SU576397A1 - Способ определени структурных свойств горных пород - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области контрол  физико-механических свойств горных пород и может быть иснользовано при разведке подземных ископаемых, а также в горнорудной промышленности.

Известен способ определени  структурных дефектов горных пород, таких, например, как треншиы, который заключаетс  в регистрации затухани  упругих колебаний в массиве горных иород 1. Затухание нри этом  вл етс  функцией количества и величины трещин на единице длины.

Иедостаток данного снособа состоит в том, что с его помопдью можно получить только иитегральную оценку всего исследуемого объема породы, т. е. усредненное значение количества трещин в единице объема породы. Кроме того, дл  исследовани  значительных массивов и площадей горных пород известный способ требует применени  излучателей звуковых и ультразвуковых колебаний больщой мощности, что ограничивает область применени  способа.

Манболее близким к описываемому изобретению по технической сущности  вл етс  способ определени  структурных свойств горных пород, заключающийс  в регистрации колебаний , генерируемых буровым инструментом и выделении из них колебаний с частотами кратными скорости его вра1цени  2. По амнлитуде указанных колеоаний определ ют литологические (геологические) характеристики разбуриваемых пород. При этом породы с различными механическими свойствами на диаграммной ленте выдел ютс  в виде характерных участков с различной величиной отклонени  кривой. Однако известный способ не нозвол ет онредел ть трещиноватость горных нород, так как амплнтуда колебаинй на долоте зависит от многих факторов: креиости горных пород, буренп , состо ни  бурового инструмента.

Цель изобретени  - обеспечение возможности определени  трещиноватости горных пород. Это достигаетс  тем, что выдел ют колебани  с частотой, равной произведению числа шарошек долота на скорость его вращени , и определ ют трещиноватость по плотности распределени  и дисперсии амплитуд указанных колебаний.

Способ осуществл ют следующим образом.

Claims (2)

1. Па буровом инструменте или иа буровой штанге (если глубина бурени  невелика) устанавливают датчнк вертикальных колебаний , сигнал которого, отражающий амплитуту колебаний произведени  кротовой частоты на число шарощек долота, записывают иа диаграммной ленте. Ленту впоследствии обрабатываюг или подают на снецнальное вычнслител1 иос ycTpoiicTBO, онреде.ипощее илотность веро тности и дисперсию какого-либо случайного процесса в реальном масштабе времени. Как показывают исследовани , колебани  с частотой, равной произведению числа шарошек долота на скорость его вращени , возникают при встрече бурового инструмента с трещинами горной породы. Наличие дефекта в породе (трещины) при пересечении данного участка долотом вызывает резкое локальное изменение характера разрушени , следствием чего  вл етс  изменение обычного ритма и амплитуды колебаний долота. Поскольку в горной породе имеетс  практически бесконечное число трещин различной величины, расположенных случайным образом, долото испытывает посто нные колебани , вызываемые трещинами. При этом на фоне случайных колебаний , онредел емых сетью малых треи1,нн, треишны большего раскрыти  дают всплески большей амплитуды. Буровой инструмент выступает в данном случае в качестве осцилл тора , модулируемого дефектами породы. При этом дифференциальный закон распределени  амплитуд указанных колебаний св зан с числом трешин на единице длины скважины вз того направлени , а дисперси  колебаний зависит в основном от величины раскрыти  трещин. Таким образом, найд  закон распределени  колебаний трехкратной частоты вращени  (при наличии трех шарошек на долоте ), а также определив его дисиерсию, можно определить трещиноватость разбуриваемого массива горных пород. Функциональные зависимости названных величин дл  пород, имеющих сходные прочности характеристики, определ ютс  экспериментально. Формула изобретени  Способ определени  структурных свойств горных пород, заключающийс  в регистрации колебаний, генерируемых буровым инструментом , и выделении из них колебаний с частотами, кратными скорости его вращени , отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  возможности определени  трещиноватости горных пород, выдел ют колебани  с частотой, равной произведению числа шарошек долота на скорость его врашени , н определ ют трещиноватость по нлотности распределени  и дисперсии амплитуд указанных колебаний. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Ржевский В. В., Ямщиков В. С. Акустические методы исследовани  и контрол  горных пород в массиве. М., «Паука, 1973, с. 101 - 111.
2. 2. Патент Франции № 1584951, кл. G 01V 1/00, опублик. 1969.