RU1800012C - Method for determination of point of contact of drilling bit with coal seam - Google Patents

Method for determination of point of contact of drilling bit with coal seam

Info

Publication number
RU1800012C
RU1800012C SU914927233A SU4927233A RU1800012C RU 1800012 C RU1800012 C RU 1800012C SU 914927233 A SU914927233 A SU 914927233A SU 4927233 A SU4927233 A SU 4927233A RU 1800012 C RU1800012 C RU 1800012C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coal seam
seismic
drilling
bit
vibrations
Prior art date
Application number
SU914927233A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Васильевич Винокуров
Юлий Николаевич Камынин
Борис Ларионович Хоменко
Original Assignee
Государственный Проектно-Конструкторский И Научно-Исследовательский Институт По Автоматизации Угольной Промышленности
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный Проектно-Конструкторский И Научно-Исследовательский Институт По Автоматизации Угольной Промышленности filed Critical Государственный Проектно-Конструкторский И Научно-Исследовательский Институт По Автоматизации Угольной Промышленности
Priority to SU914927233A priority Critical patent/RU1800012C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1800012C publication Critical patent/RU1800012C/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к горной промышленности и позвол ет с высокой точностью определ ть момент встречи долота с угольным пластом при бурении. Сущность изобретени : регистрируют одновременно упругие колебани  в угольном пласте и в основной кровле этого пласта с помощью .сейсмоприемников, установленных в ранее пробуренной скважине, расположенной на рассто нии не более 5000 м от бур щейс  скважины. Затем измер ют и сравнивают эти колебани  между собой, а момент встречи определ ют по превышению упругих колебаний в угольном пласте над колебани ми в основной кровле и по возрастанию скорости бурени . Способ позволит повысить производительность бурени  на 15-20%. 1 ил. у ЈThe invention relates to the mining industry and allows with high accuracy to determine the moment of meeting of the bit with the coal seam during drilling. SUMMARY OF THE INVENTION: Elastic vibrations are simultaneously recorded in a coal seam and in the main roof of this seam using geophones installed in a previously drilled well located at a distance of no more than 5000 m from the boring well. Then these vibrations are measured and compared with each other, and the moment of encounter is determined by the excess of elastic vibrations in the coal seam over the vibrations in the main roof and the increase in drilling speed. The method will increase drilling productivity by 15-20%. 1 ill. Ј

Description

Изобретение относитс  к горной промышленности , в частности, предназначено дл  определени  момента встречи долота с угольным пластом при бурении.The invention relates to the mining industry, in particular, it is intended to determine when a bit meets a coal seam during drilling.

Цель изобретени  - увеличение производительности труда путем повышени  точности определени  момента встречи долота с угольным пластом.The purpose of the invention is to increase labor productivity by increasing the accuracy of determining when a bit meets a coal seam.

Цель достигаетс  тем, что регистрируют одновременно упругие колебани  в угольном пласте и в близлежащих вмещающих горных породах, устанавливают в ранее пробуренной скважине, расположенной на рассто нии не более 5000 м от бур щейс  скважины, первый сейсмоприемник в угольном пласте, а второй - в близлежащих вмещающих горных породах, например в основной кровле этого пласта, выпр мл ют преобразованные и усиленные сигналы отдельно от. обоих сейсмоприемников, измер ют и сравнивают эти сигналы между собой , а затем определ ют момент встречи долота с угольным пластом по событию превышени  сейсмического сигнала от первого сейсмоприемника над сейсмическим сигналом от второго сейсмоприемника за счет образовани  каналовых волн в угольном пласте и возрастанию скорости бурени  за счет меньшей крепости угл  по сравнению с вышележащими горными породами.The goal is achieved by simultaneously registering elastic vibrations in the coal seam and in the surrounding surrounding rocks, installed in a previously drilled well, located at a distance of not more than 5000 m from a boring well, the first geophone in the coal seam, and the second in nearby rocks, for example, in the main roof of this formation, the converted and amplified signals are rectified separately from. of both seismic receivers, measure and compare these signals with each other, and then determine the moment the bit meets the coal seam by the event that the seismic signal from the first seismic receiver exceeds the seismic signal from the second seismic receiver due to the formation of channel waves in the coal seam and an increase in the drilling speed due to lower coal strength compared to overlying rocks.

Осуществление контрол  момента , встречи долота с угольным пластом при бурении путем одновременной регистрации каналовых волн в угольном пласте и сейсмических колебаний в основной кровле этого пласта при помощи сейсмоприемников и сравнени  этих колебаний по величине придают способу новые свойства, что составл ет существенные отличи , которыеThe control of the moment, the encounter of a bit with a coal seam during drilling by simultaneously registering channel waves in the coal seam and seismic vibrations in the main roof of this seam using seismic receivers and comparing these fluctuations in magnitude give the method new properties, which are significant differences that

0000

о о оLtd

N5N5

позвол ют определить момент вхождени  олота в угольной пласт.Allow to determine the moment of entry of olota into the coal seam.

Известно 2, что угольный пласт представл ет собой волноводную зону, в которой источник упругих колебаний (долото) образует каналовые волны (см. 2 с. 88-100). При этом основна  часть упругой энергии не выходит за пределы пласта, а распростран етс  внутри него. Следовательно, в момент проникновени  долота в угольный пласт и его бурени  первый сейсмоприемник, размещенный в угольном пласте, зарегистрирует гораздо большие по величине сейсмоколебани , чем второй сейсмоприемник , который расположен над угольным пластом в-основной кровле, что в предложенном способе  вл етс  основным признаком дл  определени  момента встречи долота с угольным пластом при бурении. Второй признак - увеличение скорости бурени , начина  с момента входа долота .в угольный пласт,  вл етс  вспомогательным, На чертеже показаны бурение скважины , каналовые волны в угольном пласте и функциональна  схема устройства, реализующего способ, где 1 - массив горных пород, 2 -угольный пласт, 3 - пробуренна  скважина , 4 - буровой станок, 5 - бур ща с  скважина , 6 - долото, 7 - каналовые волны, 8 и 9 - первый и второй сейсмоприемники, 10 и 11 - усилители, 12 и 13 - выпр мители, 14 - компаратор и 15 - индикатор.It is known 2 that a coal seam is a waveguide zone in which a source of elastic vibrations (a bit) forms channel waves (see 2, pp. 88-100). In this case, the bulk of the elastic energy does not extend beyond the formation, but is distributed within it. Therefore, at the moment of penetration of the bit into the coal seam and its drilling, the first seismic receiver located in the coal seam will record much larger seismic vibrations than the second seismic receiver, which is located above the coal seam in the main roof, which is the main feature for the proposed method determining when the bit meets the coal seam while drilling. The second sign is an increase in the drilling speed, starting from the moment the bit enters. Into the coal seam, is auxiliary. The drawing shows the drilling of the well, channel waves in the coal seam and a functional diagram of a device that implements the method, where 1 is a rock mass, 2 is angular formation, 3 - drilled well, 4 - drilling rig, 5 - drilling from the well, 6 - chisel, 7 - channel waves, 8 and 9 - first and second geophones, 10 and 11 - amplifiers, 12 and 13 - rectifiers, 14 is a comparator and 15 is an indicator.

Первый сейсмоприемник 8 соединен с усилителем 10, который соединен с выпр мителем 12, соединенным-с первым входом компаратора 14. Второй сейсмоприемник 9 соединен с усилителем 11, соединенным с выпр мителем 13, который соединен с вторым входом компаратора 14, выход которого соединен с индикатором 15.The first seismic receiver 8 is connected to an amplifier 10, which is connected to a rectifier 12 connected to the first input of the comparator 14. The second seismic receiver 8 is connected to an amplifier 11 connected to a rectifier 13, which is connected to a second input of the comparator 14, the output of which is connected to an indicator fifteen.

Физические предпосылки предлагаемого способа определени  скорости вращени  заключаютс  в следующем. Известно, что при бурении скважины до входа в угольный пласт сейсмические колебани , возникающие на забое скважины, распростран  сь в массиве горных пород, отражаютс  от границы с угольным пластом, т.е. сейсмические колебани  в угольном пласте малы по сравнению с сейсмоколебани ми в массиве горных пород, лежащем i зд угольным пластом. При входе долота в угольный пласт и в течение всего времени его бурени  сейсмоколебани , возникающие при этом, отражаютс  от границы с массивом, распростран  сь в угольном пласте, представл   собой волноводную зону. Эти сейсмические волны, называемые каналовыми, имеют значительно большую амплитуду, чем волны в массиве. Учитыва  физику процесса в момент перехода бурового инструмента из горной породы в угольный пласт, разработан предлагаемый способ.The physical premises of the proposed method for determining the rotation speed are as follows. It is known that when a well is drilled before entering the coal seam, seismic vibrations occurring at the bottom of the well propagated in the rock mass are reflected from the boundary with the coal seam, i.e. seismic vibrations in a coal seam are small compared with seismic oscillations in a rock mass lying in the bottom of a coal seam. When a bit enters a coal seam and during the entire time it is drilled, seismic oscillations arising in this case are reflected from the boundary with the array, propagating in the coal seam, represented a waveguide zone. These seismic waves, called channel waves, have a much larger amplitude than waves in an array. Taking into account the physics of the process at the time of the transition of the drilling tool from the rock into the coal seam, the proposed method has been developed.

Способ осуществл етс  следующим образом .The method is carried out as follows.

Дл  исследуемого участка в пробуренной ранее скважине устанавливают сейсмоприемник 9 в угольном пласте 2, а сейсмоприемник 8 - в основной кровлеFor the studied area in the previously drilled borehole, a geophone 9 is installed in the coal seam 2, and the geophone 8 in the main roof

угольного пласта. При бурении горного массива до входа долота 6 в угольный пласт 2 сейсмоколебани , идущие от забо  скважины , принимаютс  сейсмоприемниками 8 и 9, соответственно усиливаютс , выпр мл ют5 с  и сравниваютс  компаратором. 14. При этом поскольку от сейсмоприемника 9, расположенного в угольном пласте, сигнал меньше сигнала от сейсмоприемника 8, расположенного в кровле, то с компаратораcoal seam. When drilling the rock mass to the entrance of bit 6 into the coal seam 2, seismic vibrations coming from the bottom of the well are received by geophones 8 and 9, respectively amplified, straightened for 5 s and compared by a comparator. 14. At the same time, since the signal from the geophone 9 located in the coal seam is less than the signal from the geophone 8 located in the roof, then from the comparator

0 поступает сигнал на индикатор 15 о том, что бурение проводитс  по горной породе. При бурении угольного пласта, сейсмоколебани  в нем больше, чем в основной кровле. Следовательно, сейсмоприемник 9 регист5 рирует сигнал больше, чем сейсмоприемник 8. Эти преобразованные сигналы сравниваютс  компаратором. При этом сигнал из угольного пласта (от сейсмоприемника 9) больше, чем из вышележащего горного мас0 сива (от сейсмоприемника 8), поэтому с компаратора 14 поступает сигнал на индикатор 15 о том, что приступили к бурению угольного пласта. При этом скорость бурени  возрастает .0, a signal is sent to indicator 15 that drilling is being carried out on the rock. When drilling a coal seam, there are more seismic oscillations in it than in the main roof. Therefore, the geophone 9 records the signal more than the geophone 8. These converted signals are compared by a comparator. In this case, the signal from the coal seam (from the seismic receiver 9) is greater than from the overlying rock mass (from the seismic receiver 8), therefore, a signal is sent from comparator 14 to indicator 15 that they have begun drilling the coal seam. In this case, the drilling speed increases.

55

По возрастанию сейсмосигнала, полученного из угольного пласта, и возрастанию скорости бурени  при этом определ ют момент встречи бурового инструмента сBy increasing the seismic signal obtained from the coal seam and increasing the drilling speed, the moment of the meeting of the drilling tool with

0 угольным пластом.0 coal seam.

При оценке специалистов внедрение предложенного способа позволит повысить производительность разведработ угольных пластов на 20%.When evaluating specialists, the introduction of the proposed method will increase the productivity of exploration of coal seams by 20%.

Claims (1)

5 Формула изобретени 5 Claims Способ определени  места встречи долота с угольным пластом, включающий рёги- страцию возникающих в бур щейс  скважине в процессе бурени  упругих коле0 баний, распростран ющихс  во вмещающих горных породах, сейсмоприемником, расположенным в ранее пробуренной скважине , преобразование их в электрический сигнал и усиление, отличающийс  тем,A method for determining the meeting place of a bit with a coal seam, including the registration of elastic vibrations arising in a borehole during drilling while propagating in the host rocks, with a seismic receiver located in a previously drilled well, converting them into an electrical signal and amplification, characterized in , 5 что. с целью повышени  точности определени  встречи долота с угольным пластом при бурении, бур щуюс  скважину располагают на рассто нии не более 5000 м от ранее . пробуренной скважины и. одновременно с регистрацией упругих колебаний во вмещающих породах регистрируют упругие колебани  в угольном пласте вторым сейсмоп- риемником, расположенным в ранее пробуренной скважине в угольном пласте, преобразуют, их в электрический сигнал и усиливают, усиленные сигналы от обоих5 what. In order to increase the accuracy of determining the encounter of a bit with a coal seam during drilling, a drilling well is located at a distance of not more than 5000 m from the previous one. drilled well and. simultaneously with the registration of elastic vibrations in the host rocks, elastic vibrations in the coal seam are recorded by a second seismic receiver located in a previously drilled well in the coal seam, they are converted into an electrical signal and amplified, amplified signals from both сейсмоприемников выпр мл ют и сравнивают их между собой и момент встречи долота с угольным пластом определ ют по превышению сейсмического сигнала от второго сейсмоприемника над сейсмическим сигналом от первого сейсмоприемника.the seismic receivers are straightened and compared with each other, and the moment the bit meets the coal seam is determined by the excess of the seismic signal from the second seismic receiver over the seismic signal from the first seismic receiver.
SU914927233A 1991-02-13 1991-02-13 Method for determination of point of contact of drilling bit with coal seam RU1800012C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914927233A RU1800012C (en) 1991-02-13 1991-02-13 Method for determination of point of contact of drilling bit with coal seam

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914927233A RU1800012C (en) 1991-02-13 1991-02-13 Method for determination of point of contact of drilling bit with coal seam

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1800012C true RU1800012C (en) 1993-03-07

Family

ID=21569614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914927233A RU1800012C (en) 1991-02-13 1991-02-13 Method for determination of point of contact of drilling bit with coal seam

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1800012C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Ямщиков B.C. Волновые процессы в массиве горных пород. М.: Недра, 1984, с. 88-100. 2. Авторское свидетельство СССР М 402638, кл. Е 21 В 45/00. 1966. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4757479A (en) Method and apparatus for cement bond logging
US4718048A (en) Method of instantaneous acoustic logging within a wellbore
US6078868A (en) Reference signal encoding for seismic while drilling measurement
CA1210492A (en) Indirect shearwave determination
US4383308A (en) Acoustic well logging device for detecting shear and compressional waves
US7639563B2 (en) Method for sonic indication of voids in casing cement
US10663612B2 (en) Real-time determination of mud slowness, formation type, and monopole slowness picks in downhole applications
Summers et al. Continuous velocity logging
CA2164377C (en) Method and equipment for performing measurements while drilling for oil and gas
US20190113639A1 (en) Method and Device for Estimating Sonic Slowness in A Subterranean Formation
US7953554B2 (en) Signal thresholding apparatus, systems, and methods
US4893285A (en) Method and apparatus for cement bond tool
CN1950720B (en) Stratum earthquake surveying method
DE69733365D1 (en) METHOD FOR THE INVESTIGATION OF EARTH INFORMATION AT DRILLING
GB2378757A (en) Acoustic logging tool for determining shear wave propagation slowness having a quadrupole source
EP0454771A1 (en) Method for reducing noise in drill string signals.
US5774418A (en) Method for on-line acoustic logging in a borehole
EP0127548B1 (en) Low frequency sonic logging
GB2333155A (en) Acoustic measurement while drilling system using compressional waves reflected from within formation
JP3022805B2 (en) Face front exploration system and method, and tunnel excavation method
JPH08226975A (en) Method for surveying geology in front of face of tunnel
Deltombe et al. New developments in real-time processing of full waveform acoustic televiewer data
RU1800012C (en) Method for determination of point of contact of drilling bit with coal seam
CA1091797A (en) Method and apparatus for deriving compensated measurements in a borehole
US4008608A (en) Method of predicting geothermal gradients in wells