Спосіб пошуку родовищ природного газу

Реферат: Спосіб пошуку родовищ природного газу, під час якого генератором формують надвисокочастотний сигнал і за допомогою антени, розташованої під фіксованим кутом до поверхні землі, подають його у землю, фіксують приймачем відображений збуджений сигнал, реєструють його параметри і по куту встановлення антени і відстані від антени до точки одержання відображеного сигналу визначають місце та глибину залягання природного газу. Попередньо за допомогою променя лазера збуджують атоми газу метану, визначають параметри його власних спектрів електромагнітних коливань, а потім у генераторі формують надвисокочастотний електромагнітний сигнал, інформаційно-енергетичний спектр якого утворений шляхом модулювання згаданого сигналу частотою власних електромагнітних коливань метану, який направляють через антену у землю. UA 86168 U (54) СПОСІБ ПОШУКУ РОДОВИЩ ПРИРОДНОГО ГАЗУ UA 86168 U UA 86168 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі геофізичних методів досліджень і може бути застосована для дистанційної розвідки покладів корисних копалин, зокрема для пошуку родовищ природного газу. Найбільш близьким до пропонованого за кількістю суттєвих ознак є спосіб пошуку родовищ природного газу, під час якого генератором формують надвисокочастотний сигнал і за допомогою антени, розташованої під фіксованим кутом до поверхні землі, подають його у землю, фіксують приймачем відображений збуджений сигнал, реєструють його параметри і по куту встановлення антени і відстані від антени до точки одержання відображеного сигналу визначають місце та глибину залягання природного газу [Патент на корисну модель № 62840, Україна, МПК (2011.01) G01V9/00, опубл. 12.09.2011, Бюл. № 17]. Недолік описаного способу полягає у його недостатній достовірності, оскільки його застосування зв'язане з необхідністю експлуатації дуже чутливих, а тому дорогих і громіздких приймачів відображеного збудженого сигналу, що не завжди прийнятно у польових умовах. У основу пропонованої корисної моделі поставлена задача створення такого способу пошуку родовищ природного газу, який би був більш достовірним за рахунок створення умов для підвищення потужності відображеного збудженого сигналу з родовища природного газу. Поставлену задачу вирішують тим, що у способі пошуку родовищ природного газу, під час якого генератором формують надвисокочастотний сигнал і за допомогою антени, розташованої під фіксованим кутом до поверхні землі, подають його у землю, фіксують приймачем відображений збуджений сигнал, реєструють його параметри і за кутом встановлення антени і відстані від антени до точки одержання відображеного сигналу визначають місце та глибину залягання природного газу, а, відповідно до пропонованої корисної моделі, попередньо за допомогою променя лазера збуджують атоми газу метану, визначають параметри його власних спектрів електромагнітних коливань, а потім у генераторі формують надвисокочастотний електромагнітний сигнал, інформаційно-енергетичний спектр якого утворений шляхом модулювання згаданого сигналу частотою власних електромагнітних коливань метану, який направляють через антену у землю. Ще однією особливістю пропонованого способу є і те, що генератор і приймач відображеного збудженого сигналу тестують на діючому родовищі природного газу для їх калібрування. Згідно з корисною моделлю збудження молекул вуглеводного газу (метану) виконують електромагнітним сигналом, частота якого відповідає резонансній частоті інформаційноенергетичного спектра конкретного вуглеводного газу, що забезпечує виборчу ідентифікацію метану від інших газів таких, як етан, пропан, бутан та інших, під землею, а це, окрім підвищення потужності відображеного збудженого сигналу з родовища природного газу підвищує достовірність ідентифікації природного газу, яка складає на глибинах до 6000 метрів близько 95 %. Пропонований спосіб може бути реалізований за допомогою системи дистанційного пошуку покладів природного газу, показаної на структурній схемі. Система дистанційного пошуку покладів природного газу включає задавальний генератор несучого сигналу 1, встановлений у корпусі і виконаний у вигляді напівпровідникового лазера червоного частотного діапазону. Система містить також тестову пластину 2 із записом власних електромагнітних коливань газу метану (СН4), близького за своїми хімічними та фізичними властивостями до природного газу, який перебуває у землі у вигляді родовища 3, амплітудночастотно-фазовий модулятор 4, призначений для генерації сигналу модульованого сигналом з тестової пластини 2, з можливістю збудження у родовищі 3 ядерного магнітного резонансу і випромінення ним відображеного збудженого сигналу. При цьому тестова пластина 2 з'єднана із входом амплітудно-частотно-фазового модулятора 4, вихід якого з'єднаний із входом задавального генератора несучого сигналу 1, забезпеченого відповідною антеною. Система включає також приймач відображеного збудженого сигналу 5, забезпеченого відповідною антеною та встановленого з можливістю прийому і реєстрації відображеного збудженого сигналу природного газу на його "ларморових" частотах. Як приймач 5 використаний традиційний приймач сигналів надвисокочастотного (НВЧ) діапазону хвиль з направленою антеною, що має регульований поріг чутливості (див. сайт http://www.analog.com/ru/rfifcomponents/rfiftransceivers/adf7902/products/product.html). До складу системи також входить вимірювальна стрічка (рулетка) 6 на довжину 50 метрів, призначена для вимірювань на досліджуваній території від точки початку отримання відображеного збудженого сигналу, який відповідає випромінюванню модульованого сигналу, що відповідає власним коливанням природного газу чи метану, до точки, де відбувається прийом відображеного збудженого сигналу з родовища 3. 1 UA 86168 U 5 10 15 20 25 30 Тестова пластина 2 виготовлена з полімерного матеріалу з попередньо нанесеним інформаційним шаром із суміші полісахаридів й металоорганічних домішок товщиною 0,05-0,10 мм, на якій записані власні електромагнітні коливання метану. Амплітудно-частотно-фазовий модулятор 4 виконаний у вигляді двох металевих сіток, розташованих перпендикулярно одна до другої, притиснутих до різних поверхонь тестової пластини 2 через ізолюючу плівку, котушки індуктивності /не показано/, одітої на корпус задавального генератора несучого сигнала 1, а кожний кінець котушки підключений до одної з металевих сіток, виготовлених з мідного дроту /не показано/. Приклад. Попередньо газ метан розміщують у ємності. За допомогою променя лазера збуджують атоми газу метану і визначають параметри його власних спектрів електромагнітних коливань, які записують на пластину 2. Через амплітудно-частотнофазовий модулятор 4 до задавального генератора несучого сигнала 1 підключають тестову пластину 2 із записом електромагнітних коливань метану (СН4). Задавальний генератор несучого сигналу 1 встановлюють так, щоб його антена була направлена до поверхні землі під гострим кутом  . Від задавального генератора несучого сигнала 1 до поверхні землі у точці О розповсюджується несучий сигнал, модульований сигналом з тестової пластини 2 (показано на схемі товстою суцільною лінією). У товщі землі розповсюджується лише модуляційний (збуджуючий) сигнал, що відповідає власним електромагнітним коливанням газу метану, властивості якого є близькими до природного газу у родовищі 3. Енергія даного сигналу може поглинатися лише молекулами газу, тому збуджуючий сигнал практично без втрат проходить через різні шари землі. У родовищі 3 природного газу виникає поглинання енергії збуджуючого сигналу, у результаті чого в молекулах природного газу виникає ефект ядерного магнітного резонансу і утворюється відображений збуджений сигнал - перевипромінювання енергії на "ларморових" частотах, який має підвищену, порівняно із способом-прототипом, потужність. Підвищена потужність відображеного збудженого сигналу з родовища З природного газу дозволяє суттєво підвищити достовірність ідентифікації природного газу пропонованим способом, яка складає близько 95 % на глибинах до 6000 метрів. На поверхні землі, у напрямку розповсюдження несучого сигналу прокладають вимірювальну стрічку 6 потрібної довжини і оператор з приймачем 5, налагодженим на "ларморові" частоти метану, переміщується вздовж вимірювальної стрічки 6 від точки О до точки, де реєструють прийом відображеного збудженого сигналу і реєструють відстань r1 від точки О. Потім, рухаючись, поки відображений збуджений сигнал не зникає, і реєструють відповідну відстань r2 від точки О. По отриманих даних обчислюють глибину залягання покладу газу із таких виразів: 35 h1  r1 tg  , h2  r2 tg  де h2 h1 , - відстань від поверхні землі до верхньої границі родовища 3 природного газу; - відстань від поверхні землі до нижньої границі родовища 3 природного газу; й h  h  h 40 1 1. визначають товщину  h родовища 3 з виразу Таким чином, за рахунок створення умов для підвищення потужності відображеного збудженого сигналу з родовищ природного газу, вдалося суттєво підвищити достовірність ідентифікації природного газу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 1. Спосіб пошуку родовищ природного газу, під час якого генератором формують надвисокочастотний сигнал і за допомогою антени, розташованої під фіксованим кутом до поверхні землі, подають його у землю, фіксують приймачем відображений збуджений сигнал, реєструють його параметри і по куту встановлення антени і відстані від антени до точки одержання відображеного сигналу визначають місце та глибину залягання природного газу, який відрізняється тим, що попередньо за допомогою променя лазера збуджують атоми газу метану, визначають параметри його власних спектрів електромагнітних коливань, а потім у генераторі формують надвисокочастотний електромагнітний сигнал, інформаційноенергетичний спектр якого утворений шляхом модулювання згаданого сигналу частотою власних електромагнітних коливань метану, який направляють через антену у землю. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що генератор і приймач відображеного збудженого сигналу тестують на діючому родовищі природного газу для їх калібрування. 2 UA 86168 U 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для подання сигналу мікрохвильового діапазону на глибину до 6000 метрів використовують точки на поверхні, що відповідають вузлам сітки Хартмана. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3