Юшков А. С., Донецкий национальный техническийуниверситет
Изобретениеотносится к горному делу и предназначено для использования при бурении геологоразведочныхскважин для определения элементов залегания горных пород по ориентированномукерну.
Известенкернометр, содержащий основание, шарнирно соединенное со стойкой, шкалы икомпас, укрепленный на связанном со стойкой коромысле [1].
Недостаткомкернометра является то, что он по существу моделирует положение керна вскважине, а сам керн используется только для измерений, переносимых на шкалыкернометра.
Дляэтих измерений, например, для измерения угла встречи требуется применениеаналитических вычислений или дополнительно угломерного прибора. Двойноеиспользование разных приборов усложняет процесс, приводит к наращиваниюпогрешностей измерений. Кроме того, определение элементов залегания ненепосредственно по керну лишено наглядности, что важно при полевых работах скерном.
Известентакже кернометр, содержащий основание со шкалами зенитного угла и азимутаскважины, стакан для закрепления ориентированного керна и вспомогательнуюзамерочную плоскость с вырезом, закрепляемую на керне винтов [2].
Послеустановки керна под известным зенитным углом и азимутом на нем закрепляетсязамерочная плоскость так, что стороны выреза совмещаются со следом из меряемогоструктурного элемента, затем измерения угла и азимута падения пластапроизводятся с помощью горного компаса.
Ккернометру придается угломерный стакан со шкалой, который служит дляопределения положения следа аксидальной плоскости по отметке на керне и углукерноскопа.
Недостаткомспособа является то, что в связи с неодинаковым диаметром керна замерочная плоскостьнепосредственно касается следа измеряемого элемента в одной или максимум в двухточках. Положение двух или одной точки в связи с этим приблизительно, можетпривести к ошибкам измерении угла падения слоев пород. Целью изобретениявляется повышение точности измерений на керне.
Поставленнаяцель достигается тем, что в кернометре замерочная плоскость снабжена подвижнойпланкой, расположенной по оси симметрии выреза плоскости.
Применениеподвижной пленки позволяет поставить замерочную плоскость строго по трем точкамследа структурного элемента на керне, что обеспечивает существенное повышениеточности измерений.
/>
/>
/>
Нафиг. 1 приведен общий вид кернометра; на фиг. 2 — вид сверху на замерочнуюплоскость; на фиг. 3 — общий вид кернометра в аксонометрической проекции.
Керноскопсостоит из основания 1, на котором на стойках 2 на оси 3 укреплен стакан 4, которыйимеет возможность поворота вокруг вертикальной оси основания и горизональнойоси 3.
Основаниеимеет шкалу азимутов 5, а ось 3 — шкалу зенитных углов 6. На стакане 4 размещенподвижный хомут 7, с помощью которого к стакану 4 прикреплена стойка 8 изамерочная плоскость 9. Замерочная плоскость 9 имеет конический вырез, чтопозволяет вводить плоскость 9 в соприкосновение с закрепленным в стакане 4керна 10 любого диаметра. С помощью винта 11 плоскость 9 может закрепляться настойке 8 на любой высоте, а с помощью шарнирных соединений 12 и 13 приниматьлюбой наклон в пределах 0-90°. Пленка 14 может перемещаться по этой оси досоприкосновения ее края с керном 10.
Стакан4 на торце имеет шкалу 15 апсидальных углов (углов керноскопа), причем нулеваяотметка 16 шкалы 15 расположена в осевой плоскости, перпендикулярной осивращения 3 стакана 4. На кронштейне 17 замерочной плоскости 9 подвешенизмерительный узел, содержащий компас 18 и шкалу углов падения 19. Шкала 19 расположенав плоскости, проходящей через ось симметрии замерочной плоскости 9 иперпендикулярной этой плоскости.
Настороне хомута 7 диаметрально противоположной стойке 8 в плоскости, проходящейчерез ось симметрии замерочной плоскости 9, шкалы 19 и стойки 8, нанесена метка20.
Подвижнаячасть основания снабжена указателем азимутов 21, а стойка 2 — указателемзенитных узлов 22.
Длязакрепления керна разных диаметров в зависимости от диаметра бурения стакан 4 снабжаетсянабором втулок — вкладышей. Эти втулки, а также винты для закрепления керна иосей вращения на чертеже не показаны.
Измеренияна кернометре ведут следующим образом.
Совмещаютнулевую отметку 16 с отметкой 20 хомута 7, а указатель азимута 21 с нулевойотметкой шкалы азимутов 5. Затем, поворачивая весь керноскоп за основание 1, добиваютсяположения, при котором стрелка компаса 18 устанавливается в северномнаправлении. При стационарном размещении керноскопа эта операция проводитсятолько один раз при монтаже его на столе или другой опоре. На ориентированномкерне 10 проводят карандашом по образующей цилиндра линии от ориентирующейотметки.
Затемкерн 10 вставляют в стакан 4 так, 5 чтобы эта линия расположилась противотметки по шкале 15, соответствующей углу керноскопа, в этом положении керн 10 закрепляетсяв стакане 4. Поворачивают стакан 4 вокруг вертикальной оси, и указатель21устанавливают против значения азимута скважины по шкале 5. Поворачивают стакан4 вокруг горизонтальной оси и устанавливают по шкале 6, относительно указателя22, значение зенитного угла скважины.
Вэтом положении ось 3 закрепляют.
Дляопределения угла и азимута падения видимого на керне элемента (контакта, слоя, трещины,сланцеватности и т. п.) вращают хомут 7 вокруг стакана 4 и перемещаютзамерочную плоскость 9 с помощью стойки 8 и шарнирных соединений 12 и 13сначала так, чтобы вырез плоскости 9 соприкасался обеими сторонами с измеряемымэлементом, а затем, перемещая планку 4, корректируют положение плоскости 9таким образом, что она касается измеряемого элемента в трех точках — гранямивыреза и планкой 14, причем плоскость 9 и конец планки 14 следует совместитьстрого с одним и тем же элементом, например, верхним или нижним контактомпрослойки, винтом 11 закрепляют стойку.
Пошкале 19 относительно указателя, размещенного на кронштейне 17, прочитываютугол падения, а по компасу 18 — азимут падения измеряемого элемента. Наличиекронштейна 17 позволяет проводить измерения даже тех элементов, которые почтипараллельны оси керна.
Применениекернометра позволит снизить погрешность измерения угла падения до четвертиградуса, что меньше точности измерений по шкале углов падения. Кроме того, даннаяконструкция позволяет осуществлять операции по ориентации основания кернометраи ориентированной установки керна в стакан без помощи вспомогательных устройстви приборов, а керн не подвергается силовым воздействиям при измерениях.Применение кернометра позволит повысить качество геологоразведочных работ.
Формул а изобретения
Кернометр,содержащий основание, размещенный на нем стакан для закрепления керна, шкалыазимута и зенитного угла скважины, замерочную плоскость с вырезом и компас сошкалой углов падения, отличающийся тем, что, с целью повышения точностиизмерений на керне, замерочная плоскость снабжена подвижной планкой, расположеннойпо оси симметрии выреза плоскости.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта masters.donntu.edu.ua