EnglishisÍslenska

Member institutions

Search in


ThesisReykjavík University>Tækni- og verkfræðideild>MSc verkefni>

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1946/10931

Title

Quantifying Water Saturation in Steel Pipes using X-rays

Published
January 2012
Abstracts
  • X-ray imaging equipment, moveable C-beam available at Biomedical engineering lab at Reykjavík University, was used to quantify the liquid fraction in steel pipes filled with different materials. The experiments were done using steel pipes of different diameter and wall thickness and preliminary results showed that useful X-ray images could not be obtained with wall thickness greater than 8 mm, most likely because of limited energy of the beam (max 106 keV). X-ray penetration was sufficient when pipe diameter was limited to 100 mm, while there was rock material inside the pipe, and thickness less than 8 mm. Using image software to evaluate the images from the experiments, it was observed that as water was added into the pipe the greyscale of the image changed gradually. To obtain an absolute scale for the greyscale of the images, a step wedge made of steel was used. This method was used on several pipes but the one that fitted the X-ray equipment best was a pipe with diameter 76 mm and wall thickness 4,5 mm. The pipe was subsequently filled gradually with water while taking X-ray images every step of the way and also filled with angular quartz fragments and basalt material in an effort to simulate a geothermal reservoir. This experiment shows that X-ray imaging can be used, along with absorption reference for comparison (step wedge), to quantify water saturation in steel pipes. It can therefore be concluded that experiments done to measure for example steam-water relative permeability can be performed at higher pressure than before, which is desirable when mimicking conditions in geothermal reservoirs.

  • is

    Röntgen búnaður, færanlegt C-bómu röntgentæki sem er tiltækt á rannsóknarstofu heilbrigðisverkfræði Háskólans í Reykjavík, var notaður til að magntaka vökva hluta í stálrörum sem fyllt voru mismunandi efnum. Tilraunirnar voru gerðar með nokkrum stálrörum af mismunandi sverleika með mismunandi veggþykkt og við forrannsókn kom í ljós að nothæfar myndir náðust ekki af röri með veggþykkt yfir 8 mm, sem takmarkast líklega af orku röntgengeislans (max 106 keV). Smýgni röntgengeislans var ágæt þegar þvermál röranna var takmörkuð við 100 mm, þegar það innihélt steinefni, og veggþykkt minni en 8 mm. Myndvinnsluforrit var notað til að meta myndirnar frá tilraununum, þar sem sást að eftir því sem vatnsmagn var aukið í rörinu þá dökknaði myndin (gráskalinn breyttist). Til að hafa fasta viðmiðun fyrir gráskala á myndunum þá var búin til trappa úr stáli sem höfð var með á myndunum. Þessi aðferð var notuð við öll rörin í tilrauninni en það rör sem passaði best við röntgenbúnaðinn var með 76 mm þvermál og veggþykkt 4,5 mm. Vatni var hellt smátt og smátt inn í rörið og röntgenmyndir teknar reglulega þar til rörið var fullt en einnig var annars vegar kvarts og hinsvegar basalt sett í rörið til að líkja eftir jarðhita forðageymi. Þessar tvær begtegundir voru notaðar til að kanna hvaða áhrif efnasamsetning jarðefnisins hefði á gleypni þess fyrir röntgen geislann, en efnasamsetning kvartsins er aðallega SiO2 og því úr léttari frumefnum en basaltið sem inniheldur meira af þyngri efnum, meðal annars málmum. Þessi tilraun sýnir að hægt er að nota röntgentæki, með því að hafa viðmiðunar tröppu, til að finna vatnsmagn í röri. Það þýðir að tilraunir sem til dæmis er ætlað að mæla hlutlekt vatns og gufu, er hægt að gera við hærri þrýsting en hingað til. Það hefur gildi þegar verið er að reyna að líkja eftir ástandi í jarðhita forðageymi, þar sem tvífasa jarðhitavökvi streymir við háan þrýsting.

Comments
is

Sjálfbær orkuvísindi -REYST

Issued Date
14/03/2012


Artifacts
Name[Sortable]Size[Sortable]Visibility[Sortable]Description[Sortable]Format
Thesis H_Sig.pdf6.41MBOpen Complete Text PDF View/Open