150026. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés ásványféleségek kimutatására, különösen fúrt lyuk által harántolt talajrétegekben, pH-, illetve redoxpotenciál mérése útján
4 150.026 ját rajz alapján ismertetjük vázlatosan. A rajzban az 1. ábra a mérőberendezés tömbvázlata, a 2. ábra az elektródarendszer egy lehetséges — elsősorban mifcromérések céljára alkalmas — kiviteli alakja, a 3. ábra az elektródarendszer egy másik, makromérések céljára alkalmas kiviteli alakja, a 4. ábra egy lehetséges berendezést mutat a találmány szerinti eljárás foganatosítására. Amint az 1. ábrán látható, a fúrt lyukba a vizsgálandó mélységi pontba lebocsátott M és N méi-őelektródákról a mért potenciál (pH-, vagy redoxi potenciál) az 1 szondaházban elhelyezett nagy bemenő-impedanciájú egyenfeszültségű 4 erősítőhöz van vezetve. 5 átalakító az egyenfeszültséget fi-frekvenciájú váltakozó feszültséggé alakítja át, amelynek amplitúdója arányos lesz az egyenfeszültségű erősítő kimenő feszültségével. 6 teljesítményerősítő, amely — célszerűen a mérés fx frekvenciájára hangolt — szelektív erősítőként van kiképezve, a mért egyenpoteinciállal arányos amplitúdójú, kellő teljesítményű, fi-frekvenciájú jelet küld 7, 8 szigetelt kábeleken át 9 felszíni erősítőregisztráló berendezés —• ugyancsak ft frekvenciára hangolt — 10 szelektív bemenő erősítőjére. A jel 11 detektorban egyenirányításra kerül, s a mért egyenfeszültséggel arányos nagyságú egyenirányítót! feszültséget 12 regisztrálómű (pl. regisztráló galvanométer) regisztrálja a mélység függvényében. A 9 felszíni berendezés 13—14 kapcsokkal csatlakozik az f0 frekvenciájú hálózatra, vagy terepi aggregátra, és 15 teljesítménygenerátor f2 frekvenciájú tápenergiát küld 16, 17 szigetelt kábeleraken át az 1 szondaházban elhelyezett 18 stabilizált egyenáramú tápforrásba, amelynek 19, 20 kimenő kapcsain megjelenik a lyukműszer áramkörei számára a szükséges egyenfeszültségszinteken a tápenergia. Az íi és az f2 frekvenciák úgy vannak megválasztva, hogy se f2 , se f 0 ne csatolhasson be zavaró potenciált az íj frekvencián üzemelő mérő-erősítő áramkörökbe. Megemlítjük, hogy a mérendő elektrokémiai egyenpotenciálú terek torzítatlanságának biztosítása érdekében a karottázs kábelen át nem vezetünk egyenpotenciált, a földet nem használjuk fel áramvisszavezetésre és az 1 szondaházat —• amely 3 lyukfal által határolt 2 lyukfolyadékban van elhelyezve — nem kötjük hozzá az áramkörök egyik pontjához sem. Az eléktródarendszer szigetelő anyagból készült 21 hordozópapucsra van szerelve, amelyet (a rajzon fel nem tüntetett) rugó állandóan a 3 fúrólyukfalhoz szorít (2. ábra). Ennék következtében az elektródarendszer, — amely a 21 papucs fala és a 3 lyukfal közti vékony lyukfolyadékhártyába merül —, állandóan közel marad a fúrólyuk falához s így szelektív képet tud adni a lyukfalban elhelyezkedő hasznos ásványok által keltett pH-, vagy redoxi potenciál, változásokról. Ugyanakkor a 21 papucs fala ós a 3 lyukfal közötti vékony lyukfolyadékréteg megvédi az elektródákat a lyukfalon való dörzsöléstől, ami torzító zavar-potenciálokat okozna. Az elektródarendszer M mérő-, és N referenciaelektródát, továbbá két zavarmentesítő A1; A 2 fémgyűrűt tartalmaz, amelyek megakadályozzák, hogy a fúrólyukban levő természetes potenciálterek (SP) áramai és a szondatest esetleges fémalkatrészeinek galvano-korróziós áramai ne hozhassanak létre zavaró potenciálkülönbségeket az M és N elektródák között. A M mérőelektróda és — célszerűen — az Ai és A2 zavarmentesítő gyűrűk anyagát is pH-mérés esetén például stibium, wolfram vagy mangán, redoxi potenciálmérés esetén pedig például arany vagy platinára választjük, N referenciaelektródát kalomel vagy ezüstklorid elektródaként képezzük ki. Az M és az N elektródák a lyükfolyadéktól elszigetelt 22, 23 kivezető huzalokkal csatlakoznak a lyükműszer megfelelő bemenő pontjaihoz. Az elektródarendszer egy másik, mákromérések lefolytatására alkalmas kiviteli alakját a 3. ábra szemlélteti. Itt a gyűrű alakú M, A1; A 2 , A 3 , A'i, A'2 , A : 3 elektródák 24 szigetelő elektródatestre vannak szerelve; az elektródatest 25. 26 toldatai megnövelt átmérőjűek, ezáltal íbiztosítjuk, hogy a közöttük elhelyezkedő gyűrűelektródák mindig a fúróiszapba merüljenek, és ne súrolódhassanak a 3 lyukfalhoz. Az elektródák betűjelzései megegyeznek a 2. ábra jelöléseivel, és az elektródák anyagai ugyancsak az előbbiekben megnevezettekkel, az N re-ferenciaelektródát a szigetelő eléktródatest belsejében helyezzük el és csak a szokásos telített káliumklorid vizes oldatot tartalmazó kontaktcsöve érintkezik a lyukfolyadékkal. Az A1( A 2 , A 3 és A\ A'2 , A' 3 zavarmentesítő elektródagyűrűk páronként szimmetrikusan vannak elrendezve az M és N elektródák K—K középvonalához képest és páronként — a lyukfolyadéktól elszigetelt vezetékékkel — rövidre vannak zárva. Az M és az N elektródák a lyukfolyadéktól elszigetelt 27, 2:8 kivezető huzalokkal csatlakoznak a lyükműszer bemenő pontjaihoz. A mérés foganatosítását folyamatos lyukszelvényezés vagy pontmérés formájában végezhetjük. A mérés előtt vagy azzal egyidejűleg célszerű lyukhőmérsékletszelvényezést és folyadékáramlási sebességszelvényezést végezni a pH- és a redoxi potenciáladatoknak hőmérséklet és folyadékáramlás szerinti helyesbítésére. Ezeket a szondákat — célszerűen összekapcsolhatóvá — ismert módon alakítjuk ki. A találmány szerinti eljárás megvalósításának egyik további lehetséges módja az, hogy a fúrt lyuk megvizsgálandó mélységi pontjaihoz kémiai anyagokkal előkészített folyadékot juttatunk, azt az elegendően nagy áteresztőképességű rétegbe nyomatjuk, majd onnan kiszívatjuk; az így nyert folyadékmintát földfelszínre hozzuk és megvizsgáljuk. Az eljárás ilyen foganatosítására készült berendezés elvi rajzát és elvi működését a 4. ábra alapján mutatjuk be. A 3 lyukfal által határolt 2 lyukfolyadékba merülő 94 elektromechanikus lyukkészüléket — a kivizsgálandó mélységi helyen megállítva — 29 feszítő lábak (amelyek a lyuk falához támaszkod-
