Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



А. Определение удельного электрического сопротивления максимально влажных пород мостовым способом переменного тока.

Читайте также:
  1. II 5.3. Определение сухой плотности
  2. II этап. Определение общей потребности в собственных финансовых ресурсах.
  3. II. Решение логических задач табличным способом
  4. III. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА
  5. IV. Определение компенсирующего объёма реализации при изменении анализируемого фактора
  6. Nbsp;   7 Определение реакций опор для группы Ассура
  7. V 1: Определение и классификация
  8. А. Определение размеров района аварии
  9. Автоматические регуляторы. Определение закона регулирования регулятора (на примере САР теплообменника). Классификация линейных регуляторов. Нелинейный регулятор (пример)

1. Общие сведения.

Электрическое сопротивление породы количественно оценивается величиной удельного электрического сопротивления (УЭС) (Ом.м), которое характеризует противодействие единицы объема вещества (горных пород, вод и т.п.) прохождению электрического тока. УЭС определяется вещественным составом, структурой порового пространства породы, температурой и давлением, при которых определяется эта величина. УЭС пород изменяется в пределах 10-3 -108 Ом.м, пластовых пород - 10-2 -103 Ом.м. В связи с этим измерение электрических свойств пород является основным методом изучения геологических разрезов скважин.

Лабораторные определения УЭС Rв.п выполняется с целью:

1) уточнения пределов изменения УЭС отдельных типов и групп пород;

2) выявления наиболее вероятных и средних значений этого свойства для типов пород отдельных регионов;

3) установления характера зависимости УЭС от минерального состава, структуры соотношения фаз, от частоты и напряженности электрического поля.

При определении удельного электрического сопротивления образца породы мостовым способом, на его противоположные грани накладываются увлажненные электролитом прокладки и их латунные или свинцовые электроды. Электроды включают в схему измерительного моста переменного тока (рис.1).

Рис. 1. Общая схема четырехплечного моста переменного тока для измерения сопротивления образцов горных пород.

 

Образец породы, прокладки и электроды имеют не только активные сопротивления Rобр, Rп, Rэ, но и емкости Cобр, Cп, Cэ. Их комплексное сопротивление

Z1 = Zэ + Zп + Zобр Zп + Zэ =2 Zэ + 2 Zп + Zобр

(эквивалентная электрическая схема дана на рис.2).

Рис. 2. Эквивалентная электрическая схема системы электрод-прокладка-образец-прокладка-электрод.

 

Плечо сравнения моста должно состоять из параллельно или последовательно включенных активного сопротивления R4 и емкости C4. В дальнейшем для сокращения записи отсчитываемые по декадам моста сопротивление R4 и емкости C4 и, следовательно, комплексное сопротивление Z4 даются без индексов (R,C,Z). Вспомогательными плечами обычно являются активные сопротивления R2 = R3.

Следовательно, если в плечи сравнения сопротивление R и емкость C включены параллельно, то мостовая цепь (рис. 1) имеет сопротивление:



При конечном сопротивлении индикатора нуля ток в измерительной диагонали равен нулю при разности потенциалов между вершинами этой диагонали (см.рис.1). Но при этом должны быть равны падения напряжения в плечах моста: в первом и четвертом, втором и третьем. Таким образом, нужно, чтобы

(1)

падения напряжения соответственно равны

 

Подставив эти произведения в равенство (1) и разделив полученные выражения одно на другое, получим условия равновесия моста

(2)

С учетом комплексных сопротивлений будем иметь:

или

 

Приравнивая отдельно вещественные и мнимые части в (2), получаем:

Так как , то в момент равновесия моста активное сопротивление системы складывается из образца, прокладок и емкости .

Для получения сопротивления образца , должно быть исправлено за переходные сопротивления на контактах "прокладки - электроды" и за сопротивления прокладок, которые входят в измеренное сопротивление .

Эти сопротивления зависят от минерализации и состава раствора, насыщенного образца и прокладки, температуры, материала и степени чистоты поверхности электродов (электроды покрываются окислами и пузырьками газов), частоты и плотности тока и т.п. Сопротивление , за которое необходимо исправить определенное сопротивление , находится путем измерения сопротивления системы из двух электродов и двух прокладок при помощи той же мостовой схемы: (где -показания декад магазина сопротивлений, включенного в четвертое плечо моста), так как , то .



В результате . (3)

Удельное сопротивление образца породы определяется выражением:

где F, L - соответственно площадь поперечного сечения и длина образца.

Таким образом для проведения измерений в лабораторных условиях необходимы следующие приборы, оборудование и материалы:

1. Уравновешенный четырехплечный измерительный мост переменного тока постоянной разности фаз с индикатором нуля переменного тока и звуковым генератором.

2. Кернодержатель, предназначенный для плотного прижатия электродов с прокладками к исследуемому образцу.

3. Латунные электроды и прокладки из войлока или фильтровальной бумаги.

4. Бюксы для хранения прокладок в пластовой воде.

5. Эксикатор для хранения насыщенных образцов в пластовой воде.

6. Соли, необходимые для приготовления раствора, соответствующего пластовой воде.

Порядок выполнения работы:

1. Проверяют и подготавливают аппаратуру к работе, проверяют заземление, схему включения, прогревают приборы в течении 15 минут, устанавливают рабочую частоту 1000 Гц.

2. Измеряют длину L и диаметр d образца и рассчитывают его сечение F.

3. Устанавливают такую величину тока моста, чтобы плотность тока через образец не превышала 1 А/м2. При такой плотности тока не наблюдается изменение минерального состава образца и нагревание.

4. Зажимают в кернодержателе образец и измеряют его сопротивление .

5. Определяют сопротивление системы "электроды + прокладки", для чего удаляют из кернодержателя образец и соединяют между собой электроды с находящимися между ними прокладками.

6. Рассчитывают сопротивление по формуле (3) и удельное электрическое сопротивление .

Рассчитывают наибольшую относительную методологическую погрешность при мм.

Погрешности:

Наибольшая относительная методологическая погрешность

где -

относительные погрешности определения соответственно сечения F, диаметра d, длины L, активного сопротивления . Если рассчитывать по формуле (3), то наибольшая относительная погрешность

При определенном сопротивлении мостом основная относительная погрешность

где m = 6 - число декад магазина, R - включенное сопротивление.

Основная относительная погрешность определения, удельного электрического сопротивления возникает в связи с непостоянством и неравенством сопротивлений электродов, неодинаковой степенью прижатия их к образцу, несоответствием между составом электролита образцов и пород, не полным насыщением образцов пород электролитом, высыханием образцов при наличии или изменении на их поверхности избытка электролита, непостоянством влажности прокладок. Возможны и другие методологические погрешности. В лучшем случае погрешность определения сопротивления не менее 10%.


Дата добавления: 2014-10-31; просмотров: 31; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Пород на установке УИПК-1м. | Последовательные Обращенные Последовательные Обращенные
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2019 год. (0.012 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты