IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemleri - PowerPoint Presentation

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 veya TRT)Performans testi, değiştirici sahasının ölçümlendirilmesiKuyu ısı değiştiricilerinde sıcaklık ölçümüBozulmamış toprak sıcaklığının belirlenmesiKalite kontrol (harçlama, yaraltı suyu)Gözlemleme Geliştirilmiş jeotermal tepki testiPerformansın geliştirilmiş testideğiştirici sahasının ölçümlendirilmesi Yer altı suyunun etkileriÖlçüm metodları / kuyu jeofiziği

Sıcaklık ölçümü

Sapma Gamma-probTermal 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-

wave

cable

Slide3

Kuyu ısı değiştirici yerinde bütünleştirici termal iletkenlik tayini için Yerinde bir süreçtirAmaç: Kuyu ısı değiştirici birimi boyutlandırılmasının optimizyonu ve 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.

Jeotermal Tepki Testi (GRT

yada TRT)

IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi

Slide4

Ön koşul:Kuyu ısı değiştiricisinin(BHE) yerleşimiBHE 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:Jeotermal Tepki

Test

i(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 ve 5 K arasında sıcaklık farkı(GEHLIN, 2002) Jeotermal

Tepki 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]

Δ

T

alış ve veriş arasındaki sıcaklık farkı

[K]

c

özgül ısı kapasitesi

[kJ/kg K]

Slide6

Jeotermal Tepki Testi(uygulanış)IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi

1

data kaydedici

2

elektrik ısıtması3

sirkülasyon pompası4 toplama boruT1 sıcaklık sensörü(Tout)T2 sıcaklık sensörü(Tin)T3 sıcaklık sensörü

ortam havası

Slide7

Ölçümlerin performansı:Alış –veriş sıcaklıklarının ve sıvı akışı (su) ölçümü sürekli veri toplanması ileYeterli test periodu(72 s, SANNER, 2001; EKLÖF & GEHLIN, 1996) ölçümdeki hata olmaması içinVeriş kapasitesindeki dalgalanmaGün boyuncaki sıcaklıktaki dalgalanmaTermal Tepki Testinin değerlendirilmesiTemel : doğrusal kaynak teorisi – KELVIN BHE’nin doğrusal kaynak gibi düşünülmesiVeriş ve alış sıcaklığı arasındaki ortalama (gradient) sıcaklığın kronolojik gelişiminden, termal iletkenliği λ ve

sıvı ve kuyu cidarı arasındaki termal direnci tanımlamak mümkündür. (geçiş direnci)

Jeotermal Tepki Testi

(uygulanış)IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri

- jeotermal tepki testi

Slide8

Jeotermal Tepki Testi(değerlendirme)IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi

Slide9

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

Datanın kullanılabileceği minimum zamanın değerlendirilmesi

λ

eff

efektif termal iletkenlik

[W/m K]

Q besleme ısı kapasitesi[W]H BHE

’in uzunluğu [m]k zamana karşı sıcaklık yükselmesinin eğrisinin gradienti

 

t

b

Minimum

zaman

/

alt sınır

r

kuyu çapı

α

ısıl yayılım

(

α

=

λ

/

ρ

c

p

),

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. Jeotermal Tepki Testi(değerlendirme)IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi

R

b

termal kuyu direnci

[K/W m]Q ısı besleme kapasitesi[W]H BHE

uzunluğu[m]T0 bozulmamış sıcaklık[°C]Tf ortam sıvısı sıcaklığı[°C]λ termal iletkenlik[W/m K]

α termal 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 dolayı yer, ısıtılmasından 1 gün sonra 0,62m kadar olan uzaklıkta etkilenir. 6 gün sonra bu değer yaklaşık 1,53 m olur. Jeotermal Tepki Testi(değerlendirme)

IV

Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi

 

r

farklılaşmanın

aralığı

α

termal yayılım

(

α

=

λ

/c) [m²/s]

t

zaman

[s]

ϒ

Euler

sabiti

(

0,577...)

e Euler

sayısı

(2,718…)

Slide12

Örnek: GRT- güney Frankfurt/Main acc. to REUß und SANNER (1999)Jeotermal Tepki Testi(değerlendirme)IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- jeotermal tepki testi

Kuyu eşanjör ve konumunun

verileri

BHE

uzunluğu

H = 99 m

BHE çeşidiHDPE-çiftli-UKuyu çapı2r = 150 mmOrt. yer toprak sıcaklığı

.T0 = 12,2 °CGRT sonuçları

Ölçülen zaman50,2 s

BHEdeki ısı besleme kap.Q = 4900 W

Termal kuyu direnci

r

b

= 0,11 K/W m

Terma iletkenliği

λ

eff

= 2,79 W/m K

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 incelenmesiDezavantajlar :. 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 edilirIsı iletkenliğinin dikey varyasyonunun belirlenmemesi (Yeraltı bireysel stratigrafik üyeleri için). Isı iletkenliği sadece toplam BHE için belirlenir.

Jeotermal

Tepki 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 kaydedilmesiPt-100-zincirleri ölçme  kullanılan kablonun uzunluğunun ve sıcaklığınkaydedilmesiDerinlik profili fiberglas ile(bak EGRT)  sıcaklığın eş zamalı ölçümü BHE

’nin toplam

uzunluğu boyunca; çalışma süresi yoluyla derinlik,

Monokromatik ışık ışını frekans kayması ile sıcaklık

Sıcaklık profiliIV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri

– sıcaklık ölçümü

Slide15

GRT öncesinde ve sonrasında derinlik ile sıcaklık profiliIV 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

9

tek-aile evi (SFH), yoğun yapılanma

bir ısı pompası per SFHIsı

talebi per SFH: 9,500 kWh/aSağlanan yer ısısı per SFH: 7,400 kWh/a

Isı pompasının mevsimsel performans faktörü of 4.5DetayTasarım Potansiyel haritasına dayalı üretkenlik GD NRW: 95 kWh/ma

Değiştitici uzunluğu 78mGRT ve tasarım, her EED için değiştirici sahası olarak

ektin termal iletkenliği 2.4 W/mK Değişmemiş yer sıcaklığı 12.2°CEED-simülasyon değiştirici

eğrisiyle (uzaklık 9m)

Değiştici uzunluğu 120m

Slide17

Bant genişliği: 2,3 – 3,5 W/(m K)Ruhrkarbon: Çamur -/Silttaşı ve 5% kadar kömür kısmı ile Kumtaşının içiçe geçmiş tabakalarıJeotermal 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 parametreleriHibrit kablo (fiberglas/bakır kablo)Akiferlerin tanımlanmasıFiltre hızının ölçümüAnüler boşluk doldurma KontrolüÇoklu BHE lerin eş zamanlı kontrolüGeliştirilmiş Jeotermal Tepki Testi(EGRT)IV

Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri

- Geliştrilmiş jeotermal tepki testi

DTS:

Dağıtılmış Sıcaklık Sensörü

(Dornstädter

2008)

Slide19

Fiber optik sıcaklık ölçümleriBir lazer kullanarak bir fiberglas kablo boyunca sıcaklık dağılımının belirlenmesi.Fiberglasların optik karakterleri şunlara dayanır (a. o.) çevre sıcaklığı sensor olarak teldeki optik fiberlerEnerji 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“

-bölüm

bileşenleri) yansıma yerindeki sıcaklığa bağlıdır Frekans analizi yoluyla sıcaklıkYansıma zamanının doğru ölçümüyle

konumlandırma(ışık hızı)

 Uzamsal çözünürlük: 0,5 m

 Çözünürlük sıcaklığı: < 0,1 KGeliştirilmiş Jeotermal Tepki Testi(EGRT)IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri

- Geliştrilmiş jeotermal tepki testi

Calculation unit

Frequency

analysis

Optic

wave

decoupling

glass

fibre

wire

(Dornstädter 2008

)

Slide20

Hibrid tel Çekiş rahatlaması için merkez tel En az bir fiberglas ve elektrik iletkeniMekanik koruma için dış kaplamaOptik telin lazere bağlantısı, priz bağlantısı kullanarakMümkün olan rastgele aralıkların yanısıra sürekliliğin ölçümüGeliştirilmiş Jeotermal Tepki Testi(EGRT)IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- Geliştrilmiş jeotermal tepki testi

(Dornstädter 2008

)

Slide21

Hibrid kablolarda Elektrik iletkenlerinden ısıtma voltajlarının beslenmesi  tanımlanmış termal çıkışFiber-optik ölçüm tekniği ile fiberglas boyunca sıcaklık değişiminin eş zamanlı kaydı.Sırasıyla linear kaynak teorisi ve silindir kaynak teorisine göre fiberglas ile termal materyal parametreleriOluşturulan 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 bağlanmasıIsıtıcı 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- Geliştrilmiş

jeotermal tepki testi

Slide22

Isı-Atım-MetoduHibrid 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 bulmakHesaplamalar kullanarak, akışkanın varolanhızı ve yerin termal parametreleri belirlenebilir

Geliştirilmiş

Jeotermal Tepki Testi(EGRT)IV

Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- Geliştrilmiş jeotermal 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, λeff sadece 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 λ

kond 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- Geliştrilmiş jeotermal 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- Geliştrilmiş jeotermal tepki testi

 

 

q

a

konvektif ısı akışı

[W/m²]

q

c

iletken ısı akışı

[W/m²

]

ρ

akışkan yoğunluğu

[kg/m³]

c

p

akışkanın sabit basınç altındaki özgül ısı kapasitesi

[J/kg K]

v

f

akışkanın

Darcian

hızı

[m/s

]

Δ

T

sıcaklık farkı

[K]

λ

=

λ

kond.

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 olasılıktırÖn koşul: jeolojik gösterim yoluyla kayacın sıralı katmanlarının litolojik bilgisi EGRT- değerlendirmeIV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- Geliştrilmiş jeotermal tepki testi

Fiber-optik sıcaklık ölçümü ile aküfer çatlaklarının doğrulanması

(Baumann

et al. 2008

)

Slide26

EGRTIV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri- Geliştrilmiş jeotermal tepki testiÇalışma durumundaki sıcaklık özellikleri (Baumann et al. 2008)

Slide27

Kuyu tamamlamadan yaklaşık 2 hafta sonra Meerbusch-Osterath’de EGRT gerçekleştirilmesiİlk 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-

Geliştrilmiş

jeotermal tepki testi

LIOS-DTS –

ölçüm ve

EGRT

için kontrol ünitesi (kırmızı kutu)

ekleme-koruma-kutusu

ve karma kablo

Slide28

Testin başında: sondaj boyunca sıcaklık ve alanın değişmemiş sabit durumuBaşlangıç 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 örneğiIV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri

-

Geliştrilmiş jeotermal tepki testi

Phase

StartEnd

DateTimeDate

TimeÖn test aşaması08/06/116 pm10/06/118

pmIsıtma aşaması10/06/118 pm14/06/118 amDüşüş aşaması14/06/11

8 am18/06/11

8 am

Slide29

Derinliğe karşı değişmemiş sıcaklığın belirlenmesi Yazdan yüzeye yakın yüksek sıcaklıklar.Geçen kıştan minimum 7 m ye yakınHafif 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 derinlikteEn 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 ileIsıtmadan 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 belirlenmesiOrtam 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 örneğiIV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Geliştirilmiş Jeotermal Tepki Teski (EGRT)

Temperature

profile

before

, 1h, 3h and 84h after start of

heatingSelected temperature

profiles 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 örneğiIV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Geliştirilmiş Jeotermal Tepki Teski (EGRT)

Effective

thermal

conductivity

by depth

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. 7m ve 30m arasındaki derinlikte 2.75 W/mK nin etkin medial termal iletkenliği  konvektif fraksiyonu iletkene ekleme. Stratigrafik Untere 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 örneğiIV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Geliştirilmiş Jeotermal Tepki Teski (EGRT)

Slide33

Kuyu direnciKuyu direnci önemli anormallikler göstermez. Orta değer 0.094 Km/W dir.EGRT proje örneğiIV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Geliştirilmiş Jeotermal Tepki Teski (EGRT)

Slide34

Araştırma çeşitleriTek 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 aracıIV 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.(çoğunlukla 40Kden 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. Gama ray logIV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Gam

a ray log

Dikey çözünürlük

:

0,25m – 0,35m

aralık

: 0,15m – 0,2m depth

hız:8m – 10m/min

Slide37

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

Hzırlanmış numune

(

daha iyi sıcaklık emilimi için siyah boya

)

Termal İletkenlik Tarayıcı (üretici

: Lippmann şirketi ve Rauen GbR)

Slide38

Hazırlanan numune , termal iletkenliği iyi bilinen iki standart arasına yerleştirilirsabit ısı radyoslunlu Hareketli ısı kaynağı ve sabit hız numune aşağısında çalıştırılırIşık 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) kaydedilirİki yönde ölçüm (yatay ve dikey )  anizotropi faktörüTermal İletkenlik Tarayıcı (TCS)IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Termal iletkenlik tarayıcı

Slide39

Isı kaynağı öncesi ve sonrasında ölçülen sıcaklık arasındaki fark termal iletkenliği verirMaksimum sıcaklık artışı Θ şöyle tanımlanır(Popov et al. 1999):Numunenin istenen termal iletkenliğinin λp ve bilinen standartları λs oranı eşittir numunenin ölçülen sıcaklık yükselmesinin Θp ve standartları Θs oranına.

λ

p :Termal İletkenlik Tarayıcı - değerlendirme

IV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Termal iletkenlik tarayıcı

Q

ısı kaynağı enerjisiX örnek ve prob arasındaki mesafe

Slide40

Buntsandstein- Güneybatı-Almanya örnek ölçümleriKumtaşı için literatürden alınan ısı iletkenlik değerleri (LANDOLT-BÖRNSTEIN 1982); ortalama 2.47 W/mK, 0.9 - 6.5 aralığıyla birlikte W/mKVDI-kılavuz 4640 2.3 W/mK kumtaşı için olan değer olduğunu önerirYüksek 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 katsayısıNedeni: 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 - örnekIV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri– Termal iletkenlik tarayıcı

ParametreDoygunlukYön

Mittlerer BuntsandsteinTermal iletkenlik [W/mK]kuruYatay4.335

Dikey3.971Doymuş

Yatay5.284

Dikey

4.965

Slide41

Özgül ısı kapasitesi kalorimetre ile ölçülürJeotermal uygulamaları için dinamik bir diferansiyel heatflow kalorimetre kullanılırÖrn:. Typ C80 of the Setaram şirketi Tian&Calvet tarafından silindirik ölçüm sistemi ileÖzgül ısı kapasitesinin ölçümüIV 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) yapılırÖrnek 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 kaplanırSabit 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 süreciIV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri - Kalorimetre

Slide43

Modelde kaydedilen p ve referans modelde r kaydedilen 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 sonuçlanır mp

.

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.AnalizIV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri

- Kalorimetre

Slide44

Varsayım : 300m derinlikteki sıcaklık 10 - 17 ° CBaşlangıç sıcaklığı olan 30 ° C için, 0 ° C de ölçülen eğrinin cp T uzatılması gerekir.Örnek : 300 m derinlikteki kumtaşının ısı kapasitesiIV Kuyu jeofizik ve ölçüm yöntemeleri - Kalorimetre

Institute for Applied Geophysics,

RWTH Aachen