СПОСОБ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ТЕРМАЛЬНОГО ИСТОЧНИКА ИЛИ СКВАЖИНЫ Российский патент 2000 года по МПК G01V9/02 

Предлагаемое изобретение относится к области контроля и отображения состояния объектов природного происхождения, в частности термальных источников или скважин, имеющих пульсирующий, в том числе гейзерный, режим работы.

Пульсирующие термальные источники - это такая разновидность источников (скважин), в отличие от источников с постоянным режимом, в которых расход поступающей на поверхность (продуцируемой) термальной воды существенно и циклически меняется во времени: расход то относительно небольшой, то существенно выше [1, 2]. Причем для гейзеров в цикле наблюдается интервал времени, когда продукция на дневную поверхность полностью отсутствует (так называемая стадия покоя), а стадия активизации источника - увеличения расхода, зачастую сопровождается извержением - фонтанированием. Основной характеристикой режима пульсирующих источников (скважин) является длительность цикла или период: интервал времени между одинаковыми фазами (например, между моментами достижения максимума или, наоборот, минимума расхода). В периоде также выделяют длительности интервалов покоя (пассивной стадии) и продукции (активной стадии).

Существующие способы контроля состояния источников реализуются на основе обычных, широко распространенных, технических приемов, применимых к любым объектам. Используются разнообразные датчики: уровня и давления [3], упругих и акустических колебаний [4], температурные и тепловые и пр. [5], которые взаимодействуют с контролируемым объектом (датчики размещают в водотоке или канале источника или непосредственно в извергаемой струе). При этом регистрируется какой-либо, как правило, монотонно меняющийся параметр пульсирующего (гейзерного) процесса и приходится решать не только обычную задачу оптимизации конструктивных параметров датчика и точности измерений, но и выполнять работы по градуировке. В результате создаваемая система регистрации обладает свойством индивидуальности и, отлаженная на одном объекте, не может без изменений быть использована на другом, а зачастую, в связи с многообразием проявлений гейзерного и пульсирующего процесса, вообще требует применения другого типа датчика. Именно поэтому они столь разнообразны.

Предлагаемый способ позволяет устранить основной недостаток аналогов путем установления прямой связи между контролируемым объектом и регистрирующей системой.

С этой целью электрическую цепь канала информационной связи формируют с разрывом, который размещают в водотоке источника, что дает возможность использовать продуцируемую термальную воду в качестве элемента-замыкателя цепи.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом. Место разрыва электрической цепи информационного канала, соединяющего контролируемый объект с регистрационной системой, размещают в водотоке источника или скважины на уровне, достаточном, чтобы цепь замыкалась в активную стадию работы источника или скважины, передавая информацию о длительности активной стадии. Замыкание цепи осуществляется через термальную воду, которая высокоминерализована и обладает свойством электропроводности. По окончании активной стадии уровень воды в водотоке понижается, место разрыва обсыхает и регистрирующая система фиксирует длительность пассивной стадии в режиме источника.

Достигаемый результат обладает наглядностью, т.к. сигнал получают за счет установления непосредственной связи с объектом, и не требуется проведение эталонирования регистрационной системы, в том числе определение пороговых (как в аналогах) значений, что в значительной мере упрощает технические требования к созданию систем автоматической регистрации режима пульсирующих источников и гейзеров.

Предлагаемый способ обеспечивает возможность создания разнообразных систем регистрации. Например, регистрации моментов любой фазы в цикле, что позволяет произвести определение основной характеристики пульсирующих источников - длительности цикла или периода, или, например, длительности стадий слабой активности (для гейзера стадии покоя) и длительности активной стадии (для гейзера стадии продукции).

Литература
1. Сугробов В. М. , при участии Аверьева В.В. Обводненность пород Паужетского месторождения и условия циркуляции высокотермальных вод. - В кн.: Паужетские горячие воды на Камчатке. М., Наука, 1965, с. 49 - 63.

2. Сугробова Н.Г. Сугробов В.М. Режим высокотемпературных подземных вод и влияние на него опытной эксплуатации. - В кн.: Паужетские горячие воды на Камчатке. М., Наука, 1965, с. 189 - 206.

3. Сугробова Н. Г. Некоторые закономерности режима гейзеров Камчатки. "Вулканология и сейсмология", 1982, N 5, c. 35 - 48.

4. Штейнберг Г.С., Мержанов А.Г. Способ регистрации упругих колебаний. Авторское свидетельство N 506816, 1976.

5. Cody A.D., Simson B.M. Natural Hydrothermal Activity in Rotorua. In Technical Report of the Geotermal Monitoring Programme 1982-1985. Ministry of Energy, Wellington, 1985.

6. Silver P., Valette-Silver N. Parametrs controlling the behavor of a periodic geyser: Implications for the detection of hydrothermal precursors to earthquakes. In "Prediction studies on earthquare and volcanic eruption by geochemical and hydrological methods". Bull. Lab. earthquake chemistry, 1996, N 7, pp. 45 - 48.

Использование: контроль и отображение состояния природных объектов, в частности термальных источников или скважин, имеющих пульсирующий или гейзерный режим работы. Сущность: изобретение основано на использовании свойства электропроводности термальных вод. Термальная вода непосредственно используется в качестве элемента электрической цепи информационного канала, связывающего регистрационную систему с объектом. Технический результат: установление прямой связи между контролируемым объектом и регистрирующей системой.

Способ контроля состояния пульсирующего термального источника или скважины, заключающийся в формировании информационного канала между природной средой и регистрирующей системой с помощью электрической цепи, формируемой с разрывом, отличающийся тем, что разрыв электрической цепи размещают в водотоке источника или скважины.