slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemleri PowerPoint Presentation
Download Presentation
IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemleri

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 44

IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemleri - PowerPoint PPT Presentation


  • 209 Views
  • Uploaded on

IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemleri. İçerik Jeotermal tepki testi Sıcaklık ölçümü Gelişmiş jeotermal tepki testi Sapma aracı Gamma ray log Termal İletkenlik Tarayıcı Kalorimetre. Jeotermal Tepki Testi (GRT veya TRT) Performans testi , değiştirici sahasının ölçümlendirilmesi

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemleri' - shea-rowland


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemleri

İçerik

Jeotermal tepki testi

Sıcaklık ölçümü

Gelişmiş jeotermal tepki testi

Sapma aracı

Gamma ray log

Termal İletkenlik Tarayıcı

Kalorimetre

slide2
Jeotermal Tepki Testi (GRT veyaTRT)
    • Performans testi, değiştirici sahasının ölçümlendirilmesi
  • Kuyu ısı değiştiricilerinde sıcaklık ölçümü
    • Bozulmamış toprak sıcaklığının belirlenmesi
    • Kalite kontrol (harçlama, yaraltı suyu)
    • Gözlemleme
  • Geliştirilmiş jeotermal tepki testi
    • Performansın geliştirilmiş testi
    • değiştirici sahasının ölçümlendirilmesi
    • Yer altı suyunun etkileri
  • Ölçüm metodları / kuyu jeofiziği
    • Sıcaklık ölçümü
    • Sapma
    • Gamma-prob
    • Termal İletkenlik Tarayıcı
  • Kuyu ısı değiştiricilerinde kalite kontrol ve performans testleri için metodlar
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi

TRT-probe

PT100-sensor

light-wavecable

slide3
Kuyu ısı değiştirici yerinde bütünleştirici termal iletkenlik tayini için Yerinde bir süreçtir
  • Amaç: Kuyu ısı değiştirici birimi boyutlandırılmasının optimizyonuve mevcut birimlerde ısı çıkarma kapasitesinin onayı.
  • Testin gelişimi, onlarca yılın teorik temel kavramlarına dayanır (diğerleri arasında CHOUDARY, 1976; MOGENSEN, 1983; CLAESSON, 1985). Pratikte uygulanması 90ların ortasında yer aldı. Örn: Linköping’deki / S (HELLSTRÖM, 1997)bir kuyu ısı değiştiricisi akümülatör analizi.
  • Diğerleri arasından SANNER yoluyla 90 ların sonundan beri Almanyada uygulanır.
  • JeotermalTepki Testi(GRT yadaTRT)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi
slide4
Ön koşul:
  • Kuyu ısı değiştiricisinin(BHE) yerleşimi
  • BHE nin yavaşlaması (deneysel: 3 gün)
    • Dolgu malzemesi sertleşmesi sırasında ısı geliştirme yüzünden bozulma
    • Veri yanlışlayan kabuk konveksiyonu
  • Bozulmamış kayaç sıcaklığının ölçümü:
  • BHE su ölçümü üçlü sirkülasyon yoluyla(P. LOOSE, 2007)
  • Sirkülasyon süresi:
  • JeotermalTepki Testi(Perfomans)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi

Q su akışı [m³/h]

M BHE su miktarı [m³]

T zaman ölçümü [h]

slide5
Test sondajı/mevcut sondaj testin performansı:
  • Sabit su akışı yolu ile ısı girşi ve tanımlanmış sabit termal çıkışı

Akışkan su için koşul:

  • Türbülanslı akış Reynolds sayısı> 3000 (SANNER, 2002)

Terma çıkış için koşul:

  • 30 - 50 W/m (MATTSSON, N., STEINMANN, G., LALOUI, L. , 2007)
  • 3 ve5 K arasında sıcaklık farkı(GEHLIN, 2002)
  • JeotermalTepki Testi(Perfomans)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi

P Kapasite[W]

q ısı miktarı BHEda [W/m]

H BHE’nin uzunluğu [m]

P Kapasite[W]

m kütle akış debisi[kg/s]

ΔT alış ve veriş arasındaki sıcaklık farkı[K]

c özgül ısı kapasitesi[kJ/kg K]

slide6
JeotermalTepki Testi(uygulanış)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi

1 data kaydedici

2 elektrik ısıtması

3 sirkülasyon pompası

4 toplama boru

T1 sıcaklık sensörü(Tout)

T2 sıcaklık sensörü(Tin)

T3 sıcaklık sensörü

ortam havası

slide7
Ölçümlerin performansı:
  • Alış –veriş sıcaklıklarının vesıvı akışı (su) ölçümü sürekli veri toplanması ile
  • Yeterli test periodu(72 s, SANNER, 2001; EKLÖF & GEHLIN, 1996) ölçümdeki hata olmaması için
    • Veriş kapasitesindeki dalgalanma
    • Gün boyuncaki sıcaklıktaki dalgalanma

Termal Tepki Testinin değerlendirilmesi

  • Temel : doğrusal kaynak teorisi – KELVIN
  • BHE’nin doğrusal kaynak gibi düşünülmesi
  • Veriş ve alış sıcaklığı arasındaki ortalama (gradient) sıcaklığın kronolojik gelişiminden, termal iletkenliği λ vesıvı ve kuyu cidarı arasındaki termal direnci tanımlamakmümkündür. (geçişdirenci)
  • JeotermalTepki Testi(uygulanış)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi
slide8
JeotermalTepki Testi(değerlendirme)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi
slide9

Datanın kullanılabileceği minimum zamanın değerlendirilmesi

  • Doğrusal kaynak teorisinden edilen fonksiyon (INGERSOLL & PLASS, 1948)
  • Ön koşul: sadece iletken ısı akışı
  • termal iletkenlik ölçümlerindeki ±15% den küçük hatalar(Sattel 1979).
  • JeotermalTepki Testi(değerlendirme)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi

λeffefektif termal iletkenlik[W/m K]

Q besleme ısı kapasitesi[W]

H BHE’in uzunluğu [m]

k zamana karşı sıcaklık yükselmesinin eğrisinin gradienti

tb Minimum zaman/alt sınır

r kuyu çapı

αısıl yayılım(α = λ / ρ cp), farzedilen data ile

slide10
Termal kuyu direnci:
  • En son değerlendirmeler gösterdi ki farzedilen geometri, ayırıcılar kullanımı olsa bile gerçek olandan farklıdır.Termal Tepki Testleri( GRT ve EGRT) tarafından verilen kuyu termal testinin sonuçları hayli kusurlu olabilir.
  • JeotermalTepki Testi(değerlendirme)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi

Rbtermal kuyu direnci[K/W m]

Q ısı besleme kapasitesi[W]

H BHE uzunluğu[m]

T0bozulmamış sıcaklık[°C]

Tfortam sıvısı sıcaklığı[°C]

λtermal iletkenlik[W/m K]

αtermal yayılım(α = λ/c) [m²/s]

t zaman [s]

r kuyu çapı[m]

slide11
Analiz aralığı :
  • Sıcaklık farklıkaşmasından kaynaklanan yer aralığı yaklaşık olarak aşağıdaki formül ile açılır.
  • Toprağın tahmin edilen yayılımının 2 x 10-6 m2/s olmasından dolayıyer, ısıtılmasından 1 gün sonra 0,62m kadar olan uzaklıkta etkilenir.6 gün sonra bu değer yaklaşık 1,53 m olur.
  • JeotermalTepki Testi(değerlendirme)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi

r farklılaşmanın aralığı

αtermal yayılım(α = λ/c) [m²/s]

t zaman [s]

ϒEuler sabiti(0,577...)

e Euler sayısı (2,718…)

slide12
Örnek: GRT-güneyFrankfurt/Main acc. toREUß und SANNER (1999)
  • JeotermalTepki Testi(değerlendirme)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi

Ortam sıvı sıcaklığının regresyon çizgisi(REUß and SANNER (1999) )

slide13
Avantajlar:
  • Kuyunun toplam uzunluğu boyunca ölçüm,
  • Kuyu doldurma dahil edilmesi, olası yeraltı suyu akışı da dahil olmak üzere bozulmamış yeraltı koşulları.
  • çeşitli BHEler arasındaki olası etkileşimin incelenmesi

Dezavantajlar :

  • . 3000 € geçen yüksek maliyetler- sığ BHE için.
  • Doğrusal kaynak teorisi iletken bir ısı taşınımını ve sürekli bir lineer kaynağını farzeder. Isı kaynağındaki farklılaşmalar ve konvektif mümkün oranlar göz ardı edilir
  • Isı iletkenliğinin dikey varyasyonunun belirlenmemesi (Yeraltı bireysel stratigrafik üyeleri için). Isı iletkenliği sadece toplam BHE için belirlenir.
  • JeotermalTepki Testi(avantajlar ve dezavantajlar)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi
slide14
Data toplayıcı(„Fish“); e.g. NIMO-T, Driesen & Kern

 sıcaklık ve basıncın kaydedilmesi

  • Pt-100-zincirleri ölçme

 kullanılan kablonun uzunluğunun ve sıcaklığın

kaydedilmesi

  • Derinlik profilifiberglas ile(bakEGRT)

 sıcaklığın eş zamalı ölçümüBHE’nin toplam

uzunluğu boyunca;

çalışma süresi yoluyla derinlik, Monokromatik ışık

ışını frekans kayması ile sıcaklık

  • Sıcaklık profili
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri – sıcaklık ölçümü
slide15
GRT öncesinde ve sonrasında derinlik ile sıcaklık profili
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi
  • Yüksek rejenerasyon
  • Yer altı suyunun etkisi
  • Yüksek rejenerasyon
  • Kumtaşından dolayı daha yüksek ısı iletkenliği
  • Çatlaklarda daha yüksek yer altı su akışı
slide16
GRT ye karşı Detaylı Tasarım
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi
slide17
Bant genişliği: 2,3 – 3,5 W/(m K)

Ruhrkarbon: Çamur -/Silttaşıve 5% kadar kömür kısmı ile Kumtaşının içiçe geçmiş tabakaları

  • Jeotermal Tepki Testi(GRT) –
  • Ruhrkarbon’daki ölçümler
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi

Auswertezeitraum

Çamur-/Kiltaşı

Kumtaşı, Kömür

slide18
Derinliğe bağlı termal parametrelerin değerlendirilmesi (ısı iletkenliği, kuyu içi direnç)

Tekli jeolojik katmanların parametreleri

  • Hibrit kablo (fiberglas/bakır kablo)
  • Akiferlerin tanımlanması
  • Filtre hızının ölçümü
  • Anüler boşluk doldurma Kontrolü
  • Çoklu BHE lerin eş zamanlı kontrolü
  • GeliştirilmişJeotermal Tepki Testi(EGRT)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- Geliştrilmişjeotermal tepki testi

DTS: Dağıtılmış Sıcaklık Sensörü

(Dornstädter 2008)

slide19
Fiber optik sıcaklık ölçümleri
  • Bir lazer kullanarak bir fiberglas kablo boyunca sıcaklık dağılımının belirlenmesi.
  • Fiberglasların optik karakterleri şunlara dayanır (a. o.) çevre sıcaklığısensor olarak teldeki optik fiberler
  • Enerji yönünden zengin lazerler, fiberglas içine daha sonra toplam uzunluğu boyunca yansıtılacak optik sinyaller gönderirler
  • Geri gönderilen sinyaller oldukça düşük yoğunlukludur. Yinede frekans dağılımı ile analiz edilebilirler„Raleigh“- ve„Raman“-bölüm
  • „Stokes light“ ve„Anti Stokes light“’ın frekans spektrumu („Raman“-bölümbileşenleri) yansıma yerindeki sıcaklığa bağlıdır

Frekans analizi yoluyla sıcaklık

  • Yansıma zamanının doğru ölçümüyle

konumlandırma(ışık hızı)

Uzamsal çözünürlük: 0,5 m

Çözünürlük sıcaklığı: < 0,1 K

  • GeliştirilmişJeotermal Tepki Testi(EGRT)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- Geliştrilmişjeotermal tepki testi

Calculationunit

Frequencyanalysis

Opticwavedecoupling

glassfibre

wire

(Dornstädter 2008)

slide20
Hibrid tel
  • Çekiş rahatlaması için merkez tel
  • En az bir fiberglas ve elektrik iletkeni
  • Mekanik koruma için dış kaplama
  • Optik telin lazere bağlantısı, priz bağlantısı kullanarak
  • Mümkün olan rastgele aralıkların yanısıra sürekliliğin ölçümü
  • GeliştirilmişJeotermal Tepki Testi(EGRT)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- Geliştrilmişjeotermal tepki testi

(Dornstädter 2008)

slide21
Hibrid kablolarda Elektrik iletkenlerinden ısıtma voltajlarının beslenmesi  tanımlanmış termal çıkış
  • Fiber-optik ölçüm tekniği ile fiberglas boyunca sıcaklık değişiminin eş zamanlı kaydı.
  • Sırasıyla linear kaynak teorisi ve silindir kaynak teorisine göre fiberglas ile termal materyal parametreleri
  • Oluşturulan ısının penetrasyon derinliği, bir ısıtma zamanı fonksiyonudur.
  • Kısa ısıtma sürelerinin sıcaklık eğrilerinin analiziyle dolgu materyallerinin termal parametreleri.
  • Hibrid kablo yerde kalıcı olarak kalır EGRT gerekli olduğu kadar tekrar edilebilir.
  • Ölçüm cihazlarının oluşturulması:
    • Hibrid kablonun yere doğru şekilde derinlendirilmesi (harç injeksiyon hortumunun sabitlenmesi)
    • Değişmeyen gerginlikle ısıtıcı kablonun güç kaynağına ve fiberglasın DST aletine bağlanması
    • Isıtıcı kablonun direnci ve uzunluğunun ölçülmesi  her metredki termal çıkış(L q in [W/m]).
    • Başlangıç sıcaklığının ölçümü.
    • Isı-Atım –Testinin başlatılması ısı kaynağını açarak.
  • EGRT-optik fiber ile
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- Geliştrilmişjeotermal tepki testi
slide22
Isı-Atım-Metodu
  • Hibrid fiberglas kabloların elektrik iletkenlerinin elektrik gerilimle beslenmesikısa devre akımı
  • Derinlik fonksiyonuna bağlı olarak

fiberglaslardaki sıcaklık yükselmesinin

ölçümü.

  • Kabloya yakın konveksiyon halinde (ek olarak ısı iletkenliğine)kablo ısınmasının büyük ölçüde düşümüakış kanıtı bu yüzden ek sızıntı yerlerini

bulmak

  • Hesaplamalar kullanarak, akışkanın varolan

hızı ve yerin termal parametreleri belirlenebilir

  • GeliştirilmişJeotermal Tepki Testi(EGRT)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- Geliştrilmişjeotermal tepki testi

DTS: Dağıtılmış Sıcaklık Sensörü(Dornstädter 2008)

slide23
Péclet sayısı analizi (ek konvektif etkisi)
  • Isı-darbe-yönteminden Isı iletkenliği, olası yeraltı suyu akışdan etkilenir. Bu durumda, λeffsadece iletken ısı taşıma değil, aynı zamanda konvektif verir (efektif termal iletkenlik).
  • Su akışından etkilenen toprak, farkedilebilir derecede yüksek efektif termal iletkenlik değerleri verir. Eğer jeotermal katmanlar biliniyorsa bazı durumlarda mutlak Darcian hızını Péclet sayısının derinlikte analizi ile belirlemek mümkündür.
  • Péclet sayısının analizi tek boyutlu bir yaklaşımdır. Péclet sayısı Pe konvektif ve iletken ısı taşıma arasındaki oranı açıklar. Bu oran, efektif termal iletkenlik ile belirlenmelidir.Yüksek termal iletkenlik aralığı Aküferler (iletken ve konvektif ısı akışı) Düşük ısı iletkenlik aralıklarıyer altı su akışı olmayan katmanlar (sadece iletken ısı akışı).
  • Eğer iki katmanın da aynı termal iletkenliğe sahip olduğu tahmin ediliyorsa, yer altı şu akışı olmayan katmandaki termal iletkenlik λkond iletken ısı taşıma ile orantılıdır ve yer altı su akışı olan katmandaki görünür termal iletkenlik λkond.+λkonv konvektif ve iletken ısı taşıma toplamı ile orantılıdır.
  • EGRT- Değerlendirme
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- Geliştrilmişjeotermal tepki testi
slide24
Péclet sayısı analizi (ek konvektif etkisi)

Péclet sayısı şu şekilde tanımlanır:

Darcy-hızı Péclet sayısının tanımından çıkarılabilir (Zschocke, 2003):

  • EGRT –Değerlendirme
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- Geliştrilmişjeotermal tepki testi

qakonvektif ısı akışı[W/m²]

qciletken ısı akışı[W/m²]

ρakışkan yoğunluğu[kg/m³]

cp akışkanın sabit basınç altındaki özgül ısı kapasitesi [J/kg K]

vfakışkanın Darcian hızı[m/s]

ΔT sıcaklık farkı [K]

λ= λkond.Toprağın termal iletkenliği[W/m K]

l karakteristik uzunluk[m]

slide25
Péclet sayısı analizi (ek konvektif etkisi)

Isı darbe yöntemi ile Darcy hızını belirlemek

için doğrudan ve hızlı bir olasılıktır

Ön koşul: jeolojik gösterim yoluyla kayacın

sıralı katmanlarının litolojik bilgisi

  • EGRT- değerlendirme
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- Geliştrilmişjeotermal tepki testi

Fiber-optik sıcaklık ölçümü ile aküfer çatlaklarının doğrulanması (Baumann et al. 2008)

slide26
EGRT
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- Geliştrilmişjeotermal tepki testi

Çalışma durumundaki sıcaklık özellikleri (Baumann et al. 2008)

slide27
Kuyu tamamlamadan yaklaşık 2 hafta sonra Meerbusch-Osterath’de EGRT gerçekleştirilmesi
  • İlk olarak ölçü döngülerinin kablo bağlantılarının ve kurulmuş hibrid kabloların test girişlerinin kurulumu, daha sonra OFDR ölçüm yoluyla fiber optik bütünlüğünün kontrol edilmesi sönümleme değeri EGRT in doğru belirlenmesi mümkün olduğunca sağlar.
  • 20 m derinliğe kadar bir direnç termometresi (Pt100)kullanarak yeraltı sıcaklık ölçümü (Pt100) ile fiberglas kablolarının boyutlandırılması.
  • EGRT –proje örneği
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- Geliştrilmişjeotermal tepki testi

LIOS-DTS – ölçüm ve EGRT için kontrol ünitesi (kırmızı kutu)

ekleme-koruma-kutusuve karma kablo

slide28
Testin başında: sondaj boyunca sıcaklık ve alanın değişmemiş sabit durumu
  • Başlangıç referans ölçümünden sonraki kuyu içindeki değişmemiş sıcaklık dağılımının kaydı için olan, bakır iletkenin( kabloya entegre edilmiş) ön ısıtması başlatılmıştır.
  • 84 saatin üstündeki bir periotta sürekli 24.6 W / mlik termal kapasite toprağa eklenmiştir. Yarı devamlı düşüş aşaması tarafından takip edien ısıtma testinin toplam periodu boyunca, fiber optik kablodaki sıcaklık gelişiminin kaydedilmiştir (örnekleme hızı 80 sn.)
  • EGRT-proje örneği
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- Geliştrilmişjeotermal tepki testi
slide29
Derinliğe karşı değişmemiş sıcaklığın belirlenmesi
  • Yazdan yüzeye yakın yüksek sıcaklıklar.
  • Geçen kıştan minimum 7 m ye yakın
  • Hafif yükselen sıcaklık altında yerlatı su akışı tarafından değiştirilmiş mevsimsel sıcaklık profili ile .
  • Hafif düşüş altında 11.7°C yerel minimuma kadar 50 m den 60 me ye kadar olan derinlikte
  • En derin noktasına kadar, diğer bir sıcaklık artışı (yaklaşık 13.2 °C 149m derinlikte).
  • 90 m derinlikten en derin noktaya kadar2.25 K/100m termal gradient ile
  • Isıtmadan önceki ortalama yer sıcaklığı: 12.16 °C (15.0 m derinlikten en derin noktaya olan sıcaklığın ortalaması).
  • EGRT proje örneği
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Geliştirilmiş Jeotermal Tepki Teski (EGRT
slide30
Termal iletlenliğin belirlenmesi
  • Ortam kayacının uzun süre sonra ön ısıtma davranışından efektif termal iletkenliğinin belirlenmesi (t > 10 h)
  • Isıtmadaki devamlı ilerleyiş ile sıcaklık farklılaşması hibrit kablo ile çevrelenen materyale girer.
  • EGRT proje örneği
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Geliştirilmiş Jeotermal Tepki Teski (EGRT)

Temperatureprofilebefore, 1h, 3h and 84h after startofheating

Selected temperatureprofiles after heating

slide31
Ölçülen sıcaklıklara dayalı derinlik fonksiyonu olarak etkin termal iletkenik. Bu durumda 1.9 ve 3.1 W/m K arasında. Ortalama değer 2.34 W/m K dir.
  • Belirlenen jeolojik ve hidrojeolojik koşullar karşılaşılan stratigrafik dizilerle  ilişkilidir: 7 ve 30m arasındaki derinliklerde termal ısı iletkenliği ve 36m derinlikteki lokal yerlerde, ki her ikiside yer altı suyunun hafif hareketiyle gösterilebilir, toprak profiline karşı gelen 35 ye kadar olan derinlikte kuvaterner çakıl ve kum tabakası vardı. Alttaki tersiyerden gelen kireç kabuğu ile siltli kumdu.
  • EGRT proje örneği
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Geliştirilmiş Jeotermal Tepki Teski (EGRT)

Effective thermal conductivitybydepth

slide32
Yaklaşık 7 m ye kadar nispeten düşük 2.22 W/mKin etkin medial termal iletkenliği kuaterner sedimanlardaki yeratı suyu kaçışlarından dolayı iletken ısı taşınımı.
  • yaklaşık. 7mve 30m arasındaki derinlikte 2.75 W/mK nin etkin medial termal iletkenliği  konvektif fraksiyonu iletkene ekleme. StratigrafikUntere Mittelterrasse (UMT) ve Krefelder Mittelterrasse (ÄNT) yüksek çakıl bölümleri ve yüksek hidrolik iletkenlik
  • 30m altında çok daha düşük etkili bir 2.05 – 2.4 W/mK için termal iletkenlik Horizonu; kumlu ve düşük geçirgenli pist kumları,Krefelder Rinnenterrasse (KRT).
  • 2.6 W/mK’in daha yüksek termal iletkenliği yaklaşık 36m derinlikte. Krefelder Rinnenterrasse (KRT)’in temeli, ren’in aşındığı hakiki Tersiyer sedimanlarının olduğu yerde ve özellikle yüksek hidrolik iletkenlikli iri taneli kayaları arkasında bıraktığı yerdedir.
  • Péclet sayısı analizi: Darcian hızının belirlenmesi.  kuaterner çakıl ve kum tabakaları 2.22 W / mK ısı iletkenliği; konvektif fraksiyonu 0.53 W/mK (2.75 – 2.22 W/mK) bir Darcian hızı ortalama 7cm/gün
  • 2.23 W/mK li Tersiyelin etkin medial termal iletkenliği (140m yerel anomali dışında)  Kuvaternerden açıkça daha düşüktür yer altı sularının kaçırılmasının düşük olması sebebiyle.
  • EGRT proje örneği
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Geliştirilmiş Jeotermal Tepki Teski (EGRT)
slide33
Kuyu direnci
  • Kuyu direnci önemli anormallikler göstermez. Orta değer 0.094 Km/W dir.
  • EGRT proje örneği
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Geliştirilmiş Jeotermal Tepki Teski (EGRT)
slide34
Araştırma çeşitleri
  • Tek atımlı araştırma: tek çekimlı araştırma azimut ve meyili bulmak için kuyu içinde belirli bir noktada yapılır.
  • Çok atımlı araştırma: çok atımlı araştırma kuyu yolu boyunca azimut, meyil ve bölgesel ve yerel koordinatları belirlemek için kullanılr.
  • Oryantasyon araştırma: bir oryantasyon araştırma kuyu içi bir nesnesinin oryantasyonunu yada rotasyonunu belirlemek için kullanılır. Çoğu sapma aracı kuyu içindeki bütün açılarda dikey de dahil olmak üzere oryantasyon araştırma performansını gösterebilir.

Manyetik ve gravimetrik

  • Sapma araçları manyetik ve gravimetrik ölçümlere dayalı araştırma datası sağlarlar.
  • Manyetikölçer: dik biçimde hizalanmış üç manyetikölçer detektör yeryüzünün manyetik alan gücünü ve eğimini ölçer. Manyetikölçerler yatay bileşen- azimut ve manyetik araç yüzü sağlarlar.
  • İvmeölçer : dik şekilde konumlandırılmış üç ivmeölçer, dik bileşen- meyil ve yerçekimi araç yüzü sağlarlar. İvme ölçer kuyudaki kendi dönüş hareketinin etkilerini de dengeleyebilir.
  • Sapma aracı
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Sapma aracı
slide35
Sapma aracı
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Sapma aracı
slide36
Gama ray araçları kuyu yakınındaki formasyonlarda doğal gama ışınlarını kaydeder. Bu nükleer ölçüm, formasyonun radyoaktif içeriğini gösteri ve her çevre için uygundur.
  • Çeşitli gama ray seviyelerinden dolayı,doğal gama ray şeyl ve kumtaşı ölçümünde oldukça kullanışlı olabilir . Şeyller ve killer en doğal radyoaktiviteden sorumludur.(çoğunlukla40Kden dolayı), bu yüzden gama ray log bu kayalar için iyi bir göstergedir. Buna ek olarak, bu log, kuyular arası korelasyon için, açık ve cased kuyular arasında derinlik korelasyonu için ve log çalışırları arasında derinlik korelasyonaları için kullanılabilir.
  • Gamaray log
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Gama ray log

Dikey çözünürlük: 0,25m – 0,35m

aralık:

0,15m – 0,2m depth

hız:

8m – 10m/min

slide37
Popov prensibi
  • Kızılötesi termo-sensörleri aracılığıyla odaklı sabit ısı kaynağı ve bitişik sıcaklık ölçüm ile örneğin yüzeyini tarama. Referans olarak bilinen termal iletkenlik standartları
  • Termal İletkenlik Tarayıcı (TCS)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Termal iletkenlik tarayıcı

Termal İletkenlik Tarayıcı (üretici : Lippmann şirketi veRauenGbR)

Hzırlanmış numune (daha iyi sıcaklık emilimi için siyah boya)

slide38
Hazırlanan numune , termal iletkenliği iyi bilinen iki standart arasına yerleştirilir
  • sabit ısı radyoslunlu Hareketli ısı kaynağı ve sabit hız numune aşağısında çalıştırılır
  • Işık ve ısı radyosyonuyla numune ısıtılır.
  • Öncesi ve sonrası, ısı kaynakları, düzenlenmiş belirli uzaklıklarda, sıcaklığı ısıtma öncesinde ve sonrasında ölçen kızılötesi-termo sensörlerdir (wavelegth 780nm – 1mm)
  • Ölçülen bölümün sıcaklığının seyri (örnek + iki standart) kaydedilir
  • İki yönde ölçüm (yatay ve dikey )  anizotropi faktörü
  • Termal İletkenlik Tarayıcı (TCS)
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Termal iletkenlik tarayıcı
slide39
Isı kaynağı öncesi ve sonrasında ölçülen sıcaklık arasındaki fark termal iletkenliği verir
  • Maksimum sıcaklık artışıΘşöyle tanımlanır(Popov et al. 1999):
  • Numunenin istenen termal iletkenliğinin λpve bilinen standartları λs oranı eşittir numunenin ölçülen sıcaklık yükselmesinin Θpve standartları Θs oranına.λp :
  • Termal İletkenlik Tarayıcı - değerlendirme
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Termal iletkenlik tarayıcı

Q ısı kaynağı enerjisi

X örnek ve prob arasındaki mesafe

slide40
Buntsandstein-Güneybatı-Almanya örnek ölçümleri
  • Kumtaşı için literatürden alınan ısı iletkenlik değerleri (LANDOLT-BÖRNSTEIN 1982); ortalama 2.47 W/mK,0.9 -6.5 aralığıyla birlikte W/mK
  • VDI-kılavuz4640 2.3 W/mK kumtaşı için olan değer olduğunu önerir
  • Yüksek kuvarsdan dolayı ölçülen değerler nispeten yüksek (λ = 7 W/mK)
  • Yatay ve dikey ölçüm arasında belirgin bir fark K ≈ 1.1 kumtaşı için nispeten yüksek anizotropi katsayısı
  • Nedeni: yatay katmanlı tabaka kompozisyonu  katmanlara daha iyi iletkenlik paraleli, stratum sınırları, ısı transferi için engellerdir
  • Nispeten daha yüksek doymuşluk değerleri, 10% olan gözeneklilikten dolayı (λsu > λ > λhava)
  • Termal İletkenlik Tarayıcı - örnek
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Termal iletkenlik tarayıcı
slide41
Özgül ısı kapasitesi kalorimetre ile ölçülür
  • Jeotermal uygulamaları için dinamik bir diferansiyel heatflow kalorimetre kullanılır

Örn:. Typ C80 of the Setaram şirketi Tian&Calvet tarafından silindirik ölçüm sistemi ile

  • Özgül ısı kapasitesinin ölçümü
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri - Kalorimetre

Uygulamalı jeofizik enstitüsü, RWTH Aachen

slide42
Ölçüme başlamadan önce, bir referans ölçüm, ısı akı Φ0 (T)nin temelini belirlemek için boş numune kapları ile yapılır. Ölçüm, örneklerin sonraki ölçümleri ile aynı koşullar altında(başlangıç ve bitiş sıcaklıkları, ısıtma oranı) yapılır
  • Örnek ve referans sistemi, bir fırının içinde bulunan silindirik bir numune kabına yerleştirilir.
  • Silindirik numune kabının yüzeyi ve örnek tüpler, örnek ve referans sistemi arasında bir termo-sütun ile kaplanır
  • Sabit ısı oranı ile fırın ısıtılır.
  • Fırın ve örnek yada referans sistemi arasındaki ısı akışı devamlı olarak kaydedilir.
  • ölçüm oda sıcaklığında 30 ° C başlar ve gerekli olan 300 ° C sonlanır.
  • Ölçüm süreci
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri - Kalorimetre
slide43
Modelde kaydedilen p ve referans modelderkaydedilen ısı akışları arasındaki fark özgül ısı kapasitesiyle cp orantılıdır.
  • Modelin özgül ısı kapasitesi cp,kalorimetrenin sıcaklığa bağlı kalibrasyon faktörü K0 (T)bilgisinden,referans ölçümden, fırının ısıtma oranı  ve model materyalin kütlesinden sonuçlanırmp.
  • bir cp(T) eğrisi- ölçülen sıcaklık aralığı için sonuçları verir..
  • sıcaklıkları <30 ° C ilgili jeotermal uygulamalar için (örn, yüzeye yakın jeotermal enerji) cp (T) - eğrileri daha düşük sıcaklıklara uzatılır.
  • Analiz
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri - Kalorimetre
slide44
Varsayım : 300m derinlikteki sıcaklık 10 - 17 ° C
  • Başlangıç sıcaklığı olan 30 ° C için,0 ° C de ölçülen eğrinin cp T uzatılması gerekir.
  • Örnek : 300 m derinlikteki kumtaşının ısı kapasitesi
  • IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri - Kalorimetre

Institute for Applied Geophysics, RWTH Aachen