197445. lajstromszámú szabadalom • Eljárás földalatti terek térfogatának mérésére
2 197445 3 A találmány tárgya mérési eljárás földalatti terek, mint például üregek, kavernák, barlangok, járatok térfogatának meghatározására. A föld felszíne alatt a földtörténet során természetes úton különböző terek, igy üregek, kavernák, barlangok jöttek létre. A terek egy része a barlangkutatás módszereivel megismerhető. A vízzel vagy szénhidrogénnel telített, rendszerint nagyobb mélységben lévő, terekre a fúrásos kutatás közben tapasztalható fúrószerszám esések hívják fel a figyelmet. A szilárdásvány-bányászatban a földalatti kavernák megütését általában vízbetörés jelzi. Az emberi tevékenység is sok helyen hozott létre földalatti tereket, mint például pincéket, vágatokat, üregeket, vezetékeket, amelyeket később tömedékelés nélkül hagytak fel és napjainkban válik szükségessé felszámolásuk. A természetes vagy mesterséges úton létrejött, létrehozott földalatti terek az esetek döntő többségében áteresztőképes kőzetekkel állnak kapcsolatban. A földalatti üregek térfogatának ismerete például geológiai, szénhidrogén-, és szilárdásvány-bányászati, szállítási, építészeti szempontból lényeges, ezért törekedtek a földalatti terek méretének meghatározására. A Karszt és Barlang című folyóirat 1980- -as évfolyam II. füzetében (p. 99-102) például a barlangok térképezését és abból a térfogat meghatározását mutatják be. A Kőolaj és Földgáz 1972. 5. számában leírt módszernél (p. 132-136) a nagylengyeli olajmező feltárása során tapasztalt szerszám esésekből és iszapveszteségekből következtetnek kavernák jelenlétére, méretüket becsléssel próbálják meghatározni. A Gazovaja Promüslennoszt’ című folyóirat 9. számában (p. 48-51) a föld alatti üregek, kavernák geofizikai úton való meghatározhatóságát mutatják be. A szakirodalomban eddig ismertetett eljárásokkal azonban a földalatti terek méretét csak nagy bizonytalansággal lehet meghatározni.- A barlangkutatás és térképezés során az üreg méretének az ember számára járhatónak kell lennie. A feltárt barlangrendszer további jelentős terekkel állhat kapcsolatban.- A fúrÓ3zerszám eséséből csak egy pontban és egy dimenzióban lehet meghatározni a kaverna méretét, amiből a kavernák általánosan bonyolult morfológiája miatt a térfogatra kellő pontossággal következtetni nem lehet.- A geofizikai módszereknél a többszörös reflexiók erősen ártariak a mérés minőségének. A kibocsátott jel amplitúdójának beállítása csak a viszonylag szabályos alakú üregeknél vezet eredményre. A jelen találmány célja az ismert mérési módszerek fenti kedvezőtlen jellemzőinek kiküszöbölése, melynek elérésével a földalatti terek térfogatának mérésére általánosan alkalmazható', pontosabb mérési eljárás jón létre. A találmány feladata olyan mérési eljárás kialakítása földalatti terek térfogatának meghatározására, amellyel a földalatti tér térfogata a földalatti tér alakjától függetlenül meghatározható. A találmány szerint a fenti feladatot olyan eljárással oldjuk meg, amely a környezetével korlátozott kapcsolatban álló, kitöltő közeggé! kitöltött, földalatti terek, mint például üregek, kavernák, barlangok, járatok térfogatának meghatározására alkalmas a kitöltő közeg tömegének növelése vagy csökkentése hatására bekövetkező nyomásváltozás megmérésével, mimellett a teret kitöltő közeg tömegének megváltoztatását 5 másodpercnél rövidebb idő alatt foganatosítjuk. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös foganatosítási módjánál a nyomás alatt lévő teret kitöltő közeg tömegének csökkentését oly módon hajtjuk végre, hogy a kitöltő közeg egy részét a légkörbe, vagy meghatározott térfogatú edénybe engedjük le. A találmány szerinti eljárás további előnyös foganatositási módjánál a légtérrel kapcsolatban lévő terekben, például pincékben, barlangokban, a kitöltő közeg tömegének növelését detonációval hozzuk létre. A fenti módokon létrehozott tömeg-, illetve térfogatváltozás következtében létrejövő nyomáshullám a kitöltő közegben a hang sebességével terjed. A nyomás változás mértékéből a vizsgált térfogat ismert összefüggésekkel számítható. A kitöltő közeg tömegének változása miatti térfogatváltozás hatása általában szűrödéssel eliminálódik, ami a nyomásváltozás trendjében elkülöníthető módon jelentkezik. Amennyiben az üreg (kaverna) és a kút egyfázissal kitöltött, úgy az üreg térfogata az alábbi képlettel számítható: dV c-dp Ahol: V = a mérendő üreg térfogata (m3) c = a fluidum kompresszibilitása (Pa*1) dV = a rendszerből hirtelen leengedett kitöltő közeg tömegének térfogata (m3) dp = a gyorsan leengedett közegmenynyiség okozta nyomáscsökkenés (Pa) A gyorsan - általában 5 s alatti időben - leengedett közeg mennyiségének megfelelő térfogatváltozás által indukált nyomásváltozás, a tárolt kitöltókózegre jellemző hang terjedési sebességgel arányosan terjed, az üregméret számításhoz felhasználható nyomásváltozást a tómeggyorsulás lejátszódása után határozzuk meg, a rendszer lengését zajként kezeljük. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
