Исследование акустических свойств межтрубного пространства добывающих скважин для контроля уровня жидкости

• Автор: Стрижак, Виктор Анатольевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

Глава 1. Охрана подземных вод. Методы и средства контроля

1.1. Нормативные документы по использованию подземных вод

1.2. Гидрологические особенности подземных вод

1.2.1. Свойства подземных вод

1.2.2. Условия залегания и формирования подземных вод

1.3. Эксплуатация водозаборных сооружений

1.3.1. Эксплуатационные запасы подземных вод

1.3.2. Наблюдение за уровнем подземных вод

1.4. Приборы контроля уровня

1.4.1. Методы измерения уровня

1.4.2. Гидрогеологические рулетки

1.4.3. Электроуровнемеры
1.4.4. Пневматический уровнемер
Ф 1.4.5. Гидростатические системы (пьезометрические уровнемеры)
1.4.6. Поплавковые уровнемеры
1.4.7. Акустический метод
1.4.8. Приборы, применяемые для наблюдения уровня подземных вод за рубежом
1.5. Выводы к главе
Глава 2. Моделирование процессов распространения акустических волн в межтрубном пространстве
2.1. Акустическая модель скважины
• 2.2. Скорость звука в воздухе
2.3. Отражение и преломление звуковых волн на границе раздела сред
2.4. Явление затухания звука
2.5. Модель процесса распространения акустической волны в межтрубном пространстве
2.6. Выводы к главе
Глава 3 Исследование основных закономерностей распространения акустической волны в

межтрубном пространстве
3.1. Программа расчета межтрубного пространства
3.2. Коэффициент затухания в межтрубном пространстве
3.3. Коэффициенты прозрачности и отражения от муфт
3.4. Поправка на дисперсию скорости
3.5. Передаточные функции межтрубного пространства

3.5.1. Передаточная функция межтрубного пространства для донного импульса
3.5.2. Передаточная функция межтрубного пространства для эхо-импульса от муфты
3.6. Задание зондирующего импульса
3.7. Свойства донного импульса
3.8. Свойства сигнала от муфты
3.9. Эхограмма межтрубного пространства
3.10. Выводы к главе
Глава 4. Приборы контроля уровня жидкости в межтрубном пространстве
4.1. Требования к прибору контроля уровня жидкости в межтрубном пространстве
4.2. Описание прибора контроля уровня жидкости
» 4.2.1. Прибор контроля уровня жидкости «ЭХО-1»
4.2.2. Прибор контроля уровня жидкости «ЭХО-2»
4.2.3. Порядок проведения измерений прибором «ЭХО-2»
4.2.4. Эксплуатационные ограничения
4.3. Результаты внедрения
4.4. Перспективы устройств измерения уровня жидкости
4.5. Выводы к главе
Заключение
Список литературы
* Приложения

В настоящее время важнейшим видом природных ресурсов, без которых невозможна жизнь, являются природные, и особенно, подземные воды. Подземные воды ис-ф пользуются в народном хозяйстве для хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения; орошения; энергетических целей и теплофикации; лечебных целей; в качестве столовых минеральных вод и как сырье для извлечения ценных компонентов. Особенно острым является вопрос обеспечения водой населения для хозяйственно-питьевых нужд.
Во всех случаях эксплуатация запасов подземных вод должна соотноситься с величинами их возобновления в естественных или нарушенных условиях. При отборе воды в объёме, превышающем возобновление, происходит невосполнимая выработка запасов подземных вод, что с течением времени неизбежно приводит к их истощению. Для предупреждения истощения проводят комплекс гидрологических работ, в который входят стационарные наблюдения за режимом подземных и поверхностных вод. В связи с этим на ^ каждом водозаборе должна существовать контрольная сеть. В ее задачи входит систематический контроль за качеством воды; размерами водозабора, который не должен превышать установленных эксплуатационных запасов, а также контроль за уровнями подземных вод.
Вопросы использования подземных вод определяются «Водным кодексом» [6, 7, 17, 18]. Для решения вопросов охраны подземных вод существует дополнительный ряд законодательных актов как федерального уровня (Федеральный Закон о природных ле-и> чебных ресурсах, лечебно - оздоровительных местностях и курортах [4, 8, 9, 16]), так и
местного уровня (Закон Удмуртии о недрах [1,15]).
Одним из основных методов определения истощения подземных вод является измерение и систематический контроль за уровнем воды в скважине. Скважиной называется цилиндрическая горная выработка, сооружаемая без доступа в нее человека и имеющая диаметр во много раз меньше длины [72 - 79]. Скважина, снабженная глубинным насосом,

стического импульса по волноводу с перепадом сечения с 5, до Я2 на ограниченных промежутках длиной И (Рис. 2. 1,6).
а б
Рис. 2.1. Фрагмент скважины (а) и ее акустическая модель (б):
dü - внутренний диаметр обсадной трубы, dH - внешний диаметр насосно - компрессорной трубы, dM - внешний диаметр муфты, h - длина муфты, I - расстояние между муфтами, Si -сечение волновода вне муфты, - сечение волновода в районе муфты; Р„ад - давление падающей волны, Ротр отмуфты - давление акустической волны, отраженной от перепада сечения в районе муфты, Р„Рош. через муфту - давление акустической волны, прошедшей через перепад сечения в районе муфты, Ротр, 0тдна - давление акустической волны, отраженной от раздела газ - жидкость
Следует отметить, что в процессе распространения импульса часть его энергии идет как на отражения от муфт, число которых в добывающих скважинах может достигать