Разработка и применение аппаратурно-методического комплекса для измерений тепловых свойств горных пород при повышенных термобарических условиях

• Автор: Миклашевский, Дмитрий Евгеньевич
• Шифр специальности: 25.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ АППАРАТУРНОМЕТОДИЧЕСКОЙ БАЗЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕПЛОВЫХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕРМОБАРИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ И АНАЛИЗ ПРЕДСТАВИТЕЛЬНОСТИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
1.1. Тепловые свойства пород и роль их исследований в современной геофизике
1.2. Особенности определения тепловых свойств минералов и горных пород при условиях гориьгх массивов
1.3. Измерения теплопроводности и температуропроводности при повышенных термобарических условиях
1.3.1. Установки для измерений теплопроводности пород при термобарических условиях горною массива
1.3.2. Результаты предыдущих измерений теплопроводности осадочных горных пород при повышенных термобарических условиях
1.4. Аппаратура для измерений температурного коэффициента линейною расширения пород
1.5. Представит ельностъ результатов измерений температурного коэффициента линейного расширения пород в литературных данных
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ ПОРОД ПРИ ТЕРМОБАРИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ГОРНОГО МАССИВА
2.1. Теоретическая модель метода линейного источника для определения теплопроводности

2.2. Теоретическая модель метода линейною источника для определения
температуропроводности
2 3. Теоретическая модель метода линейного источника для измерений главных значений тензоров теплопроводности и температуропроводности пород
2.4. Экспериментальная модель метода линейною источника для определения главных значений тензоров теплопроводности и температуропроводности
2.5. Причины неадекватности теоретической и экспериментальной моделей метода линейного источника
2.5.1. Систематическая погрешность, обусловленная конечными размерами образца
2.5.2. Нестабильность мощноеIи линейного источника
2.5.3. Погрешность измерения температуры и длины линейного источника
2.6. Теоретические основы анализа вариаций теплопроводное I и осадочных пород при повышенных /’’/’условиях
2.7. Аппаратурный комплекс для измерений теплопроводное ги, температуропроводности и объемной теплоемкости при одновременном воздействии высоких температур и давлений
2.7.1. Установка для измерений тепловых свойств при влиянии повышенных температуры, порового и двух компонентлитостагическою давления
2.7.2. Установка для измерений тепловых свойств при влиянии
повышенных температуры и всестороннего давления
2.7.3 Автоматизация нового аппаратурного комплекса
2 7 4 Метрологические исследования нового аппарагурно-методического комплекса
ВЫВОДЫ

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ О ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ ПОРОД ПРИ ТЕРМОБАРИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ГОРНОГО МАССИВА
3.1. Измерения теплопроводности и температуропроводности
монокристалла галита
3 2 Методика комплексного исследования образцов пород для интерпретации экспериментальных данных РТ измерений
3.3. Результаты измерений тепловых свойств осадочных пород при повышенных термобарических условиях
3.3.1. Описание коллекции образцов пород
3.3.2. Резулыаты измерений теплопроводности, температуропроводносіи и объемной іешюемкости пород
3.3.3. Исследования тепловых свойств песчаника при раздельном и совместном влиянии лемпературы и давления
3.4. Интерпретация экспериментальных данных
3.4.1. Исследование вариаций тепловых свойств матрицы и характеристики порового пространства, произошедших при воздействии давления и температуры
3.4.2. Вариации теплопроводности терригенных и карбонатных пород при повышенных /^/’условиях
3.5. Результаты измерений тепловых свойств образцов пород Уральской сверхглубокой скважины СГ
3.5.1. Описание коллекции образцов
3.5.2. Измерения теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости пород
ВЫВОДЫ

2.7.1. Установка для измерений тепловых свойств при влиянии повышенных температуры, порового и двух компонент литостатического давления
Общий вид разработанной установки для измерений теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости при воздействии двух компонент (вертикальной и латеральной) литостатического давления, а также поровом давлении и температуре показан на рис. 2.6.
Установка состоит из следующих основных блоков: 1 - масляный компрессор (УНГР-2000), 2 - камера высоких температуры и давления (РГ каера), 3-5 - стрелочные манометры для визуальною контроля уровней соответственно бокового, вертикального и порового давлений, 6-8 -электрические аналоги стрелочных манометров для автоматизированного контроля данных параметров во время эксперимента и сохранения их значений в базе данных для дальнейшего анализа, 9 - вентили высокого давления для коммутации масла от компрессора дія реализации различных компонент давления, 10 - терморегулятор, реализующий температурную программу в автоматическом режиме персонального компьютера II, термостата 12 и морозильной камеры для охлаждения термостатирующей жидкости.
Разработанная установка включает в себя следующие основные элементы (рис. 2.7). / - камера высоких температур и давлений, с плунжером в нижней ее части дія реализации вертикальной компоненты литостатического давления, 2 - заглушка, в которой через конусные уплотнения проходят электровводы (для электропитания нагревателя и линейных источников и вывода из камеры сигнала термопары и напряжения линейных источников) и капилляр для создания порового давления, 3 -теплоизоляторы дія уменьшения тегаюпотерь по металлическим конструкциям камеры. На внешнюю стенку камеры навита трубка, в которой циркулирует охлаждающий флюид. Горизонтальная компонента литостатического давления создается маслом, нагнетаемым через боковое