Патент ссср 411203

4И203

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

N АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 19.Х!.1971 (№1715624/22-3) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 15.1.1974. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 27Х.1974

М. Кл. E 21Ъ 47/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по двлам изобретений и открытии

УДК 622.241.8.05(088.8у

Авторы изобретения

А. Н. Щербань и В. П. Черняк

Институт технической теплофизики АН Украинской ССР

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ МАССИВА

ГОРНЫХ ПОРОД СТЕНОК СКВА)КИНЫ

Изобретение относится к термическим исследованиям скважин.

Известен способ измерения температуры массива горных пород стенок скважины путем определения температуры среды, например, бурового раствора, заполняющей скважину в период простоя.

Предлагаемый способ, повышающий точность измерений, отличается от известного тем, что буровой раствор на исследуемом участке изолируют от остальной пачки пород и нагревают до температуры, заведомо превышающей температуру горных пород на данной глубине, после чего, прекратив нагревание и регистрируя изменение температуры раствора, фиксируют ее величину в момент перехода от уменьшения к возрастанию и по значениям этой величины и величины температуры поверхности стенок скважины в период ее простоя определяют величину температуры массива горных пород.

Сущность способа заключается в том, что раствор, температура которого измеряется, изолируют на участке измерения, например, на забое скважины от остальной пачки и нагревают равномерно по всему объему, например, электрическим нагревателем до температуры, заведомо превышающей температуру горных пород на данной глубине. Изоляция нагреваемого раствора и равномерность нагрева позволяет исключить явление свободной конвекции.

После достижения необходимой температуры, величина которой контролируется с помощью датчиков, помещенных в нагреваемый раствор и связанных с показывающими приборами на поверхности, нагреватель отключается, а изменение температуры раствора регистрируется вплоть до наступления темпера10 турной инверсии, т. е. до того момента, когда остывание раствора сменяется возрастанием его температуры, обусловленным притоком тепла из горного массива. Зафиксированная в этот момент температура раствора служит исходной для вычисления естественной температуры горных пород.

Изложенное выше поясняется графиком, где в координатах 1 (температура) и R (расстояние от оси скважины) показано изменение температуры внутри скважины радиуса Ro u в горном массиве при ее определении предлагаемым способом. Кривая 1 и горизонтальная

1а представляют собой распределение температуры в массиве и внутри скважины после подъема инструмента. Температура 1 соответствует температуре в момент выключения нагревателя. Остывание нагретого раствора в скважине приводит к некоторому нагреванию

I пород в радиусе Ro от оси скважины (гори30 зонтальная прямая и кривые 2), 411203

82 Р (1 2п ) уст

2пр

Составитель P. Иванова

Техред Л. Богданова

Корректор E. Зимина

Подписное

Редактор В. Зивтынь

Заказ 1120/12

Тираж 565

Изд. № 1164

Типография, пр. Сапунова, 2

При дальнейшем остывании раствора и одновременном восстановлении естественного температурного поля в массиве температура внутри скважины становится равной температуре пород на стенке (положение 3). Начиная с этого момента, температура в скважине возрастает вместе с возрастанием температуры пород приствольной зоны за счет притока тепла из горного массива, в результате чего температурный график при достаточно большом времени выстойки займет положение 4, отвечающее естественной температуре горных пород t„в момент, когда оно не будет нарушено в скважине конвективным переносом тепла.

Как видно из графика в положении 3 существует возможность перехода от температуры, измеренной внутри скважины к температуре горных пород t„благодаря тому, что температура горных пород на стенке скважины и внутри ее в этот момент строго равны друг другу. Для осуществления указанного перехода можно воспользоваться формулой. где t — температура раствора в период циркуляции;

t2 — температура раствора в момент инверсии;

02,р — безразмерная температура пород на стенке скважины в период простоя.

Предмет изобретения

Способ измерения температуры массива горных пород стенок скважины путем определения температуры среды, например, бурового раствора, заполняющей скважину в пери15 од ее простоя, отлича ющийся тем, что, с целью повышения точности измерений, буровой раствор на исследуемом участке изолируют от остальной пачки пород и нагревают до температуры, заведомо превышающей темпе20 ратуру горных пород на данной глубине, после чего, прекратив нагревание и регистрируя изменение температуры раствора, фиксипуют ее величину в момент перехода от уменьшения к возрастанию, после чего по значениям этой

25 величины и величины температуры поверхности стенок скважины в период простоя определяют величину температуры массива горных пород.