При проведении высокоточного температурного мониторинга в буровых скважинах исследователи нередко сталкиваются с явлением свободной тепловой конвекции. Она проявляется температурным шумом с амплитудой nˑ10-2 K и не позволяет исследовать тонкие температурные эффекты, связанные с изменениями гидрогеологического режима, заколонными перетоками, приливными эффектами, тектонической активностью и пр. Устройство на основе профиля «гребенка» разработано для подавления температурного шума свободной тепловой конвекции в водонаполненных и сухих скважинах (в соответствии с ранее полученным патентом РФ 2678174 – «Способ температурного мониторинга в водонаполненных скважинах»).
Конструкция
Профиль изготовлен из силиконовой резины марки Uralsil 1702 Ral 3013 (технология литья профиля разработана совместно со специалистами ЗАО «Уральский завод эластомерных уплотнений - УЗЭУ») и представляет собой плоское основание, перпендикулярно к которому прикреплена серия параллельных пластин. Ширина основания – 49 мм, высота пластин -40 мм. Масса – ок. 1 кг/пог.м. Профиль выпускается отрезками по 12 м.
Применение
Перед применением в скважине профиль сворачивается и крепится на отдельном подвесе, либо непосредственно на скважинном приборе при помощи пластиковых хомутов. При необходимости пластины подрезаются. Для скважин диаметром > 120 мм можно использовать несколько профилей закрепленных параллельно на пластиковой трубе. Собранное устройство длиной 500 – 1500 мм вместе со скважинным прибором или косой термодатчиков доставляется в скважину
Профиль «гребенка» (слева внизу) и устройства подавления свободной тепловой конвекции. Слева вверху – на отдельном подвесе, справа – на скважинном приборе RBR-soloT.
Примеры применения профиля.
Примеры применения устройства в водонаполненной (слева) и сухой (справа) скважинах.
Применение профиля позволяет снизить температурный шум свободной тепловой конвекции в 13 – 25 раз. В некоторых случаях (при температурных градиентах > 0,2 К/м) полному подавлению температурного шума может предшествовать переходный период (левый рисунок).
Описанное устройство (в отличие от применяющихся в России и за рубежом устройств и способов) не нарушает свободного движения флюида по скважине, легко доставляется в нужный интервал, не создает прихватов скважинного прибора.
Дополнительную информацию о природе свободной тепловой конвекции в скважинах, методах ее изучения и возникающих температурных эффектах можно найти здесь:
https://www.researchgate.net/profile/Dmitry-Demezhko/publications