SU805235A1 - Устройство дл измерени физическихпАРАМЕТРОВ жидКиХ флюидОВ - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКИХ ФЛЮИДОВ

ёлок регистрации акустических парал- тров флюида, которые подключены к ни/кним электродам пьезопреобразователей, а также блок регистрации электрических параметров флюида, соединенный с верхними электродами пьезопреобразователей и отражающей пластиной. В верхнем отсеке размещаютс  также форвакуумный насос, подключенный к сцинтилл ционной камере, и вакуумметр, соединенный с нижним отсеком.

Кроме того, с целью обеспечени  горизонтального положени  несущего основани  независимо от наклона корпуса устройства в стволе скважины, основание смонтировано на карданной подвеске и выполнено в форме сферического сегмента, что обеспечивает посто нное положение центра т жести основани  на вертикальной оси, проход щей через его центр, а дл  уменьщени  электрохимической пол ризации верхних электродов и отра)Кающей пластины, они покрь ты платиновой чернью.

На фиг. 1 показаны основные блоки и узлы предлагаемого устройства; на фиг. 2 - аксонометрическа  проекци  несущего основани .

Устройство содержит цилиндрический корпус 1, опускаемый .в скважину 2, заполненную флюидом- 3, два пьезопреобразовател  4 и 5, погружаемые ниже уровн  флюида (плоскость АА), смонтированные в верхней плоскости ББ несущего основани  6, закрепленного в наружном кардановом кольце 7, которое закреплено в двух диаметрально противополол ных точках корпуса 1. Карданова  подвеска несущего основани  6 обеспечивает установку верхней плоскости ББ основани  в горизонтальное положение независимо от наклона корпуса устройства в стволе скважины. На основании 6 так же установлена отражающа  ультразвуковые колебани  пластина 8, смонтированна  в плоскости, строго параллельной плоскости пьезопреобразовател  5. Верхн   сторона пластины 8 покрыта изолирующим материалом . Верхние электроды 9 и 10 пьезопреобразователей 4 и 5 изолированы от нижних электродов 11 и 12 при помощи эпоксидной смолы. Электроды 9 и 10 и отражаюи а  .пластина 8 присоединены к блоку 13 определени  электрических параметров. Нижние электроды И и 12 присоединены к задающему генератору 14 электрических колебаний и блоку 15 определени  акустичесих параметров флюида. При дегазации флюида и всех ультразвуковых измерени х верхние электроды 9 и 10 пьезопреобразователей 4 и 5 заземлены - присоединены к общему проводу в блоке 13. Задающий генератор 14 служит дл  возбуждени  пьезопреобразователей 4 и 5. Верхние электроды 9 н 10 пьезо преобразователей 4 и 5 и отражающа  пластина 8 служат в качестве регистрирующих электродов дл  определени  электрических параметров флюида (удельна  электропроводность , диэлектрическа  посто нна , тангенс угла диэлектрических потерь) совместно с блоком 13. Герметична  перегородка 16 отдел ет нижний отсек 17 от верхнего. Через фильтр 18 и коммутирующими кран 19

нижний отсек 17 св зан со сцинтилл ционной камерой 20, служащей дл  измерени  концентрации радона. Вакуумметр 21 соединен с нижним отсеком корпуса и служит дл  измерени  давлени  газа при дегазаQ ции. Коммутирующий кран 22 соедин ет нижний отсек 17 с газовым пространством скважинь (атмосферой) 23 через канал 24. Сцинтилл ционна  камера 20 .сочленена с фотоэлектронным умножителем 25, а последний - с блоком 26 усилени  и передачи

сигналов. Форвакуумиый насос 27 подключен к сцинтилл ционной камере 20 и служит дл  создани  вакуума в ней.

Устройство работает следующим образом. С помощью каротажного кабел  устройство опускаетс  в исследуемую скважину и погружаетс  в флюид настолько, чтобы отражающа  пластина 8 находилась несколько ниже уровн  флюида 3 (фиг. 1).

Первый цикл - измерение скорости распространени  и поглощени  ультразвука в флюиде. Коммутирующий кран 22 открыт, верхние электроды 9 и 10 и отражающа  пластина 8 заземлены. Генератор 14 вырабатывает электрические колебани  небольшой мощности (дегазаци  флюида при этом

0 не происходит), поступающие на пьезопреобразователь 5, который преобразует их в импульсы ультразвуковых колебаний. Последние , отража сь от пластины 8, регистрируютс  пьезопреобразователем 5 и блоком 15.

Второй цикл - измерение колебаний уровн  флюида. С выхода генератора 14 электрические колебани  поступают на пьезопреобразователь 4, который преобразует их в ультразвуковые колебани . Последние,

0 многократно отража сь от границы раздела фаз (плоскость АЛ ), регистрируютс  пьезопреобразователем 4 и блоком 15.

Третий цикл - измерение электрических параметров флюида. Отражающа  пластина 8 и верхние электроды 9 и 10 отключают .. с  от общего провода прибора и подключаютс  к блоку 13, с помощью которого измер ютс  электропроводность, диэлектрическа  .посто нна - флюида и тангенс угла диэлектрических потерь.

Ч.етвертуй Цикл - дегазаци  флюида и измерение концентрации радона. Краны 19 и 22 закрыты. В сцинтилл ционной камере 20 с помйщью форвакуумного насоса 27 создаетс  вакуум. Вакумметр 21 регистрирует давление газа в нижнем отсеке 17. Генератор 14 вырабатывает непрерывные синусоидальные колебани , поступающие на пьезопреобразователи 4 и 5, которые

преобразуют их в ультразвуковые колебани , под действием которых происходит дегазаци  флюида. Процесс дегазации продолжаетс  строго определенное врем , после чего генератор 14 выключаетс  и вакумметр 21 регистрирует давление газа в отсеке . Затем открываетс  кран 19 и часть газа из отсека поступает в сцинтилл ционную камеру 20, кран 19 закрываетс  и регистрируетс  активность радона, содержащегос  в газе. .После этого включаетс .форвакуумный насос 27 и камера 20 вакуумируетс . П тый цикл - измерение концентрации торона. Краны 19 и 22 открыты. Включаетс  форвакуумный насос 27 и через сцинтилл ционную камеру 20.- прокачиваетс  газ, наход щийс  в отсеке 17 и газ, засасываемый через канал 24. Включаетс  система 26 регистрации и измер етс  фонова  активHqcTb газа, .обусловленна  радоном и его короткоживующими изотопами .в газовом пространстве скважины. Затем включаетс  генератор 14 (краны 18 и 22 по-прежнему открыты) и прокачка газа ведетс  одновременно с дегазацией флю.ида. Выдел емый при этом из флюида газ, содержащий торон , увлекаетс  прокачиваемым газом, потупает в сцинтилл ционную камеру,- где регистрируетс  его активность. Оптимальна  скорость прокачки газа находитс  при эталонировке прибора, в лабораторных услови х . После измерени  активности торона , генератор 14 выключаетс , кран 19 закрываетс , камера 20 вакуумируетс  и устройство готово к новому циклу измерений. Длительность циклов измерений выбираетс , исход  из конкретных гидродинамической и гидрохимической обстановок исследуемого района.

Использование блока ультразвуковоой . дегазации в предлагаемом устройстве обеспечивает эффективную (почти стопроцентную ) дегазацию флюида. Это повышает точность определени  концентрации радона, а контроль газовыделени  при дегазаци дает информацию о газонасыщеиности флюида, что представл ет интерес в св зи с изменением суммарной концентрации газов как индикаторов про влени  сейсмической активности исследуемого района. Расширение функциональных возможностей устройства достигнуто без существенного усложнени  его конструкции, так как р д блоков и узлов устройства выполн ет несколько функций . Например, пьезопреобразователи и задаюш .ий генератор служат как дл  дега- зации флюида, так и дл  определени  скорости распространени  и поглощени  ультразвука в флюиде, а также измерений колеба- НИИ уровн  флюида. Верхние электроды пьезопреобразователей и отражающа  пластина , примен емые при ультразвуковых измерени х , используютс  также в качестве электродов.при измерени х удельной элек-: тропроводности, диэлектрической проницаемости и тангенга угла диэлектрических потерь флюида.

Опытна  проверка работы отдельных блоков и узлов устройства в лабораторных услови х показала их работоспособность и

высокие технические характеристики: порог чувствительности и определени  концентрации радона Пор дка 10 кн/л; точность определени  скорости ультразвука пор дка 0,05%; точность определени  коэффициента поглощени  ультразвука пор дка 0,05 дБ

точность определени  уровн  не хуже 1 мм; точность определени  удельной электропроводности пор дка 0,003°/о.

Claims (3)

1. Устройство дл  измерени  физических параметров жидких флюидов, состо щее из полого цилиндрического корпуса, разделенного герметичной перегородкой на два отсека , сообщающихс  между собой и атмосферой с по.мощью системы коммутационных кранов, нижний открытый и вмещаю1ций исследуемый флюид и верхний, в котором размещены регистрирующие устройства, например сцинтилл ционна  камера дл  измерени  концентрации радона, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений путем наиболее эффективной дегазаци флюида и расширени  функциональных возможностей устройства, в нижнем отсеке размещено подвижное основание , на котором смонтированы два пьезопреобразовател  с электродами, укрепленными на верхней и нижней сторонах пьезопреобразователей , кроме того, над одним из пьезопреобразователей укреплена отражающа  у.аьтразвуковые колебани  пластина , а в верхнем отсеке размещены генератор электрических импульсов, блок регистрации акустических параметров флюида, соединенные с нижними электродами пьезопреобразователей , блок регистрации электрических параметров флюида, соединенный с . верхними электродами пьезопреобразователей и отражающей пластиной, форвакуумный насос, подключенный к сцинтилл ционной камере, вакуумметр, соединенный с нижНИМ отсеком.

: 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что с целью повышени  точности измерений путем обеспечени  горизонтального поrQ ложеии  несущего основани  независимо от наклона, корпуса устройства в стволе сква .жины, основание смонтировано на карданной подвеске и выполнено в форме сферического сегмента, обеспечивающего посто нное положение центра т жести основани  ,-SS ;на вертикальной оси, проход щей через его центр.

3. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений

путем yMeHbrnenffH возникающей при измерени х электрических параметров флюида электрохимической пол ризации верхних электродов и отражающей пластины, последние покрыты платиной чернью.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Мавл нов Г. А. и др. Гидрогеохимические особенности сейсмоактивных районов Узбекситана. Ташкент. «ФАН, 1973. с. 41.

2.Noguchi MasavasH, Wakita Hiroski. A method for continuons measurement of rodon inground-water for earthquake prediction . T. Geophys. Rts. 1977, 82, № 8.