zmniej¬ szonej przewodnosci wlaczenie baterii w ten obwód staje sie konieczne. Jezeli od¬ czytana wartosc jest zbyt duza, to mozna wlaczyc opór. Nastepnie wyznacza sie na¬ piecie miedzy uziemionymi elektrodami 20 i 26. Jezeli elektroda 26 w obwodzie ze¬ wnetrznym jest dodatnia, to odczytane na¬ piecie powinno wynosic 970 miliwoltów z dokladnoscia + 150 miliwoltów. Jezeli odczytane napiecie nie lezy w tych grani¬ cach, to nalezy zmieniac odleglosc miedzy elektrodami 20, 26 az do odczytania odpo¬ wiedniej wartosci.Powyzsze napiecia podane sa jedynie dla przykladu, poniewaz badania daja sie najlepiej przeprowadzic w granicach tych wartosci, jednakze mozna równiez obrac w razie potrzeby inne napiecia.Po wyregulowaniu wyzej wymienionych napiec napiecie w zewnetrznym obwodzie rur okladzinowych nalezy tak zmienic, aby olówek 44 dotykal srodka tasmy 48, co mozna osiagnac przez zmiane opornosci 24.Gdy beben 28 powoli^sie obraca, a elektro¬ da 30 podnosi sie, natezenie pradu w ob¬ wodzie utworzonym z rur okladzinowych oraz przewodnika 18 zmienia sie, a ramie 43 przesuwajac olówek po arkuszu 48 w prawo lub w lewo kresli wykres. Gdy elek¬ troda dojdzie do glowicy otworu wiertni¬ czego, wówczas zdejmuje sie tasme 48 — wykres pozwala wtedy rozpoznac poloze¬ nie lupku i piasku.Istnieje szereg teoryj naukowych o kie¬ runkach i innych wlasciwosciach pradów ziemnych. Jednak urzadzenie wedlug wy¬ nalazku zostalo zbudowane niezaleznie od tych teoryj. Mimo to pozwala ono na do¬ kladne i latwe okreslenie polozenia pokla¬ dów skalnych i piaskowych przy wierce¬ niach naftowych, gdy tylko stosowane sa rury okladzinowe.Ze zmiana polozenia elektrody 30 zmie¬ nia sie w obwodach 18 i 27 napiecie lub na¬ tezenie pradu. Gdy elektroda 30 znajduje sie naprzeciwko pokladu lupku lub kamie¬ nia, w przewodach 18 i 27 plyna inne pra¬ dy niz gdy elektroda 30 znajduje sie na¬ przeciwko pokladu piasku. Na podstawie1 wykresu wedlug fig, 3, zdjetego w urza¬ dzeniu wedlug wynalazku, fachowcy z la¬ twoscia okreslaja polozenie pokladów piaskowych, zawierajacych olej skalny, a tym samym równiez wysokosc, na jakiej nalezy przewiercic z boku rure okladzino¬ wa 14, w celu doprowadzenia do niej ropy naftowej.Mianowicie zmiany natezenia pradu w przewodach 18 i 27 zaleza od zmian opor¬ nosci wewnetrznych ziemnych ogniw gal¬ wanicznych. Rura okladzinowa 14 jest jedna elektroda ogniwa, a plyty 20 i 26 sa drugimi elektrodami. Lezaca miedzy nimi ziemia stanowi elektrolit, którego opor¬ nosc zalezy od polozenia elektrody 30, de-cyduje bowiem opornosc warstwy pokladu polozona kolo tej elektrody.Przedstawiony na fig. 3 rysunek jest wykresem zmian napiecia w zaleznosci od glebokosci pokladu na glebokosci 1 158 m — 1 295 m pod powierzchnia ziemi w szy¬ bie naftowym Farwell nr 4 przedsiebior¬ stwa Union Oil Company w Santa Fe Springs, Kalifornia. W tym otworze wiert¬ niczym pierscien 15 rur14 byl osadzony na glebokosci 1 295 m w pokladzie lupku, któ¬ ry w tym polu naftowym znany jest jako poklad Meyera. Przy pierwszym zapu¬ szczeniu elektrody 30 prad obwodu rur o- kladzinowych i przewodu 18 nastawiono tak, aby obecnosc pokladu lupkowego wskazywal poziom 60 krzywej. Wszystkie na lewo skierowane wierzcholki krzywej wyznaczaja poklady lupku, wszystkie zas wierzcholki, wskazujace na prawo, wyzna¬ czaja poklady piasku. W strefie miedzy 1 175 mi 1 187 m odkryto znowu poklad lupku, znany jako poklad Bella. Poklad ten jest wszystkim fachowcem dobrze zna¬ ny w tym polu naftowym. Dzieki temu moz¬ na bylo sprawdzic dzialanie urzadzenia wedlug wynalazku. Poklad Bella odpowia¬ da zatem wierzcholkom 61 i 62 z wierzchol¬ kiem 63, oznaczajacym warstwe piasku i wskazujacym na prawo. Wszystkie pokla¬ dy lupku i piasku miedzy pokladem Meye¬ ra i pokladem Bella sa wskazane na wy¬ kresie przez wskazujace na lewo i na pra¬ wo wierzcholki. W innym otworze wiertni¬ czym nr 5 w poblizu otworu nr 4 stwier¬ dzono, ze powierzchnia pokladu Bella le¬ zala na glebokosci 1 143 m, a spód pokla¬ du na glebokosci 1 157 m pod powierzch¬ nia ziemi. Z tego porównania widac, ze miedzy tymi otworami wiertniczymi Far¬ well nr 4 i nr 5 poklad biegnie ukosnie. W otworze nr 4, odpowiednio do przedstawio¬ nego wykresu, powierzchnia pokladu Meye¬ ra znajdowala sie ha glebokosci 1 286 m pod powierzchnia ziemi, a w otworze wiert¬ niczym nr 5 powierzchnia tego pokladu znajdowala sie na glebokosci 1 253 m pocT powierzchnia ziemi. Z danych tych widac wiec przebieg podziemnego pokladu.Na podstawie wykresu 21 mozna do¬ kladnie okreslic, na jakiej wysokosci osza¬ lowanie musi byc przebite. Dodatkowe ob¬ liczenia sa zbyteczne. Zdejmuje sie tylko arkusz 48 i bada narysowane krzywe. Po¬ niewaz istnieje zwiazek miedzy polozeniem elektrody 30 i polozeniem bebna przyrza¬ du rysujacego, wiec bezposrednio z rysun¬ ku odczytuje sie odleglosc kazde) warstwy od powierzchni ziemi.Jezeli w otworze wiertniczym nie ma elektrolitu, lub jezeli ciecz w otworze wiertniczym znajduje sie pod ta czescia, której wlasciwosc geologiczna ma byc zba¬ dana, to najkorzystniej wykonac elektro¬ de 30 w postaci przedstawionej na fig. 4, na której elektroda 65 posiada sprezynu¬ jace ramiona 66, stykajace sie z rurami o- kladzinowymi 14, przy czym jest ona oczy¬ wiscie przylaczona do przewodu 27. Spre¬ zynujace ramiona posiadaja w poblizu swego srodka ostre krawedzie 67, którymi w celu polepszenia kontaktu elektrycznego stykaja sie z rurami 14. W tym przypadku otwór wiertniczy nie stanowi ogniwa, wo¬ bec czego bateria 32 przewodnika 27 musi posiadac dostatecznie wysokie napiecie, aby w obwodzie otworu wiertniczego po¬ plynal prad o potrzebnym natezeniu.Na fig. 5 — 13 przedstawione sa od¬ miany wykonania urzadzenia wedlug wy¬ nalazku.Okazalo sie, ze najbardziej dokladne wyniki pomiaru daje urzadzenie wedlug fig. 5, które posiada te same czesci co u- rzadzenie wedlug fig. 1, z wyjatkiem bate¬ rii 32 i zmiennego opornika 33. Na fig. 5 nie przedstawiono bebna 28 i krazka 29.Fig. 6 przedstawia odmiane, która po¬ siada tylko jedna elektrode uziemiona 70, przy czym obydwa przewody 18 i 27 sa po¬ laczone z ta elektroda.Równiez w urzadzeniu wedlug fig. 7 o- - 5 -bydwa przewody 18, 27 sa przylaczone tyl¬ ko do jednej elektrody 70. Wskaznik 21 jest wlaczony w przewód 27A a zmienny opornik 71 — w przewód 18. Opornik 71 zmniejsza prad obwodu oszalowania dla dobrania napiec poczatkowych, przy któ¬ rych przyrzady sa najczulsze.Urzadzenie wedlug fig. 8 rózni sie od urzadzenia wedlug fig. 6 tym, ze w obwo¬ dzie 27 nie posiada ani baterii, ani oporni¬ ka. Te odmiane urzadzenia mozna stoso¬ wac wtedy, gdy prad w obwodzie otworu wiertniczego 27 posiada juz wlasciwe na¬ tezenie lub napiecie.Urzadzenie wedlug fig. 9, którego oby¬ dwa przewody 18, 27 sa uziemione równiez poprzez jedna elektrode 70, posiada w ob¬ wodzie 18 baterie 73, polaczona szerego¬ wo % opornikiem zmiennym 74, które sa ko¬ nieczne wtedy, gdy natezenie pradu w ob¬ wodzie 18 otworu wiertniczego jest zbyt male.Na fig. 10 bateria 73 i opornik 74 tworza dzielnik napiecia 75. W obwodzie tym, jak równiez w obwodzie wedlug fig. 8, nie po¬ wstaje wyrównanie obu wspomnianych ob¬ wodów, wskutek czego odczyty i wykresy bierze sie z przyrzadu 21 lub z przyrza¬ du 21*.Na fig. 11 przewód 27 jest w punkcie 76 polaczony z przewodem 18. Przyrzad pomiarowy 77 znajduje sie miedzy punk¬ tem polaczenia 76 i uziemieniem 70 w prze¬ wodzie 18. Przyrzad pomiarowy 21 jest za- bocznikowany polaczonymi w szereg bate¬ ria 32 i opornikiem 33 do wyrównania ob¬ wodu 27 otworu wiertniczego.Na fig. 12 w przewód 18 wlaczony jest opornik 79, który w razie potrzeby sluzy do zmniejszania natezenia pradu obwo¬ du 18.Na fig. 13 przewód 27 jest polaczony z uziemieniem 80, polozonym po przeciwle¬ glej stronie rury wiertniczej w stosunku do przewodu 18. Wykres sporzadza przy¬ rzad 21, a w przewód 18 moze byc wlaczo¬ na bateria 83 i zmienny opornik 84. Przy¬ rzad 21 posiada przewód 85, zwierajacy baterie 83 i dowolna czesc oporu 84. PL