Устройство для определения направления движения подземных вод Советский патент 1983 года по МПК E21B47/10 G10C1/00 

Изобретение относится к области гидрогеологии и может быть использовано дня определения направления течений жид кости или газа. Известно устройство для определения направления движения жидкости по пласту Щ , содержащее флюгер, соединенный С рамкой, на которой неподвижно укрепле ны постоянные магниты, В магнитном попе магнитов установлена буссоль со свободно вращающейся магнитной стрелко и реокордом. Прибор содержит вторую буссоль со свободно вращающейся стрелкой и реохордом,установленную вне области пействия поля постоянных магнитов. В таком приборе положение флюгера относительно магнитного меридиана определяют, сравнивая положения магнитных стрелок обеих буссолей. Недостатком устройства является дискретность измерений, так как для определения показаний обеих буссолей их магнитные стрелки должны быть зафикси рованы на электрических реостатах, служащих для преобразования показаний буссолей в электрическое сопротивление. Кроме того, чувствительность устройства недостаточна. Прибор ДАУ-6, построенный по указанному принципу, имеет порог чувствительности О,О1 м/с т,е, 860 м/сут, что является очень выс кой скоростью для потоков подземных вод. Целью изобретения является обеспечени непрерывности определения ориентации флю гера относительно магнитного мередиана, а также повышение чувствительности. Для обеспечения непрерывности определения ориентации флюгера относительн магнитного меридиана на флюгере закреплен экран с кольцевой прорезью монотонно изменяющейся щирины, под экраном установлена магнитная стрелка, на которую нанесен радиоактивный препарат, а над экраном размещен детектор радиометра. Повышение чувствительности достигается тем, что магнитная стрелка установлена в герметичной немагнитной камере, закрепленной на флюгере. На фиг. 1 показано устройство, продольный разрез; на фиг, 2 - нижняя часть устройства в увеличенном виде, продольный разрез; на фиг, 3 - разрез А-А на фиг, 2; на фиг, 4 - зависимость показаний радиометра от угла между флюгером и магнитной стрелкой. Устройство содержит флюгер 1, жест ко соединенный с экраном 2, магнитную стрелку 3 с нанесенным на нее радиоактивным препаратом 4 и детектор ради метра 5, Экран 2 имеет по окружности кольцевую прорезь 6 переменной, монотонно увеличивающейся щирины. Прорезь 6 выполнена так, что радиоактивный препарат 4 на магнитной стрелке 3 располагается по ее средней линии независимо от угла поворота стрелки 3. Стрелка 3 помещена в герметичную немагнитную камеру 7 для защиты от влияния перемещения исследуемой среды. Камера 7 скреплена с экраном 2 для увеличения выталкивающей силы,действующей на экран 2, что приводит к уменьщению силы трения на оси вращения экрана 2. Камера 7 может быть заполнена маслом для устойчивости против гидростатического давления. Флюгер 1 с экраном 2 и магнитная стрелка 3 поворачиваются вокруг одной неподвижной оси 8. Для увеличения площади флюгера, он выполнен в виде нескольких параллельных плоскостей. Детектор радиометра 5 закрыт цилиндрическим экраном 9 для защиты от рассеянного излучения источника так, что детектор радиометра 5 регистрирует только прямое излучение изотопа, проходящее через ксяьаевую прорезь 6 в экране 2. Скважинный снаряд детектора радиометра 5 снабжен центрирующими рессорами 10, Сигнал из скважинного снаряда поступает по каротажному кабелю 11 на поверхностьв измерительный пульт 12 детектора радиометра 5, Устройство работает следующим образом. При помещении устройства, например, в буровой скважине против водоносного пласта флюгер 1 поворачивается в направлении потока воды. Вместе с флюгером. 1 поворачиваются камера 7 и экран 2. Стрелка 3 ориентируется по магнитному меридиану. Радиоактивное излучение препарата 4 на магнитной стрелке 3 проходит через прорезь 6 в экране 2 и попадает в детектор радиометра 5. Интенсивность регистрируемого излучения однозначно связана с положением стрелки 3 относительно прорези 6 в экране 2, а следовательно, с положением флюгера 1 относительно магнитного меридиана. Объем камеры 7 выбран таким, что выталкивающая сила, действующая на него в жидкости , компенсирует вес флюгера 1, экрана 2, магнитной стрелки 3 и самой камеры 7 и тем самым уменьщает силу сопротивления вращению в подвеске флюгера 1. Это повышает чувствигельносгь устройства.

Расчет показывает, что при использовании радиоактивного изотопа,, дающего мягкое гамма-излучение с энергией

до 0,1 мэВ, можно получить чувствительность устройства по скорости подземного потока не хуже 0,О01 м/с. т.е. около 1ОО м/сут, что на порядок превышает чувствительность известного устройства.

г

ф1/г. J

/

О