PL48470B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 15.X.1964 48470 KI 42 c, 27 Wspóltwórcy wynalazku: mgr Jerzy Grabczak, mgr inz. Andrzej Zuber Wlasciciel patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza (Katedra Fizyki II), Kraków (Polska) Przyrzad do okreslania kierunku przeplywu wód gruntowych(bibliotek. oraz sposób okreslania tego kierunku Przedmiotem wynalazku jest przyrzad do okre¬ slania kierunku przeplywu wód gruntowych oraz sposób okreslania tego kierunku za pomoca wskaz¬ ników izotopowych.Znane sposoby pomiaru i okreslania kierunku 5 przeplywu wód gruntowych wymagaja wiercenia odpowiedniej liczby otworów badawczych, co jest kosztowne i czasochlonne. Znana równiez metoda tak zwanego „naladowanego osrodka", polegajaca na zadaniu soli kuchennej (NaCl) do otworu i prze- 10 prowadzeniu odpowiednich pomiarów elektrycz¬ nych, nadaje sie tylko do pomiarów kierunku przeplywu wód przypowierzchniowych, gdy jest udostepniony tylko jeden horyzont wodny. Jest to metoda czasochlonna, przy czym nie zawsze daje 15 zadawalajace wyniki.Wady dotychczasowych metod usuwa przyrzad wedlug wynalazku do okreslania kierunku prze¬ plywu wód gruntowych oraz sposób okreslania te- 2o go kierunku, który dzieki zastosowaniu wskazni¬ ków izotopowych pozwala na szybki i dokladny pomiar kierunku przeplywu wód w dowolnym ho¬ ryzoncie wodnym, przy wykorzystaniu do tego ce¬ lu tylko jednego otworu wiertniczego bez potrze- 25 by wiercenia wiekszej liczby otworów badawczych.Na rysunku fig. 1 przedstawia przyrzad wedlug wynalazku w przekroju pionowym; Fig. 2 — przy¬ rzad w przekroju poprzecznym wzdluz linii A—A na fig.1. 30 Ch(BIBLIOTEKA Ef^zcóu Y*. -ilowego/ TOstilj IZItt»MUfflu Lufa* rzedu Yn. -ilowego 2 ntoiaj Umnmm LaW Przyrzad wedlug wynalazku sklada sie z meta¬ lowej oslony 10 w ksztalcie rury, zakonczonej wo¬ doszczelna glowica 7 zaopatrzona w uszczelke 8 oraz wypust na ekranowany kabel 9. Wewnatrz oslony 10 jest umieszczony scyntylacyjny detek¬ tor 3 promieniowania jadrowego, którym moze byc na przyklad krysztal NaJ (Tl) lub CsJ (Tl) w posta¬ ci cienkiego walca oraz znanego fotopowielacza 4, który zamienia scyntylacje z detektora 3 na impul¬ sy elektryczne. Przy fotopowielaczu 4 jest umiesz¬ czony znany dzielnik 5 wysokiego napiecia wraz z oporem anodowym. Sprezyna 6 zapewnia odpo¬ wiedni kontakt miedzy detektorem 3 fotopowiela¬ cza 4 oraz dzielnikiem 5 i przez równoczesne do¬ ciskanie wszystkich tych elementów zapewnia ich stale polozenie wewnatrz oslony 10. Caly detektor 3 oraz czesc fotopowielacza 4 sa osloniete filtrem 1 wykonanym z metalu jak na przyklad z olowiu, bizmutu lub wolframu. Na wysokosci detektora 3 jdst zrobiona w filtrze 1 odpowiednio uksztaltowa¬ na szczelina 2. Ksztalt i wymiary szczeliny 2 do¬ brano w oparciu o przeprowadzone badania i do¬ swiadczenia w taki sposób, aby zapewniala ona mozliwie najwieksza selektywnosc kierunkowa detekcji promieniowania. Stwierdzono, ze wyma¬ gany efekt mozna uzyskac wtedy, gdy szczelina 2 ma ksztalt zblizony do dwustronnego klina, które¬ go szersza powierzchnia czolowa jest skierowana w strone detektora 3. 4847048470 3 Dla wykonania pomiaru przyrzadem wedlug wynalazku jest potrzebny zasilacz wysokiego na¬ piecia oraz przelicznik impulsów. Jako zasilacza i przelicznika mozna uzyc znana, typowa aparatu- _ re laboratoryjna jaka jest na przyklad zestaw PEL-5. W warunkach pracy terenowej lepiej jest poslugiwac sie odpowiednim bateryjnym zasila¬ czem i przelicznikiem.W celu okreslenia kierunku przeplywu wód grun¬ towych za pomoca przyrzadu wedlug wynalazku, nalezy odwiercic otwór wzglednie wykorzystac juz istniejacy. Jezeli otwór wierniczy jest zabezpieczo- ' ny rurami wówczas rury musza byc perforowane na tej glebokosci, na której bedzie przeprowadzo¬ ny pomiar. Do otworu wiertniczego wprowadza sie izotop prójriienidtwórczy o odpowiednio dobranym pólokresie rozpadu, który wysyla promieniowania gamma o okreslonej energii.Takim izotopem-jest na przyklad izotop jodu J-131. Izotop wprowadza sie do otworu wiertnicze¬ go w sposób zalezny od badanego zagadnienia hy¬ drogeologicznego, a mianowicie albo dokonuje sie skazenia izotopem calej zawartosci wody znajdu¬ jacej sie w otworze albo skaza sie tylko czesc wody na wysokosci badanej warstwy. Przeplywa¬ jaca przez otwór wiertniczy woda wynosi z niego izotop, który jest adsorbowany w gruncie wzgle¬ dnie skale na kierunku plyniecia wody. Nastepnie pomiar kierunku przeplywu wód przeprowadza sie za pomoca przyrzadu wedlug wynalazku. Pomiar mozna przeprowadzic od razu po wprowadzeniu izotopu do ot\flfcru wiertniczego, wzglednie po pe¬ wnym czasie, co jest zalezne od wlasnosci uzytego izotopu czyli jego pólokresu rozpadu oraz wlasno¬ sci sorpcyjnych i predkosci przeplywu wody.W tym celu przymocowuje sie przyrzad wedlug wynalazku do sztywnego przewodu, na przyklad do zerdzi wiertniczej, tak aby zapewnic kontrolo¬ wany obrót przyrzadu wokól jego osi pionowej, a nastepnie wprowadza sie go do otworu wiertni¬ czego na odpowiednia glebokosc, po czym wykonu¬ je sie pomiary natezenia promieniowania, zmienia¬ jac skokowo ustawienie przyrzadu w granicach kata pelnego.Dzieki szczelinie 2 umieszczonej w filtrze 1 przy¬ rzadu jest mozliwe szybkie stwierdzenie, z którego kierunku natezenie promieniowania dochodzace do detektora 3 jest najintensywniejsze. Ten kierunek najintensywniejszego natezenia promieniowania jest kierunkiem plyniecia wód./ Przeprowadzone badania i doswiadczenia wyka- Izaly, ze intensywnosc mierzonego promieniowania 10 15 20 25 30 35 40 45 50 w kierunku plyniecia ^wód jest kilkakrotnie wiek¬ sza od intensywnosci promieniowania, mierzonej w przeciwnym kierunku do plyniecia wód. Do¬ kladnosc okreslenia kierunku przyrzadem wedlug wynalazku wynosi kilka stopni. Czas pomiaru na jednym poziomie nie powinien przekraczac 20 mi¬ nut.Sposób okreslania kierunku przeplywu wód gruntowych wedlug wynalazku jest latwy do prze¬ prowadzania a przyrzad jest prosty zarówno w konstrukcji jak i w obsludze. Dzieki temu, ze do przeprowadzania pomiaru wystarcza tylko jeden otwór wiertniczy zamiast wiekszej liczby otworów mozna uzyskac duze oszczednosci w stosunku do stosowanych dotychczas metod. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Przyrzad do okreslania kierunku przeplywu wód gruntowych skladajacy sie z metalowej oslony w ksztalcie rury, fotopowielacza i dziel- v nika wysokiego napiecia znamienny tym, ze' 'posiada detektor (3) promieniowania jadrowe¬ go, który stanowi krysztal najlepiej NaJ (Tl) wzglednie CsJ (Tl) w postaci cienkiego walca, umieszczony w filtrze (1) wykonanym z ciezkie¬ go metalu i zaopatrzonym w szczeline (2), ca¬ losc zas jest zamknieta w metalowej oslonie (10) zakonczonej wodoszczelna glowica (7), przy czym szczelina (2) znajduje sie na wysokosci detektora (3) i ma ksztalt zblizony najlepiej do dwustronnego klina, którego szersza powierz¬ chnia czolowa jest skierowana w strone detek¬ tora (3), co zapewnia odpowiednio duza selek¬ tywnosc kierunkowa detekcji promieniowania.
2. 2. Sposób okreslania kierunku przeplywu wód gruntowych za pomoca przyrzadu wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do otworu wiertni¬ czego wprowadza sie izotop promieniotwórczy o odpowiednio dobranych wlasnosciach, którym skaza sie cala zawartosc wody znajdujacej sie w otiworze lub jej czesc na wysokosci badanej warstwy, skutkiem czego izotop jest wynoszo¬ ny przez wode i adsorbowany w gruncie wzgle¬ dnie w skale na kierunku przeplywu wody, a nastepnie w celu znalezienia kierunku naj¬ intensywniejszego promieniowania wprowadza sie do otworu na okreslona glebokosc przyrzad, którego ustawienie zmienia sie w granicach ka¬ ta pelnego zapewniajac zarazem kontrole kaz¬ dorazowej zmiany kierunku. fc^^W^ ZG „Ruch" W-wa, zam. 895-64 naklad 300 egz. PL