Устройство для определения направления и скорости фильтрации подземных вод Советский патент 1980 года по МПК G01V5/00 

I

Изобретение относится к геофизическим приборам для ойределения направления и скорости движения подземных вод по методу одиночной скважины с помощью радиоактивных индикаторов и предназначено для использования в гидрогеологических, инженерно-геологических и гидромелиоративных исследованиях.

Известен зонд для определения параметров потока подземных вод по методу одиночной скважины с помощью радиоактивных индикаторов, содержащий корпус, защитный экран, приемник с радиоэлектронной схемой усиления и формирования импульсов, причем приемник выполнен в виде параллельно включенных детекторов, укрепленных в пазах, разме- щенных равномерно по внешней поверхности цилиндрическйго защитного экрана

Li.

Недостатком устройства является его сложность и невысокая точность.

Известно устройство для определения направления и скорости движения подземных вод по методу одиночной скважины, содержащее герметичный корпус, центрированный инвектор с механизмом- введения его в действие, например, соленоидом., ин-i дикатор, показывающий прибор, причем в 15ачестве индикатора используется кислота, например соляная, датчики концентрации, выполненные в виде электрических смежных контактов,размещенных равномерно по о сружности внутри устрой10ства 2.

Недостатком этого устройства является егосложность и невысокая точность.

Известно также устройство для определения направления и скорости фильтра15ции подземных вод по методу одиночной скважины, содержащее наземную аппаратуру, каротажный кабель, усилители-формирователи, приёмники излучения в виде параллельно включенных детекторов, рав20номерно р1азмещенных по внешней окружности зонда, центрированный инжектор, причем каждый из детекторов снабжен со стороны инжектора защитным экраном

обтекаемой формы, например, в виде полуцилиндра, изготовленным из непрозрачного для данного вида ядерного излучения материала И.

Недостатком известного устройства является его сложность, заключающаяся в необходимости иметь не менее шести детекторов, требующих шести каналов передачи информации, т. е, каротажный кабель с количеством жил не менее семи Только для детекторов излучения, а также низкая точность, обусловленная большим разбросом чувствительности детекторов и невозможностью обеспечения достаточной коллимации детекторов.

Целью изобретения является упрощение устройства путём уменьшения количества детекторов и уменьшения числа жил каротаяшого кабеля и увеличение точности за счет 1а сключения погрешности от разброса величины чувствительности детекторов и улучшения качества коллиШрЬаэнйга.; --- г..л.«

Указанная цель достигается тем, что защитный экран выполнен в виде двух коаксиально расположенных цилиндров, в одном из которых выполнена коллимационная щель в виде винтовой линии, а в другом - коллимационная щель в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра. Детектор расположен по оси внутреннего цилиндра, а один из цилиндров соединен с устройством перемещения, двигатель которого соединен через каротажный кабель с наземной аппаратурой. Устройство перемещения выполнено в виде винтового механизма и соединено с внутренним цилиндром. ..

На чертеже приведено предложенное устройство. Оно содержит наземную аппаратуру 1, многожильный каротажный кабель 2, усилитель-формирователь 3, детектор 4 излучения, инжектор 5, защитный экран из непрозрачного для данного вида излучения материала, выполненный в виде двух цилиндров 6 и 7 - внутреннего и внешнего, один из которых, например, 6; имеет 1 :оллимацйонную щель виде винтовой линии, а цилиндр, например,7, коллимационную щель 9, расположенную в плоскости, перпендикулярной оси 10 цилиндра 7, при этом совпадение известных участков двух взаимно пересекающихся коллимационных щелей 8 и 9 образуют коллимационное окно; один из цилиндров, например, 6, соединен с устройством 11 перемё| цёнйя, содержащий двигатель 12, который через

каротажный кабель 2 связан с наземной аппаратурой 1, детектор 4 расположен по оси 10 внутреннего цилиндра 6, размещенных в корпусе 13,

Предложенное устройство работает следующим образом.

На поверхности земли заправл5пот инжектор 5 радиоактивным веществом,-заключенным в водорастворимую оболочку

0 определенной толщины, Необходимой для предотвращения растворения (выноса) радиоактивности во время опускания устройства в скважину на заданную глубину,

5 . После фиксации устройства в скважине на заданной глубине и определения азимута ориентации (с помощью известных устройств, например, штанги гидро- скопоВ и т, п,) производят измерение

0 фона. Для этого подают рабочее напряжение на двигатель 12 устройства 11 перемещения и детектор 4 излучения, При этом двигатель 12 приводит в движение устройство 11, которое, переме5 щая цилиндр 6, имеющий коллимационную щель 8 в ВИДЬ винтовой линии, относительно неподвижного цилиндра 7 с коллимационной щелью 9, расположенной в плоскости,. пёрпендикулярнЬй оси Ю

0 цилиндра 7, обеспечивает изменение направления обзора детектора 4 излучения

в диапазоне от О до 360°, Сигнал с детектора 4 излучения через усилительформирователь 3 поступает на наземную

5 аппаратуру 1 и равен значению скорости счета импульсов, соответствующей данному углу поворота коллимационного окна, образующемуся аа счет совпадения известных участков двух взаимно пере-

0 секающихся коллимационнь1х щелей 8 и 9 , который определяется положением устройства 11 перемещения, приводимого в действие двигателем 12, сигнал с которого через каротажный кабель 2 по5 ступает на наземную аппаратуру 1.

После растворения оболочки радиоактивные индикатоды выносятся из инжектора 5, В центре скважины создается активная зона, которая при наличии потока через скважину перемещается соответственно с направлением потока.

Регистрируя показания детектора 4 излучения и поворота коллимационного окна, по максимальной скорости .счета импульсов определяют направление потока подземных вод, установив у гол поворота коллим ацибнного окна, соответствующий максимальной скорости счета