RU2698737C1 - Device for control of density of emulsion explosive substance or other liquids in vertical wells and method of monitoring density - Google Patents

Device for control of density of emulsion explosive substance or other liquids in vertical wells and method of monitoring density Download PDF

Info

Publication number
RU2698737C1
RU2698737C1 RU2019100151A RU2019100151A RU2698737C1 RU 2698737 C1 RU2698737 C1 RU 2698737C1 RU 2019100151 A RU2019100151 A RU 2019100151A RU 2019100151 A RU2019100151 A RU 2019100151A RU 2698737 C1 RU2698737 C1 RU 2698737C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
density
pressure
emulsion explosive
air pump
elastic
Prior art date
Application number
RU2019100151A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Владимирович Комиссаров
Борис Сергеевич Ермолаев
Светлана Сергеевна Басакина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ФИЦ ХФ РАН)
Priority to RU2019100151A priority Critical patent/RU2698737C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2698737C1 publication Critical patent/RU2698737C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/26Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity by measuring pressure differences

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to densitometers of hydrostatic type, which enable to measure density of liquids in vertical wells, and can be used to control density of gas-saturated emulsion explosive (EE) in vertical wells before explosion. Method for controlling density of emulsion explosive or other liquids in vertical wells involves measuring pressure at different levels in a controlled environment, for this purpose, a measuring probe is placed in a controlled medium, having sensitive elements located one above the other at a known fixed distance, which are elastic chambers connected by means of pneumatic hoses and system of valves with a pressure gauge and an air pump, by means of an air pump a series of compressed air injections into the elastic chambers with short pulses for sudden increase of pressure alternately in the lower and upper elastic chamber, fixing the pressure in each chamber when equilibrium with the controlled medium is achieved and the density of the emulsion explosive in the well is calculated from the difference of the measured pressures in the lower and upper sensitive elements; as well as device for method implementation.
EFFECT: technical result is high accuracy of density measurements, and simultaneously significant simplification of device design.
12 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области приборостроения, а именно, к плотномерам гидростатического типа, которые позволяют измерять плотность жидкостей в вертикальных скважинах, и может быть использовано для контроля плотности газонасыщенного эмульсионного взрывчатого вещества (ЭВВ) в вертикальных скважинах перед взрывом.The invention relates to the field of instrumentation, namely, hydrostatic type densitometers that can measure the density of liquids in vertical wells, and can be used to control the density of a gas-saturated emulsion explosive substance (EVE) in vertical wells before an explosion.

Потребность в изобретении вызвана необходимостью контроля плотности жидкого ЭВВ, сенсибилизированного пузырьками газа или полыми микросферами, после заряжания его в скважину. Дело в том, что плотность ЭВВ изменяется в зависимости от объемной доли газовых включений или полостей при изменении гидростатического давления в эмульсии. Плотность эмульсии всегда выше на дне скважины, там, где размещается боевик (промежуточный детонатор). При определенных обстоятельствах, например, при задержке на несколько дней подрыва скважин после их заряжания, плотность эмульсии может повыситься, и приблизиться к опасной пороговой величине, выше которой детонация не может быть инициирована. Подрыв уплотненной эмульсии чреват неприятными последствиями (увеличением окислов азота в продуктах детонации, отказом детонации заряда в некоторых скважинах), и этого следует избегать. Необходим регулярный контроль плотности эмульсии в нескольких ключевых скважинах. Для этого нужно устройство, «одноразовый» измерительный зонд которого перед заряжанием опускается на дно скважины в область размещения боевика. «Одноразовый» зонд должен быть исключительно простым и дешевым, так как при взрыве он будет уничтожен.The need for the invention is caused by the need to control the density of liquid emulsion explosives sensitized by gas bubbles or hollow microspheres, after loading it into the well. The fact is that the density of emulsion explosives varies depending on the volume fraction of gas inclusions or cavities when the hydrostatic pressure in the emulsion changes. The density of the emulsion is always higher at the bottom of the well, where the action is located (intermediate detonator). Under certain circumstances, for example, if the wells are blown for several days after being charged, the density of the emulsion may increase and approach a dangerous threshold above which detonation cannot be initiated. Undermining the sealed emulsion is fraught with unpleasant consequences (increase in nitrogen oxides in detonation products, failure of charge detonation in some wells), and this should be avoided. Regular monitoring of emulsion density in several key wells is required. To do this, you need a device, a “disposable” measuring probe which, before loading, sinks to the bottom of the well in the area of the action movie. A “disposable” probe should be extremely simple and cheap, as it will be destroyed in an explosion.

Известны многочисленные конструкции плотномеров. Большинство из них содержит одну или две диафрагмы, связанные с датчиком давления через жидкую среду (см., например, RU 2145703, опубл. 20.02.2000). Наличие диафрагм создает дополнительные погрешности при передаче давления на датчик. Нередко диафрагмы имеют большие габариты. Возможность уменьшения габаритов ограничена, так как вызывает прогрессивное увеличение жесткости диафрагм, что приводит к резкому снижению точности измерений. Кроме того, большие габариты диафрагм ограничивают область применения приборов, и их нельзя использовать в скважинах.Numerous densitometer designs are known. Most of them contain one or two diaphragms connected with a pressure transducer through a liquid medium (see, for example, RU 2145703, publ. 02.20.2000). The presence of diaphragms creates additional errors in the transmission of pressure to the sensor. Often the diaphragms are large. The ability to reduce dimensions is limited, as it causes a progressive increase in the stiffness of the diaphragms, which leads to a sharp decrease in the accuracy of measurements. In addition, the large dimensions of the diaphragms limit the scope of applications, and they can not be used in wells.

Известны устройства для измерения плотности (RU 2137109, опубл. 10.09.1999 и RU 2213340, опубл. 27.09.2003), содержащие расположенные на разных уровнях в исследуемой среде две герметичные камеры, у которых, по крайней мере, одна стенка выполнена в виде эластичной мембраны, соединенные с «пьезотрубками». Камеры с мембранами и «пьезотрубки» заполнены специальными несмешивающимися жидкостями, легкой и тяжелой. Система измерения в данных известных устройствах очень сложна. Она основана на отличиях свойств несмешивающихся жидкостей: диэлектрические проницаемости первой и второй жидкостей должны более чем на порядок отличаться друг от друга. Специальные сенсоры, измерители электрической емкости, фиксируют уровень раздела жидкостей. Он смещается в зависимости от давления измеряемой среды, а сигнал от сенсора обрабатывается особым вычислительным комплексом. Данные плотномеры с «пьезотрубками» и емкостными датчиками (причем каждый датчик снабжен двумя рабочими электродами и тремя охранными электродами) при измерениях погружаются в исследуемую жидкость, следовательно при использовании для ЭВВ будут уничтожены при взрыве, что для однократного применения неприемлемо по цене. Кроме того, данные устройства содержат металлические части и электрические компоненты, что недопустимо при измерениях в скважинах, заполненных ЭВВ с установленным боевиком.Known devices for measuring density (RU 2137109, publ. 09/10/1999 and RU 2213340, publ. 09/27/2003) containing two sealed chambers located at different levels in the test medium, in which at least one wall is made in the form of an elastic membranes connected to piezotubes. Cells with membranes and piezotubes are filled with special immiscible liquids, light and heavy. The measurement system in these known devices is very complex. It is based on the differences in the properties of immiscible liquids: the permittivities of the first and second liquids must differ by more than an order of magnitude from each other. Special sensors, electric capacitance meters, record the level of liquid separation. It shifts depending on the pressure of the medium being measured, and the signal from the sensor is processed by a special computing complex. These densitometers with “piezotubes” and capacitive sensors (each sensor is equipped with two working electrodes and three guard electrodes) are immersed in the test liquid during measurements, therefore, when used for emulsion explosives, they will be destroyed during an explosion, which is unacceptable for a single use at a price. In addition, these devices contain metal parts and electrical components, which is unacceptable when measuring in wells filled with emulsion explosives with an installed fighter.

Известен гидростатический скважинный плотномер для применения в разведочных и эксплуатационных нефтяных и гидрогеологических скважинах (RU 2483284, опубл. 27.05.2013). В данном известном плотномере объемные диафрагмы отсутствуют, но он также непригоден для однократного измерения плотности ЭВВ в скважине из-за высокой стоимости.Known hydrostatic borehole densitometer for use in exploration and production of oil and hydrogeological wells (RU 2483284, publ. 27.05.2013). In this known densitometer volumetric diaphragms are absent, but it is also unsuitable for a single measurement of the density of emulsion explosives in the well due to the high cost.

Задачей изобретения является создание устройства для контроля плотности ЭВВ или других жидкостей в вертикальных скважинах, которое обеспечит достаточно высокую точность измерений плотности, что позволит, в частности, надежно оценивать детонационную способность ЭВВ в контролируемой скважине, и в то же время будет отличаться существенно упрощенной и недорогой конструкцией. Создаваемое устройство будет возможно быстро изготавливать непосредственно на карьере, используя, в том числе, отходы взрывных работ (отработанные ударноволновые трубки типа «нонель»).The objective of the invention is to provide a device for controlling the density of emulsion explosives or other liquids in vertical wells, which will provide a sufficiently high accuracy of density measurements, which will allow, in particular, to reliably estimate the detonation ability of emulsion explosives in a controlled well, and at the same time will differ significantly simplified and inexpensive by construction. The created device will be possible to quickly produce directly on the quarry, using, among other things, blasting waste (spent shock-wave tubes of the “nonel” type).

Задачей изобретения является также разработка способа осуществления контроля плотности ЭВВ или других жидкостей в вертикальных скважинах, который обеспечит достаточно высокую точность измерений плотности, что позволит надежно фиксировать изменения плотности, что, в частности, обеспечит надежную оценку детонационной способности ЭВВ в контролируемой скважине. Способ должен отличаться простотой, безопасностью и не требовать специальной подготовки рабочего персонала.The objective of the invention is the development of a method for monitoring the density of emulsion explosives or other fluids in vertical wells, which will provide a sufficiently high accuracy of density measurements, which will reliably record changes in density, which, in particular, will provide a reliable estimate of the detonation ability of emulsion explosives in a controlled well. The method should be simple, safe and not require special training of working personnel.

Решение поставленной задачи достигается предлагаемым устройством для контроля плотности ЭВВ или других жидкостей в вертикальных скважинах, включающим измерительный зонд, содержащий расположенные в контролируемой среде один над другим на известном фиксированном расстоянии чувствительные элементы, представляющие собой эластичные камеры, закрепленные на рейке с грузом и соединенные при помощи пневматических шлангов и системы кранов с манометром и воздушным насосом.The solution to this problem is achieved by the proposed device for controlling the density of emulsion explosives or other liquids in vertical wells, including a measuring probe containing sensitive elements located in a controlled environment one above the other at a fixed fixed distance, which are elastic chambers mounted on a rail with a load and connected with pneumatic hoses and valve systems with pressure gauge and air pump.

ЭВВ может быть сенсибилизировано газогенерирующей добавкой.The emulsion explosives can be sensitized by a gas generating additive.

Контролируемая среда может быть тиксотропной или реопексной жидкостью.The controlled medium may be a thixotropic or reopex liquid.

Эластичные камеры с обеих сторон закрыты заглушками, герметично закрепленными хомутами и уплотняющими кольцами, при этом верхняя заглушка в каждой эластичной камере имеет отверстие для соединения с пневматическим шлангом.The elastic chambers on both sides are closed with plugs, hermetically fixed clamps and sealing rings, while the upper plug in each elastic chamber has an opening for connection with a pneumatic hose.

В качестве пневматических шлангов могут использоваться отработанные ударноволновые трубки типа «нонель», являющиеся отходами взрывных работ.As pneumatic hoses, used shockwave tubes of the nonel type, which are blasting waste, can be used.

Воздушный насос, манометр и система кранов находятся на поверхности земли.The air pump, pressure gauge and crane system are located on the surface of the earth.

Манометр может быть подключен к электронному или механическому регистратору давления.The pressure gauge can be connected to an electronic or mechanical pressure recorder.

Решение поставленной задачи достигается также предлагаемым способом контроля плотности ЭВВ в вертикальных скважинах путем измерения давления на разных уровнях в контролируемой среде, для чего в контролируемую среду помещают измерительный зонд, содержащий расположенные один над другим на известном фиксированном расстоянии чувствительные элементы, представляющие собой эластичные камеры, соединенные при помощи пневматических шлангов и системы кранов с манометром и воздушным насосом, проводят воздушным насосом серию закачек сжатого воздуха в эластичные камеры короткими импульсами для резкого повышения давления попеременно в нижней и верхней эластичной камере, фиксируют давление в каждой камере при достижении равновесия с контролируемой средой и по разности измеренных давлений в нижнем и верхнем чувствительных элементах рассчитывают плотность ЭВВ в скважине.The solution of this problem is also achieved by the proposed method for controlling the density of emulsion explosives in vertical wells by measuring pressure at different levels in a controlled environment, for which a measuring probe is placed in a controlled environment, containing sensitive elements located one above the other at a fixed distance, which are elastic chambers connected using pneumatic hoses and a crane system with a manometer and an air pump, a series of compressed downloads are carried out by an air pump ozduha elastic chamber in short pulses for abrupt pressurization alternately in the upper and lower elastic chamber, fix the pressure in each chamber at equilibrium with a controlled atmosphere and measured by the difference of pressures in the lower and upper elements is calculated density sensitive emulsion explosives in the well.

ЭВВ может быть сенсибилизировано газогенерирующей добавкой.The emulsion explosives can be sensitized by a gas generating additive.

Контролируемая среда может быть тиксотропной или реопексной жидкостью.The controlled medium may be a thixotropic or reopex liquid.

Манометр, система кранов и воздушный насос для закачки сжатого воздуха в эластичные камеры находятся на поверхности земли.A pressure gauge, a crane system and an air pump for pumping compressed air into flexible chambers are located on the surface of the earth.

Манометр может быть подключен к электронному или механическому регистратору давления.The pressure gauge can be connected to an electronic or mechanical pressure recorder.

При создании предлагаемого изобретения предварительно были проведены экспериментальные исследования возможности использования различных типов эластичных камер, способных воспринимать импульсы закачки сжатого воздуха для резкого повышения в них давления, чтобы обеспечить быстрое установление равновесия с давлением в окружающей эмульсии, являющейся тиксотропной жидкостью. Было установлено, что для этой цели можно использовать как гибкие полимерные, так и эластичные оболочки, в том числе отрезки резиновой велосипедной камеры. Применение таких доступных средств наряду с использованием в качестве пневматических шлангов отходов взрывных работ (отработанных ударноволновых трубок типа «нонель») обеспечивает важное отличие и существенное преимущество заявляемого решения -простоту конструкции и отсутствие необходимости использования дорогостоящего оборудования.When creating the present invention, experimental studies were previously conducted of the possibility of using various types of elastic chambers capable of receiving pulses of injection of compressed air to sharply increase the pressure in them, so as to ensure rapid equilibrium with the pressure in the surrounding emulsion, which is a thixotropic liquid. It was found that for this purpose it is possible to use both flexible polymer and elastic shells, including pieces of a rubber bicycle chamber. The use of such available means along with the use of blasting waste (spent shock-wave tubes of the "nonel" type) as pneumatic hoses provides an important difference and a significant advantage of the proposed solution is the simplicity of the design and the absence of the need for expensive equipment.

На фиг. 1 представлена схема чувствительного элемента, представляющего собой эластичную камеру (например, обрезок резиновой велосипедной камеры) 1, оба конца которой закрыты пластмассовыми заглушками: 2 (верхняя) и 3 (нижняя). Заглушки герметично закреплены хомутами 4 и уплотняющими резиновыми кольцами 5. Верхняя заглушка 2 имеет отверстие 6 для соединения с пневматическим шлангом.In FIG. 1 shows a diagram of a sensitive element, which is an elastic chamber (for example, a scrap of a rubber bicycle chamber) 1, both ends of which are closed with plastic plugs: 2 (upper) and 3 (lower). The plugs are hermetically secured with clamps 4 and sealing rubber rings 5. The upper plug 2 has an opening 6 for connection with a pneumatic hose.

Два чувствительных элемента 7 (верхний) и 8 (нижний) (см. фиг. 2), закрепленные на рейке 9, образуют измерительный зонд 10. К нижнему концу рейки 9 с помощью веревки 11 крепится груз 12 для придания вертикального положения зонду 10 в скважине. Зонд 10 вместе с двумя пневматическими шлангами 13 опускается на веревке 14 в скважину на необходимую глубину.Two sensing elements 7 (upper) and 8 (lower) (see Fig. 2), mounted on rail 9, form a measuring probe 10. A load 12 is attached to the lower end of rail 9 with a rope 11 to give the probe 10 a vertical position in the well . The probe 10, together with two pneumatic hoses 13, is lowered on the rope 14 into the well to the required depth.

Стоимость двух пневматических шлангов 13, длина которых на 1-2 м превышает глубину скважины (обычно до 30 м), составляет основную часть стоимости измерительного зонда 10. Поэтому мы предлагаем в качестве пневматических шлангов использовать отработанные ударноволновые трубки (УВТ) типа «нонель», которые являются естественным отходом взрывных работ.УВТ имеют внутренний диаметр 1 мм и наружный диаметр 3-4 мм.The cost of two pneumatic hoses 13, the length of which is 1-2 m longer than the depth of the well (usually up to 30 m), is the main part of the cost of the measuring probe 10. Therefore, we propose to use spent non-shock shock-wave tubes (UHT) of the nonel type as pneumatic hoses, which are a natural waste of blasting. UVT have an inner diameter of 1 mm and an outer diameter of 3-4 mm.

Измерительная схема предлагаемого устройства приведена на фиг.3. Чувствительные элементы (эластичные камеры) измерительного зонда 10, верхний 7 и нижний 8, с помощью пневматических шлангов 13 и кранов 15, подсоединены общим пневматическим шлангом к манометру 16. Манометр 16 может быть подключен к электронному или механическому регистратору давления (на фиг. 3 не показан). Манометр 16 сообщается с ручным или автоматическим воздушным насосом 17 и через проходной кран 18 с атмосферой для дренажа всей пневматической системы. После погружения измерительного зонда 10 в скважину 19 ее заполняют ЭВВ или иной жидкостью 20. Предлагаемое устройство работает следующим образом.The measuring circuit of the proposed device is shown in figure 3. The sensitive elements (elastic chambers) of the measuring probe 10, upper 7 and lower 8, are connected via a pneumatic hose 13 and valves 15 to a pressure gauge 16. The pressure gauge 16 can be connected to an electronic or mechanical pressure recorder (in Fig. 3 shown). The pressure gauge 16 communicates with a manual or automatic air pump 17 and through a through valve 18 with the atmosphere for drainage of the entire pneumatic system. After immersion of the measuring probe 10 in the well 19, it is filled with emulsion explosives or other liquid 20. The proposed device operates as follows.

До погружения измерительного зонда 10 в скважину 19 полезно проверить его герметичность, поместив зонд 10 в сосуд с водой и подав воздух в систему. После погружения измерительного зонда 10 в скважину 19 и заполнения скважины ЭВВ или иной жидкостью 20 проводят серию измерений давления сначала в одном чувствительном элементе (эластичной камере), а затем - в другом. Для этого начинают закачку воздуха насосом 17 в одну из эластичных камер, вначале повышая давление в ней до уровня, примерно равного ожидаемому давлению в скважине или немного ниже, стенки эластичной камеры при этом начинают расправляться. Затем проводят серию закачек сжатого воздуха небольшими порциями в виде резких коротких импульсов, получая диаграмму давления в данной эластичной камере, которая приведена на фиг. 4.Before immersion of the measuring probe 10 in the well 19, it is useful to check its tightness by placing the probe 10 in a vessel with water and supplying air to the system. After immersion of the measuring probe 10 in the borehole 19 and filling the borehole with an EVE or other liquid 20, a series of pressure measurements is carried out first in one sensitive element (elastic chamber), and then in another. For this, air injection is started by pump 17 into one of the elastic chambers, at first increasing the pressure in it to a level approximately equal to the expected pressure in the well or slightly lower, while the walls of the elastic chamber begin to straighten out. Then, a series of injections of compressed air is carried out in small portions in the form of sharp short pulses, obtaining a pressure diagram in this elastic chamber, which is shown in FIG. four.

Сравнительно медленное повышение давления в чувствительном элементе, находящемся в тиксотропной жидкости (вязкая эмульсия ЭВВ) или реопексной жидкости, нежелательно, так как у таких жидкостей вязкость изменяется (падает или увеличивается) со временем после приложения к ней усилия. Для ньютоновских жидкостей, вязкость которых при данной температуре остается постоянной, указанное требование отсутствует, но в любом случае резкий импульс повышения давления способствует однозначному и одинаковому характеру расправления оболочки чувствительного элемента в направлении сверху вниз. Это обеспечивает точность измерений за счет одинакового поведения обоих чувствительных элементов (датчиков) (7 и 8) в измерительном зонде 10 и тем самым сохранение высоты h, на которую разнесены центры объемов датчиков в контролируемой среде.A relatively slow increase in pressure in a sensing element located in a thixotropic liquid (viscous emulsion of emulsion explosives) or reopex liquid is undesirable, since in such liquids the viscosity changes (decreases or increases) with time after the application of force to it. For Newtonian fluids, the viscosity of which remains constant at a given temperature, this requirement is absent, but in any case, a sharp pulse of pressure increase contributes to the unambiguous and uniform nature of the expansion of the shell of the sensing element in a downward direction. This ensures the accuracy of measurements due to the identical behavior of both sensing elements (sensors) (7 and 8) in the measuring probe 10 and thereby preserving the height h to which the centers of the volumes of the sensors are spaced in a controlled environment.

Выход величины давления на диаграмме (см. фиг. 4) после серии импульсов накачивания (пики) на платообразные участки, имеющие одинаковый уровень, означает достижение равновесия со скважинной средой на глубине расположения датчика. Определенное таким образом давление и есть искомое гидростатическое давление для данного датчика. Если давление контролируют по манометру, то при достижении равенства давления со средой после очередного импульса накачивания стрелка манометра останавливается на том же уровне, что и после предыдущего импульса накачки. -При регистрации давления в чувствительном элементе выше равных соседних значений на плато на диаграмме или постоянного значения на манометре измерения завершают и производят дренаж давления через проходной кран 18. Измерения давления на каждом чувствительном элементе повторяют несколько раз, в качестве измеренного давления берется среднее значение. Во время измерений в одном чувствительном элементе регулирующий кран другого датчика закрыт.После получения данных кран для чувствительного элемента, где были произведены измерения, закрывают и открывают кран для другого - где нужно произвести измерения.The output of the pressure value in the diagram (see Fig. 4) after a series of pumping pulses (peaks) to plateau-like sections having the same level means achieving equilibrium with the borehole medium at the depth of the sensor. The pressure thus determined is the desired hydrostatic pressure for a given sensor. If the pressure is controlled by the manometer, then when the pressure is equal to the medium after the next pumping pulse, the needle of the manometer stops at the same level as after the previous pumping pulse. - When registering the pressure in the sensing element above equal neighboring values on the plateau in the diagram or the constant value on the manometer, the measurements are completed and the pressure is drained through the flow valve 18. The pressure measurements on each sensing element are repeated several times, the average value is taken as the measured pressure. During measurements in one sensor, the control valve of the other sensor is closed. After receiving the data, the valve for the sensor where the measurements were made, close and open the valve for the other - where to take measurements.

Полученные данные позволяют рассчитать плотность жидкости в скважине ρ по формуле:The data obtained allow us to calculate the density of the fluid in the well ρ by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где Р1 и Р2 измеренное давление в нижнем 8 и верхнем 7 чувствительных элементах измерительного зонда 10, h - разница в высоте расположения чувствительных элементов относительно друг друга (обычно 1 м) и g - ускорение свободного падения.where P 1 and P 2 are the measured pressure in the lower 8 and upper 7 sensing elements of the measuring probe 10, h is the difference in the height of the sensing elements relative to each other (usually 1 m) and g is the acceleration of gravity.

Опыты, проведенные в лабораторных условиях с несколькими жидкостями известной плотности в диапазоне давлений в жидкости до 3 атм, продемонстрировали, что измерения плотности имеют погрешность не более 4%, что обеспечивает, в частности, надежную оценку детонационной способности ЭВВ в контролируемой скважине.Experiments conducted in laboratory conditions with several fluids of known density in the pressure range in the fluid up to 3 atm showed that density measurements have an error of not more than 4%, which provides, in particular, a reliable estimate of the detonation ability of emulsion explosives in a controlled well.

Таким образом, предлагаемое устройство для контроля плотности различных жидкостей в вертикальных скважинах обеспечивает достаточно высокую точность измерений плотности и в то же время отличается существенно упрощенной и недорогой конструкцией. Устройство позволяет надежно оценивать детонационную способность ЭВВ в контролируемых скважинах. Предлагаемое устройство можно быстро изготавливать непосредственно на карьере, используя в том числе отходы взрывных работ (отработанные ударноволновые трубки типа «нонель»). Предлагаемый способ осуществления контроля плотности различных жидкостей в вертикальных скважинах позволяет надежно фиксировать изменения плотности, что, в частности, обеспечивает надежную оценку детонационной способности ЭВВ в контролируемой скважине. Способ отличается простотой, безопасностью и не требует специальной подготовки рабочего персонала.Thus, the proposed device for controlling the density of various fluids in vertical wells provides a sufficiently high accuracy of density measurements and at the same time has a significantly simplified and inexpensive design. The device allows you to reliably assess the detonation ability of emulsion explosives in controlled wells. The proposed device can be quickly manufactured directly on the quarry, using, among other things, blasting waste (spent shock-wave tubes of the “nonel” type). The proposed method for monitoring the density of various fluids in vertical wells allows you to reliably record changes in density, which, in particular, provides a reliable estimate of the detonation ability of emulsion explosives in a controlled well. The method is simple, safe and does not require special training of working personnel.

Claims (12)

1. Устройство для контроля плотности эмульсионного взрывчатого вещества или других жидкостей в вертикальных скважинах, включающее измерительный зонд, содержащий расположенные в контролируемой среде один над другим на известном фиксированном расстоянии чувствительные элементы, представляющие собой эластичные камеры, закрепленные на рейке с грузом и соединенные при помощи пневматических шлангов и системы кранов с манометром и воздушным насосом.1. A device for controlling the density of emulsion explosives or other liquids in vertical wells, including a measuring probe containing sensitive elements located in a controlled environment one above the other at a fixed fixed distance, which are elastic chambers mounted on a rail with a load and connected using pneumatic hoses and faucet systems with pressure gauge and air pump. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что эмульсионное взрывчатое вещество сенсибилизировано газогенерирующей добавкой.2. The device according to p. 1, characterized in that the emulsion explosive is sensitized by a gas generating additive. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что контролируемая среда является тиксотропной или реопексной жидкостью.3. The device according to p. 1, characterized in that the controlled environment is a thixotropic or reopex liquid. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что эластичные камеры с обеих сторон закрыты заглушками, герметично закрепленными хомутами и уплотняющими кольцами, при этом верхняя заглушка в каждой эластичной камере имеет отверстие для соединения с пневматическим шлангом.4. The device according to claim 1, characterized in that the elastic chambers are closed on both sides by plugs, hermetically fixed clamps and sealing rings, while the upper plug in each elastic chamber has an opening for connection with a pneumatic hose. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве пневматических шлангов используются отработанные ударноволновые трубки типа «нонель», являющиеся отходами взрывных работ.5. The device according to p. 1, characterized in that used pneumatic hoses of the “nonel” type, which are blasting waste, are used as pneumatic hoses. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что воздушный насос, манометр и система кранов находятся на поверхности земли.6. The device according to claim 1, characterized in that the air pump, pressure gauge and crane system are on the surface of the earth. 7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что манометр подключен к электронному или механическому регистратору давления.7. The device according to claim 1, characterized in that the pressure gauge is connected to an electronic or mechanical pressure recorder. 8. Способ контроля плотности эмульсионного взрывчатого вещества или других жидкостей в вертикальных скважинах путем измерения давления на разных уровнях в контролируемой среде, для чего в контролируемую среду помещают измерительный зонд, содержащий расположенные один над другим на известном фиксированном расстоянии чувствительные элементы, представляющие собой эластичные камеры, соединенные при помощи пневматических шлангов и системы кранов с манометром и воздушным насосом, проводят воздушным насосом серию закачек сжатого воздуха в эластичные камеры короткими импульсами для резкого повышения давления попеременно в нижней и верхней эластичной камере, фиксируют давление в каждой камере при достижении равновесия с контролируемой средой и по разности измеренных давлений в нижнем и верхнем чувствительных элементах рассчитывают плотность эмульсионного взрывчатого вещества в скважине.8. A method of controlling the density of emulsion explosive or other liquids in vertical wells by measuring pressure at different levels in a controlled environment, for which a measuring probe is placed in a controlled environment, containing sensing elements located one above the other at a fixed fixed distance, which are elastic chambers, connected with pneumatic hoses and a crane system with a pressure gauge and an air pump, they carry out a series of compressed air injections with an air pump in elastic chambers with short pulses for a sharp increase in pressure alternately in the lower and upper elastic chamber, the pressure in each chamber is fixed when equilibrium is reached with the controlled medium, and the density of the emulsion explosive in the well is calculated by the difference in measured pressures in the lower and upper sensitive elements. 9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что эмульсионное взрывчатое вещество сенсибилизировано газогенерирующей добавкой.9. The method according to p. 8, characterized in that the emulsion explosive is sensitized by a gas generating additive. 10. Способ по п. 8, отличающийся тем, что контролируемая среда является тиксотропной или реопексной жидкостью.10. The method according to p. 8, characterized in that the controlled medium is a thixotropic or reopex liquid. 11. Способ по п. 8, отличающийся тем, что манометр, система кранов и воздушный насос для закачки сжатого воздуха в эластичные камеры находятся на поверхности земли.11. The method according to p. 8, characterized in that the pressure gauge, a system of valves and an air pump for injecting compressed air into elastic chambers are located on the surface of the earth. 12. Способ по п. 8, отличающийся тем, что манометр подключен к электронному или механическому регистратору давления.12. The method according to p. 8, characterized in that the pressure gauge is connected to an electronic or mechanical pressure recorder.
RU2019100151A 2019-01-10 2019-01-10 Device for control of density of emulsion explosive substance or other liquids in vertical wells and method of monitoring density RU2698737C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100151A RU2698737C1 (en) 2019-01-10 2019-01-10 Device for control of density of emulsion explosive substance or other liquids in vertical wells and method of monitoring density

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019100151A RU2698737C1 (en) 2019-01-10 2019-01-10 Device for control of density of emulsion explosive substance or other liquids in vertical wells and method of monitoring density

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2698737C1 true RU2698737C1 (en) 2019-08-29

Family

ID=67851676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019100151A RU2698737C1 (en) 2019-01-10 2019-01-10 Device for control of density of emulsion explosive substance or other liquids in vertical wells and method of monitoring density

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2698737C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111272971A (en) * 2020-03-10 2020-06-12 鞍钢矿业***有限公司 Automatic detection system and method for water phase performance of on-site mixed emulsion explosive
RU2742022C1 (en) * 2019-12-25 2021-02-01 Светлана Сергеевна Басакина Device for controlling the density of viscous and inviscid fluids in vertical channels or wells using a hydrostatic contact densimeter with optical signal transmission and a density control method
RU2755395C1 (en) * 2020-03-13 2021-09-15 Общество с ограниченной ответственностью "Монторем" Density measurement complex

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994007122A1 (en) * 1992-09-11 1994-03-31 Whessoe Plc Density measurement
RU2117928C1 (en) * 1996-01-16 1998-08-20 Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "Эксперимент-ВНИИТФ" Device measuring density
US6928862B1 (en) * 2003-12-04 2005-08-16 Bryce V. Robbins Method of monitoring dual-phase liquid and interface levels
EA016442B1 (en) * 2007-03-02 2012-05-30 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. A method for conducting wellbore operation and method for stimulating reservoir formation while running a casing string into a wellbore
RU2483284C1 (en) * 2011-10-25 2013-05-27 Юрий Алексеевич Дудин Hydrostatic downhole densitometer
RU2604477C1 (en) * 2015-06-22 2016-12-10 ООО "ОКБ Вектор" Device for measuring density and level of liquid

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1994007122A1 (en) * 1992-09-11 1994-03-31 Whessoe Plc Density measurement
RU2117928C1 (en) * 1996-01-16 1998-08-20 Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-технический центр "Эксперимент-ВНИИТФ" Device measuring density
US6928862B1 (en) * 2003-12-04 2005-08-16 Bryce V. Robbins Method of monitoring dual-phase liquid and interface levels
EA016442B1 (en) * 2007-03-02 2012-05-30 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. A method for conducting wellbore operation and method for stimulating reservoir formation while running a casing string into a wellbore
RU2483284C1 (en) * 2011-10-25 2013-05-27 Юрий Алексеевич Дудин Hydrostatic downhole densitometer
RU2604477C1 (en) * 2015-06-22 2016-12-10 ООО "ОКБ Вектор" Device for measuring density and level of liquid

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2742022C1 (en) * 2019-12-25 2021-02-01 Светлана Сергеевна Басакина Device for controlling the density of viscous and inviscid fluids in vertical channels or wells using a hydrostatic contact densimeter with optical signal transmission and a density control method
CN111272971A (en) * 2020-03-10 2020-06-12 鞍钢矿业***有限公司 Automatic detection system and method for water phase performance of on-site mixed emulsion explosive
RU2755395C1 (en) * 2020-03-13 2021-09-15 Общество с ограниченной ответственностью "Монторем" Density measurement complex

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2698737C1 (en) Device for control of density of emulsion explosive substance or other liquids in vertical wells and method of monitoring density
US4392376A (en) Method and apparatus for monitoring borehole conditions
US5159828A (en) Microaccumulator for measurement of fluid volume changes under pressure
US7472588B2 (en) Petrophysical fluid flow property determination
US10996133B2 (en) Sealing tightness testing device
US20160070016A1 (en) Downhole sensor, ultrasonic level sensing assembly, and method
US9975701B2 (en) Method for detecting leakage in an underground hydrocarbon storage cavern
US20180128702A1 (en) Systems and methods for liquid dynamic pressure testing
BR112019008240B1 (en) APPARATUS AND METHOD FOR DYNAMIC ACUSTOELASTICITY TECHNIQUE MEASUREMENTS IN SIMULATED SUBSURFACE PRESSURES
Anat et al. Steady upward flow from water tables
CN204165971U (en) A kind of emulsion [explosive water resistant compressive property detection device
CN1200804A (en) Strain monitoring system
RU2562628C1 (en) Method of liquid dynamic level determination in well
US20070220969A1 (en) Leakage Inspection Apparatus for Liquid Storage Tank Technical Field
EP3091175A1 (en) Measuring device
US3216260A (en) Fluid pressure detection
CN101592588A (en) A kind of pile soil interaction mechanism testing device for riser
RU2344380C1 (en) Method of measuring volume of liquid in closed reservoir
CN111189909A (en) Superficial layer water flow sound wave testing device
RU2636812C2 (en) Method of external hydrostatic load test of sheath
CN105223084B (en) A kind of compressible foam material performance test evaluating apparatus
RU2742022C1 (en) Device for controlling the density of viscous and inviscid fluids in vertical channels or wells using a hydrostatic contact densimeter with optical signal transmission and a density control method
CN114018731A (en) Simulation test method for explosion effect in saturated sandy soil
RU2220282C1 (en) Process measuring production rate of oil wells in systems of sealed gathering and gear for its implementation
RU2483284C1 (en) Hydrostatic downhole densitometer