SU1395819A1 - Method of measuring rock temperature in blast holes - Google Patents
Method of measuring rock temperature in blast holes Download PDFInfo
- Publication number
- SU1395819A1 SU1395819A1 SU864112146A SU4112146A SU1395819A1 SU 1395819 A1 SU1395819 A1 SU 1395819A1 SU 864112146 A SU864112146 A SU 864112146A SU 4112146 A SU4112146 A SU 4112146A SU 1395819 A1 SU1395819 A1 SU 1395819A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- rocks
- temperature
- sensor
- contact
- hole
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике. Цель изобретени - повышение производительности за счет сокращени выдержки датчика в шпуре. Дл этого используют датчик с двум идентичными чувствительными элементами. Предварительно оценивают значение измер емой т-ры. Ввод т в шпур датчик т-ры. Осуществл ют контакт его чувствительного элемента с поверхностью горных пород на замерном участ- ке.Выдерживают датчик в шпуре и регистрируют т-ру чувствительного элемента. Затем один из чувствительных элементов нагревают , а другой охлаждают соответственно выше и ниже значени т-ры горных пород на участке замера на равные величины относительно предварительно оцененного значени т-ры. Определ ют разность предконтактных значений т-ры чувствительных элементов. Врем контакта их с горными породами в шпуре определ ют по ф-ле, полученной в результате решени модельной задачи изменени т-ры двухслойной пластины, при-, веденной в контакт с полуграничным массивом . Регистрируют усредненное значение т-ры чувствительных элементов, по которому суд т о т-ре горных пород в шпурах . 7 ил. о (ЛThis invention relates to a measurement technique. The purpose of the invention is to increase productivity by reducing the sensor exposure in the hole. For this purpose, a sensor with two identical sensing elements is used. Estimate the value of the measured t-ry. A sensor t is inserted into the borehole. Contact its sensitive element with the surface of rocks in the metering section. Hold the sensor in the hole and register the sensor's t-ru. Then, one of the sensing elements is heated, and the other is cooled, respectively, above and below the value of t-ry of rocks in the measurement section by equal values relative to the previously estimated value of t-ry. The difference between the pre-contact values of the t-ras of sensitive elements is determined. The time of their contact with the rocks in the hole is determined by the f-le obtained as a result of the solution of the model problem of changing the temperature of a two-layer plate brought into contact with a semi-boundary array. The averaged value of the t-ry of sensitive elements is recorded, by which the t-d of rocks in the bore-holes is judged. 7 il. o (l
Description
со со елco
0000
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано при измерении температуры горных пород в шпурах, пробуренных из подземных сооружений .The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the temperature of rocks in boreholes drilled from underground structures.
Цель изобретени - повышение производительности за счет сокращени выдержки датчика в шпуре.The purpose of the invention is to increase productivity by reducing the sensor exposure in the hole.
На фиг. 1 приведен график измерений температуры горных пород; на фиг. 2 - схема расположени чувствительных элементов в замерном участке шпура; на фиг. 3 - схема размещени чувствительного элемента в- конструкции датчика; на фиг. 4 блок- схема устройства дл измерени температуры горных пород в шпурах; на фиг. 5 - б;1ок-схема вспомогательного подогревного устройства; на фиг. 6 и 7 - графики дл определени коэффициентов, учитывающих радиус шпура и диаметр тепловоспринимаю- щей. пластины чувствительного элемента.FIG. 1 shows a graph of measurements of the temperature of rocks; in fig. 2 is a schematic of the location of the sensing elements in the metering section of the hole; in fig. 3 shows the layout of the sensitive element in the sensor design; in fig. 4 is a block diagram of a device for measuring the temperature of rocks in boreholes; in fig. 5 - b; 1ok diagram of the auxiliary heating device; in fig. 6 and 7 are graphs for determining the coefficients taking into account the radius of the hole and the diameter of the heat receptacle. sensitive plate.
Способ реализуют с помощью шпурового датчика, построенного по типу известного , снабженного прижимными устройствами дл двух идентичных чувствительных элементов 1 и 2 (фиг. 3), вмонтированных между тепловоспринимающими пластинами 3 и теплоизол ционными подложками 4. Чувствительнь е элементы 1 и 2 включе: ны (фиг. 4) в цепь стабилизатора 5 тока и измерительного усилител 6, выход которого подан на вход индикатора 7. Вспомогательное устройство (фиг. 5) дл нагрева или охлаждени чувствительного элемента содержит термоэлектрический тепловой насос 8, смонтированный на теплоемком теле (не показано) и через блок 9 ключей подключенный к источнику 10 питани (например аккумул тор НКГК-ПД).The method is implemented using a borehole sensor, built according to the type known, equipped with clamping devices for two identical sensitive elements 1 and 2 (Fig. 3), mounted between the heat-receiving plates 3 and the heat insulating substrates 4. Sensitive elements 1 and 2 are included ( Fig. 4) to the circuit of the current stabilizer 5 and the measuring amplifier 6, the output of which is fed to the input of the indicator 7. The auxiliary device (Fig. 5) for heating or cooling the sensitive element contains thermoelectric thermal us OS 8, mounted on a heat-generating body (not shown) and through a block of 9 keys connected to the power source 10 (for example, an NCGK-PD battery).
Способ реализуют следующим образом.The method is implemented as follows.
После бурени и выстойки шпура предварительно оценивают ожидаемую температуру горных пород в замерной зоне щпура. Дл этого используют расчетные зависимости или результаты ранее проведенных измерений . При геотермических исследовани х пользуютс формулойAfter drilling and drilling, the estimated temperature of rocks in the measuring area of the drill pin is estimated in advance. To do this, use the calculated dependencies or the results of previous measurements. In geothermal studies, the formula
t o t3,,-f ГН, где Н - глубина расположени замерногоt o t3 ,, - f GN, where H is the depth of the measurement
элемента 2 до температуры t«j приводит к падению напр жени на входе измерительного усилител б, соответствующему падению напр жени , если бы значени температуры чувствительных элементов 1 и 2 были одинаковы и равны to только тогда, когдаelement 2 to a temperature t ' j leads to a voltage drop at the input of the measuring amplifier b, corresponding to the voltage drop, if the temperature values of the sensing elements 1 and 2 were the same and equal to only when
,,
-2 оСоответствующий этому значению выходной сигнал усилител б индицируетс в индикаторе 7. Дл нагрева (или охлаждени ) чувствительного элемента 2 используют устройство , изображенное на фиг. 5. Дл этого с помощью блока 9 ключей на тепловой насос 8 подают ток соответствующей пол рности от источника 10 питани . Тепловой насос 8 отводит теплоту от чувствительного элемента 2 посредством их контакта к тепловому телу (не показано).The output signal of the amplifier b corresponding to this value is indicated in the indicator 7. The device shown in FIG. 2 is used for heating (or cooling) the sensitive element 2. 5. For this, using the key block 9, the heat pump 8 is supplied with a current of the appropriate polarity from the power source 10. The heat pump 8 removes heat from the sensing element 2 through their contact to the heat body (not shown).
Датчик ввод т в шпур. По мере досылки чувствительных элементов 1 и 2 к замерному участку шпура между элементами 1 и 2 и горными породами в шпуре имеет место теплообмен излучением (дл интенсификации теплообмена поверхности тепловос- принимающих пластин 3 должны быть зачернены ). В результате теплообмена в течение Т| (фиг. 1) различие между температурами чувствительных элементов 1, 2 и температурой горных пород to сокращаетс за счет теплоты горных пород, снимаемойThe sensor is inserted into the hole. As the sensing elements 1 and 2 are sent to the metering section of the hole between elements 1 and 2 and the rocks, heat exchange takes place in the hole (to intensify the heat exchange, the surfaces of the heat-receiving plates 3 must be blackened). As a result of heat exchange during T | (Fig. 1) the difference between the temperatures of the sensitive elements 1, 2 and the temperature of the rocks to is reduced due to the heat of the rocks removed
с больщой поверхности шпура, температура чувствительного элемента 1 повышаетс до tni, а температура чувствительного элемента 2 понижаетс до tn2, практически не искажа температурного пол горных пород в шпуре. Причем различие равенства отклонений 1и| и tH2 от to, имеющие место вследствие t a to, несколько сглаживаетс за врем TI в силу более интенсивного теплообмена с чувствительным элементом 1, имеющим большее отклонение температуры от to, чем чувствительный элемент 2. За врем пfrom the large surface of the bore-hole, the temperature of the sensing element 1 rises to tni, and the temperature of the sensing element 2 decreases to tn2, practically without distorting the temperature field of the rocks in the borehole. Moreover, the difference in equality of deviations 1i | and tH2 from to, which occur as a result of t a to, is somewhat smoothed over the TI time due to more intensive heat exchange with the sensitive element 1, which has a greater temperature deviation from to than the sensitive element 2. During n
чувствительные элементы 1 и 2 досылаютс в замерный участок шпура, где через тепло- воспринимающие пластины 3 посредством прижимных устройств (не показаны) осуществл етс их контакт с горными породами сSensing elements 1 and 2 are sent to the metering section of the bore-hole, where through heat-receiving plates 3 by means of clamping devices (not shown) they are brought into contact with rocks with
участка шпура от дневной поверхности; 45 Диаметрально противоположными поверхноГ - геотермическа ступень; tan - средн температура земной поверхности геотермического участка, в пределах которого необходимо вести измерени . Значени tan и Г определ ют из таблиц.the site of the hole from the surface; 45 Diametrically opposed surfaces - geothermal stage; tan is the average temperature of the earth's surface of the geothermal area within which it is necessary to measure. The tan and G values are determined from the tables.
Чувствительные элементы 1 и 2 имеют температуру, например, im ниже предварительно оцененной t o. Тогда, например, чувствительный элемент 2 нагревают (фиг. 1) до tH2. Нагрев прекращают, когда на индикаторе 7 (фиг. -4) установ тс показани , соответствующие значению to. Это соответствует равным отклонени м tin, и tii2 от to . Стабилизатор 5 тока подает на чувствительные элементы 1 и 2 одинаковый ток. НагревSensing elements 1 and 2 have a temperature, for example, im below the previously estimated t o. Then, for example, the sensitive element 2 is heated (FIG. 1) to tH2. The heating is stopped when the indicator 7 (Fig. -4) is set to readings corresponding to the value of to. This corresponds to a deviation of tin, and tii2 from to. The current stabilizer 5 supplies the sensing elements 1 and 2 with the same current. Heat
ст ми щпура (фиг. 2). Перед этим фиксируетс разница предконтактных значений температуры (tna-tni) чувствительных элементов 1 и 2, дл чего может быть использована дифференциальна термопара 50 с расположением спаев у чувствительных элементов 1 и 2. Чувствительные элементы выдерживаютс в контакте с горными породами в течение времение, определ емого из выражени article mi shpura (Fig. 2). Prior to this, the difference between the pre-contact temperature values (tna-tni) of the sensing elements 1 and 2 is recorded, for which differential thermocouple 50 can be used with the junction arrangement of the sensing elements 1 and 2. The sensing elements are kept in contact with rocks for a period of time from the expression
тг К Кш tg Ksh
55(tn2-t.,);j:;p 055 (tn2-t.,); J:; p 0
где (tn2-tn|)- разность предконтактных значений температуры чувствительных элементов 2 и 1; where (tn2-tn |) is the difference between the pre-contact temperature values of the sensitive elements 2 and 1;
45 Диаметрально противоположными поверхност ми щпура (фиг. 2). Перед этим фиксируетс разница предконтактных значений температуры (tna-tni) чувствительных элементов 1 и 2, дл чего может быть использована дифференциальна термопара 50 с расположением спаев у чувствительных элементов 1 и 2. Чувствительные элементы выдерживаютс в контакте с горными породами в течение времение, определ емого из выражени 45 Diametrically opposite surfaces of the pinhead (Fig. 2). Prior to this, the difference between the pre-contact temperature values (tna-tni) of the sensing elements 1 and 2 is recorded, for which differential thermocouple 50 can be used with the junction arrangement of the sensing elements 1 and 2. The sensing elements are kept in contact with rocks for a period of time from the expression
тг К Кш tg Ksh
55(tn2-t.,);j:;p 055 (tn2-t.,); J:; p 0
где (tn2-tn|)- разность предконтактных значений температуры чувствительных элементов 2 и 1; where (tn2-tn |) is the difference between the pre-contact temperature values of the sensitive elements 2 and 1;
Cip|hi-f-.C2p2h2Cip | hi-f-.C2p2h2
2Дд/л -посто нный коэффициент датчика;2DD / l is the constant coefficient of the sensor;
Д - допустима погрешность измерени ;D - tolerance of measurement;
ш, Кд - коэффициенты, учитывающие радиус R шпура (фиг. 6) и диаметр D тепловоспринима- ющей пластины (фиг. 7); - объемна теплоемкость материала чувствительных элементов 1 и 2; - то же, тепловоспринимающей пластины 3;w, cd are coefficients taking into account the radius R of the hole (Fig. 6) and the diameter D of the heat-receiving plate (Fig. 7); - volumetric heat capacity of the material of sensitive elements 1 and 2; - the same heat sensing plate 3;
- толщина чувствительных элементов 1, 2 и тепловоспри- нимающей пластины 3; Х,-с-р - мини.мальное значение теп- лоусваиваемости (произведение теплопроводности на объемную теплоемкость) горных пород, встречающихс в регионе проводимых измерений ) .- thickness of the sensitive elements 1, 2 and the heat-receiving plate 3; X, -c-p is the minimum value of heat assimilability (the product of thermal conductivity and the volumetric heat capacity) of rocks encountered in the region of the measurements taken.
Clpl 2р2Clpl 2p2
i, h2i, h2
Использование при реализации способа двух чувствительных элементов при обеспечении одинаковой чувствительности измерительной аппаратуры и взаимозамен емости датчика и вторичного прибора позвол ет снизить не менее чем в 2 раза толщину (hi) чувствительного элемента, так как номинальное электрическое сопротивление обеспечиваетс суммой электросопротивлений двух чувствительных элементов (фиг. 4),The use of two sensitive elements in the implementation of the method while ensuring the same sensitivity of the measuring apparatus and interchangeability of the sensor and the secondary device reduces the thickness (hi) of the sensitive element by at least 2 times, since the nominal electrical resistance is provided by the sum of the electrical resistances of the two sensitive elements (Fig. four),
За врем т (фиг. 1) осуществл етс 25 существенно снижает врем приобре- теплообмен теплопроводностью между горными породами и чувствительными элементами 1 и 2 через тепловоспринимающие пластины 3 и контактное термическое сотени чувствительным элементом тем 1ера- туры горных пород (см. расчетную формулу дл продолжительности т контакта). Следует отметить, что это также приводит к снижению погрешности измерени , вызванпротивление между тепловоспринимающимиDuring time (Fig. 1), 25 is significantly reduced by the time of heat exchange acquired by thermal conductivity between rocks and sensing elements 1 and 2 through the heat-receiving plates 3 and the thermal contact with the sensing element of those rocks 1 (see calculation formula for the duration t contact). It should be noted that this also leads to a decrease in measurement error, caused by the resistance between the heat-absorbing
тени чувствительным элементом тем 1ера- туры горных пород (см. расчетную формулу дл продолжительности т контакта). Следует отметить, что это также приводит к снижению погрешности измерени , вызванпластинами 3 и горными породами. Раз- 30 ной перегревом терморезистивного чувствительного элемента при прохождении измерительного тока. Это объ сн етс увели чением в два раза (условие идентично сти чувствительных элементов) площади чув ствительного элемента, рассеивающего этиthe shadows are a sensitive element of the themes of the rock formation (see calculation formula for the duration of contact t). It should be noted that this also leads to a decrease in measurement error caused by the plates 3 and rocks. Due to overheating of the thermistor resistance element during the passage of the measuring current. This is due to a twofold increase (the condition of the identity of the sensitive elements) of the area of the sensitive element dissipating these
ствительный элемент 2 охлаждаетс за счет 35 тепловыделени в горные породы, и умень- теплообмена с горными породами, что поз-шением (уменьшение hi в два раза) тервол ет интенсифицировать теплообмен, ускорить приобретение чувствительными элементами 1 и 2 значений температуры, близличие между значени ми температуры чувствительных элементов 1, 2 и to сокращаетс . Причем общий тепловой баланс горных пород практически сохран етс , так как чувствительный элемент 1 нагреваетс , а чувмического сопротивлени по толщине чувствительного элемента. Напротив, при сохранении одинаковой погрешности от прохожких к to. За врем контакта т чувствитель- .Q дени измерительного тока отмеченное поз- ные элементы 1 и 2 принимают значени --- - ....,..., -,,.,. ..„,..,г.о„.„г,,,;;The element 2 is cooled by 35 heat generation to the rocks, and reducing heat exchange with the rocks, which, by halving the halves, intensifies the heat exchange, accelerates the acquisition of temperature values by sensitive elements 1 and 2, the temperature of the sensing elements 1, 2 and to is reduced. Moreover, the overall thermal balance of the rocks is practically maintained, since the sensitive element 1 is heated, and the sensory resistance is through the thickness of the sensitive element. On the contrary, while maintaining the same error from the passageways to to. For the contact time t of the measuring current sensing current, the posed elements 1 and 2 take the values --- - ...., ..., - ,,.,. .. „, .., g. O„. „G ,,, ;;
температуры соответственно ti и t2. В силу более интенсивного теплообмена между горными породами и чувствительным элементом 1 по сравнению с чувствительным элевол ет снизить диаметр терморезистивноИ проволоки, идушей на изготовление чувствительных элементов, что ведет к дальнейшему снижению толщины (h|) чувствительного элемента и, следовательно, к снижениюtemperatures ti and t2 respectively. Due to more intensive heat exchange between rocks and sensing element 1 as compared with sensing element, it is possible to reduce the diameter of the thermal resistance wire, and to manufacture the sensitive elements, which leads to a further decrease in the thickness (h |) of the sensing element and, consequently, to a decrease
ментом 2 вследствие (to-tn,)(tn2-to) от- 45 выдержки датчика в шпуре, к сокращениюment of 2 due to (to-tn,) (tn2-to) of the 45-speed sensor in the hole, to the reduction
клонение ti и t2 от to практически однозначно. За искомую температуру (измеренна температура ton) горных пород в шпуре принимают среднее от этих значений tonthe clone ti and t2 from to almost unambiguously. For the desired temperature (measured temperature ton) of rocks in the hole, the average of these values is taken as ton
продолжительности измерени температуры горных пород в шпуре.duration of measurement of the temperature of rocks in the hole.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864112146A SU1395819A1 (en) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | Method of measuring rock temperature in blast holes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864112146A SU1395819A1 (en) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | Method of measuring rock temperature in blast holes |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1395819A1 true SU1395819A1 (en) | 1988-05-15 |
Family
ID=21254524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864112146A SU1395819A1 (en) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | Method of measuring rock temperature in blast holes |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1395819A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007094705A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Schlumberger Holdings Limited | Method for determining filtration properties of rocks |
CN102996121A (en) * | 2012-11-21 | 2013-03-27 | 广西大学 | Temperature measuring method of shallow holes of primary rock |
-
1986
- 1986-09-03 SU SU864112146A patent/SU1395819A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Руководство по проведению тепловых съемок в угольных шахтах. Макеевка-Донбасс: РТП- МакНИИ, 1982, рис. 4,5; 4,6. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007094705A1 (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-23 | Schlumberger Holdings Limited | Method for determining filtration properties of rocks |
US8511382B2 (en) | 2006-02-17 | 2013-08-20 | Schlumberger Technology Corporation | Method for determining filtration properties of rocks |
CN102996121A (en) * | 2012-11-21 | 2013-03-27 | 广西大学 | Temperature measuring method of shallow holes of primary rock |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6140833A (en) | In-situ measurement method and apparatus for semiconductor processing | |
GB2379511A (en) | Multi-depth focused resistivity imaging tool for logging while drilling applications | |
WO2018192344A1 (en) | System and method for monitoring seepage rate and moisture content of rock-soil body based on ihat-fbg | |
CN101515002B (en) | Thin film type thermoelectric converter and a measuring method | |
CN109186795A (en) | The evaluation method of IGBT module shell temperature | |
TW200630600A (en) | Thermocouple assembly and method of use | |
CN102608153A (en) | On-line test structure for Seebeck coefficient of polysilicon-metal thermocouple | |
SU1395819A1 (en) | Method of measuring rock temperature in blast holes | |
JP2024019227A (en) | Systems and methods for process condition measurement wafer assembly | |
JP2006329969A (en) | Method and device for measuring specific heat capacity | |
Boldrini et al. | Test rig for high-temperature thermopower and electrical conductivity measurements | |
CN202403836U (en) | Structure for testing seebeck coefficient of polycrystalline silicon-metal thermocouple on line | |
JP2009105132A (en) | Thermoelectric characteristic measuring sensor | |
Reiter et al. | A new steady‐state method for determining thermal conductivity | |
CN107543841A (en) | The novel portable measuring instrument of flow thermal conductivity coefficient in a kind of measuring cell | |
CN111044873B (en) | Self-heating effect test method and circuit based on shared series resistor | |
SU1633105A1 (en) | Method of measuring rock temperature in holes and wells | |
CN207303081U (en) | A kind of stress migration test structure | |
RU2131118C1 (en) | Sensor of heat flow and process of its manufacture | |
TWI454672B (en) | Thermoelectric heat flow meter and thermoelectric transformation efficiency measure device | |
Zhang et al. | Simultaneous measurement of thermal conductivity and thermal diffusivity of solids by the parallel-wire method | |
SU892239A1 (en) | Heat flow pickup | |
CA2301408A1 (en) | System and method for determining heat transfer in an environment | |
Baughn et al. | Instrument for the measurement of heat flux from a surface with uniform temperature | |
Vanfleet et al. | Effect of pressure on the interstitial diffusion of lithium in germanium to 45 kbar |