Описание скважин и оборудования (Сочинение на свободную тему)

Описание изучаемых скважин

Скважина 7Т расположена на поверхности водораздела на правом берегу реки Москвы на поляне с вырубными деревьями. В первой половине дня поляна зорошо освещена, но во второй – солнце скрыто за лесами, и территория находится тень. В зимний период территория покрыта мощным слоем рыхлого снега.

Скважина 5Т установлена на склоне водораздела, имеющего северную экспозицию. На склоне не очень большая мощность снежного покрова, так как небольшая ветровая нагрузка.

Следующая скважина, 3Т, расположена на тыловом шве первой надпойменной террасы на окраине леса. Из-за залесёности территории хуже поступает солнечная радиация.

Последняя скважина 2Т – на открытой основной поверхности первой надпойменной террасы, покрытой луговой растительностью. В зимний период наблюдаются мощные толщи снега, имеющих большую плотность.

Используемая аппаратура

В зависимости от цели геокриологических исследований, мощности изучаемой зоны и особенностей разреза производится выбор глубины скважины, оборудования, типа термометра.

Измерение температуры пород, как правило, производит через косвенные показатели, которые основываются на свойствах материалов изменять свои параметры в зависимости от температуры.

Для полевых исследований зачастую используют жидкостные и электрические термометры.

Инерционные (заленивленные) жидкостные термометры (рис. 16.2.1) являются обычными срочными метеорологическими термометрами, у которых теплоприёмник помещён в чехол из теплоизолирующего материала, чаще всего – пористого пенопласта. Данная конструкция помещена в запаянную с двух концов стеклянную трубку в пластиковом корпусе. Каждый термоментр обязан пройти проверки, так как неровность цидиндра, неравномерное изменение объёма жидкости приводят к тому, что в проверочном паспорте указывают поправки в разных частях шкалы прибора.

К характеристике жидкостных термометров относят инерционность и время экспозиции. Инерционность – это время, за которое показание термометра не изменяется. Обычно, это около 5-10 минут. Время экспозиции показывает время, за которое термометр начинает показывать температуру окружающей среды. Это время составляет около 4-6 часов. Наибольшая инерционность необходима для термометров, расположенных на большей глубине, так как с момента извлечения до момента проведения измерение проходит больше всего времени.

За инерционность отвечают толщина чехла теприёмника термометра и теплоизоляционные свойства его материала. Стеклянная герметичная трубка предохраняет теплоизоляционный материал от увлажнения, а сам термометр – от механических повреждений. В лабораторных условиях инерционность термометра определяют для реальных при работе в поле перепадов температур.

Работа второго вида термометров – электрических термометров сопротивления основана на зависимости сопротивления проводников и полупроводников в зависимости от температуры. К их параметрам относят номинальное сопротивление R0, сопротивление при 0 °C, и температурным коэффициентом сопротивления &豳,изменение сопротивление при изменении температуры на 1 °C. В зависимости от материала выделяют термометры

сопротивления металлические при изготовлении их из металла и термисторы, или терморезисторы, изготовленные из полупроводников.

В отличии от жидкостных термометров электротермометры дают возможность дистанционного проведения измерений. Так же эти приборы имеют высокую точность, они компактны, у них незначительная инерционность. Это позволяет позволяющие использовать их в различных условиях и на любых объектах. Эти датчики можно вморозить непосредственно в грунт без специального оборудования скважин. Их целесообразно использовать для измерения температуры в глубоких скважинах при стационарных режимных наблюдениях, а также для детального изучения температурного режима пород в слое сезонного оттаивания или промерзания.

У металлических термометрах сопротивления чувствительные элементы в виде спирали из тонкой проволоки. Зависимость сопротивления от температуры – линейная. Их изготавливают из технической платины, золота, серебра, и, преимущественно, чистой меди. Номинальное сопротивление ТСМ составляет десятки и сотни Ом.

Терморезисторы так же относятся к электрических термометров сопротивления, но в отличии от предыдущих их изготавливают из полупроводников различных марок. Часто встречаются ММТ (медно-марганцевые) и КМТ (кобальто-марганцевые). Внешний вид они имеют самый разнообразный в зависимости от поставленных задач. Часто приборы скрепляются в одну термокосу (рис. 16.2.2) Измеряемый диапазон температур от –100 до +300 °C. В диапазоне от –30 до +30° между температурой и сопротивлением экспоненциальная зависимость. У них номинальное сопротивление тысячи и десятки тысяч Ом, а температурный коэффициент высокий, составляет 3-6% на 1 °C. Это позволяет применять для измерения сопротивлений простые измерительные схемы и менее точные, чем для работы с ТСМ, измерительные приборы, так как сопротивление подводящих проводов пренебрежимо мало по сравнению с номинальным сопротивлением самих терморезисторов и значительно меньше ошибок, допускаемых при измерениях сопротивлений. К их недостатку относится значительное различие номинальных сопротивлений датчиков не только одной марки, но даже одной партии из-за неоднородности микроструктуры материала. По этой причине необходима тарировка каждого терморезистора. Под влиянием перепадов температуры происходит изменение микроструктуры полупроводников, что вызывает изменение их номинального сопротивления.

Для измерения температуры через ЭТС используют мосты постоянного тока, выполненные в виде переносных цифровых приборов с аналого-цифровым преобразователем. С терморезисторами часто используют цифровые мультиметры типа MASTECH MY67 (рис. 16.2.3) и FLUKE (рис. 16.2.4), которые дают в диапазоне сопротивлений датчиков от 1 до 4 кОм, что соответствует температурному диапазону измерений от 30 до -5 °C. Их точность измерения составляет 1Ом (0,01 °C). Сейчас для измерения температуры с помощью ТСМ применяют цифровые измерительные приборы, у которых на экране уже отображают на дисплее температуру с точностью до 0,01°C, часто позволяющие для ТСМ учитывать сопротивление подводящих проводов.

Для автоматизации температурных измерений и организации режимных термометрических наблюдений в скважинах используются программируемые электронные накопители информации – логгеры, которые размещаются вблизи наблюдательного куста скважин.

В логгер входит коммутационное устройство, связывающее центральный микропроцессором логгера и температурные датчиками на термокосе, микросхема памяти, источник питания (рис. 16.2.4). Специальное программное обеспечение позволяет через компьютер осуществлять программирование логгера и переносить данные после замеров. К главному достоинству лонгера можно отнести автоматизацию замеров, а в от к недостатку - зависимость работы всего измерительного комплекса от природных факторов, влияющих на источник питания и работоспособность электроники, хотя их и изготавливают в прочных корпусах с частой защитой от влаги.