SU746096A1 - Устройство дл определени кривизны скважин - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРИВИЗНЫ

СКВАЖИН

I

Изобретение относитс  к горной промыш: ленности и может быть применено при определении пространственного положени  скважин в любых горных массивах.

Известно устройство дл  измерени  кривизны скважин, содержащее два кбрпуса- базовый и измерительный, сочлененных шарнирами с дистанционным съемом показаний на реохордах 1.

Недостатком этого устройства  вл етс  то, что им нельз  замер ть кривизну скважин в породах с высокой магнитной активнобтью , а тажке измер ть кривизну скважин с углом наклона больше 45°; кроме того, механические детали не достаточно надёжны в эксплуатации. Износ, трение отрицательно сказываетс  на точности измерений.

Известно устройство дл  определени  кривизны скважин, содержащее корпус, в котором установлена измерительна  емкость, заполненна  рабочим агентом, и регистрирующий элемент J2). Недостатком этого устройства  вл етс  то, что емкость со стекл нной крышкой, содержаща  реагент-восстановитель , одноразового пользовани , так как при измерении угла наклона скважины крышка разбиваетс . Способ определени  угла наклона и азимута точки скважины недостаточно совершенен, что приводит к невысокой точности измерений. С помощью этого датчика весьма трудоемко бпределиТь пространственное положение скважины, так как необходимо после измерени  каждой , точки скважины датчик извлекать из скважины , заливать новый реагент-восстановитель и мен ть разбитую при измерений крышку емкости.

Цель изобретени  - повышение точнос10 ти и надежности работы.

Цель достигаетс  за счет того, что устройство снабжено дополнительными измерительными емкост ми, причем кажда  из измерительных емкостей имеет нагреватель , а в качестве рабочего агента исполь 15 зуют легкорасплавл емое вещество.

На фиг. 1 показано устройство дл  замера кривизны скважин, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; ла фиг. 3 - изометрическа  проекци  щарооб20 разного сосуда; на фиг. 4 - изометрическа  прТ(ёКЦ1й ГЦйЛШд|Уй сШгЬ Wcy на фиг. 5изометрическа  протекций азимутально-углЬВого указатели; на фиг. 6 - момент замера кривизны скважины; на фиг. 7 - момент оп: ределени  азимута точки скважины; на фиг. 8 - момент определени  угла наклона скважины в данной точке. Устройство содержит корпус 1, представл ющий собой полый цилиндр. Корпус состоит из отдельных навинчивающихс  друг на друга цилиндров. На корпусе 1 имеютс  две крышки 2. Крыщки 2 снабженьтраспорйыми механизмами, предотвращающими осе вое вращение устройства в скважине. Распорный механизм состоит из рычага 3, закрепленного на стойке 4, пружины 5 и колесика 6 с резиновым ободом. На каждой крышке 2 имеетс  по четыре распорных механизма . К верхней крышке 2 прикреплен вертлюг 7, соединенный с тросом 8. Внутри корпуса 1 размещены кассеты 9, закрепленные на выступах 10. В кассетах 9 установлены полые прозрачные сосуды 11. Сосуды 11 могут иметь-шарообразную цилиндрическую или любую другую форму. Сосуд (1 состоит из верхней и нижней половин, соединенных с помощью резьбового соединени . В месте соединени  верхней и нижней половинь имеетс  бурник 12. Сосуд 11 запол нен наполовину легко расплавл емым веществом 13, например .парафином,, воском и др. В нижней половине сосуда 11 закреплен нагревательный элемент 14, имеющий выведенные наружу концы проводов 15. Верхн   половина сосуда .11 имеет тарировку в виде двух взаимно перпендикул рных линий 16 (см. фиг. 3 и 4), обозначенных как С, Ю, В, 3. Дл  определени  углов наклона и азимутов точек изготовлен азимутальноугловой указатель (см. фиг. 5). Азимутально-угловой указатель .состоит из двух скрепленных друг с другом подшипников 17 и 18. Внутренний диаметр большого подшипника 17 соответствует внешнему диаметру малого подшипника 18. К кольцу малого подшипника 18 крепитс  азимутальна  шкала 19 и стрелка-указатель 20 углов наклона. На внутреннем кольце подшипника 18 имеютс  фиксаторы 21 дл  закреплени  сосудов 11. К одному из фиксаторов 21 крепитс  азимутальна  стрелка-указатель 22. К внешнему кольцу большого подшипника 17 крепитс  шкала 23 дл  опредёлени  углов наклона. Замер кривизны производитс  следующим образом. Определ ют необходимое количество сосудов 11, в зависимости от требуемой точности измерени  кривизны скважины. В соответствии ,с этим опредбл  бтколичество на вин 1йбатбщихс  друг на друга цилиндров, из оторых составл ют корпус I устройства дл  измерени  (см, фиг. 6). Опытным путём устанавливают врем  расплавлени  и ость1ванй  легко расплавл емого вещества 13 в прозрачном сосуде 11. Сосуды П; помещаемые в кассеты 9, нумеруют в соответствии С пор дковым номером каждой замер емой точки и располагают таким образом, чтобы линии 16 были направлены в одном направлении. При определении кривизны скважин, пробуриваемых с поверхности, линии 16 можно ориентировать по сторонам света, а при определении кривизны скважин в шахтных услови х линии 16 ориентируют на какую-нибудь маркшейдерскую базисную точку или любую другую, координаты которой потом необходимо вычислить. На верхней крышке 2 устройства проводим линию , параллельную какой-нибудь из ориентированных/линий 16 ,сосуда. П. Нагревательные элементы 14 каждого установленного в устройство сосуда 11 соединены проводами с выключател ми, которые смонтированы на пульте. Каждый выключатель имеет такой же, пор дковый номер, как и соответствуюший сосуд П. Затем устройство ввод т в скважину, сохран   заданное направление линии на крышке 2 устройства. Продвига  устройство по скважине с помощью свинчивающихс  механических штанг или опуска  его с помощью металлического троса 8, останавливают его каждый раз в заданной точке и в момент остановки включают нагревательный элемент 14 сосуда 11 с пор дковым номером, соответствующим пор дковому номеру замер емой точки. За врем , установленное ранее, парафин расплавитс , займет горизонтальное положение и после выключени  нагревательного элемента затвердеет. Замерив таким образом данную точку, продвигаем устройство до следующей заданной точки. После замера точек по всей скважине устройство извлекают из скважины и вынимают все сосуды П. Дл  определени  азимутов и углов наклона скважины в каждой замеренной точке помещают поочередно каждый сосуд 11 вО внутреннее кольцо малого подшипника 18. Сосуд II закрепл ют с помощью фиксаторов 21. Лини  16 С-Ю на сосуде II совпадать с нулевой отметкой азимутальной шкалы 19. Дл  определени  азимута точки необходимо смотреть на сосуд 11 ; по направлению линии Ю-С и лини  визировани  должна быть на уровне осевой линии сосуда 11. бращаем сосуд 11 по часовой стрелке до Tiex пор, пока мы не будем видеть ребро застывшей плоскости парафина 13. В этом случае плоскость угловой шкалы 23 будет делить плоскость застывшего зеркала парафина пополам. Причем, в правой части сосуда 11 должны быть верхн   часть застывшего зеркала парафина (см. фиг. 7). Азимут точки определ ют по формуле: А 270-rf, где сС- угол, который показывает азимуталь, . на  стрелка-указатель 22.

Если d- 270, тогла азимут определ ют по формуле:

А 270-of + 360.

Угол наклона точки относительно вертикальной линии определ ют поворотом внутреннего подшипника 18 вместе с сосудом 11 до тех пор, пока застывшее зеркало парафина не займет горизонтальное положение, т.е. между отметками О-180° угловой шкалы 23. Вертикальное рассто ние первой замер емой точки от усть  скважины определ ют по формулер

h- - где h - вертикальное рассто ние;

t- рассто ние, на которое продвинуто устройство по скважине, определ ют с помоигью меток на тросе или свинчивающихс  и тангах; d-угол наклона скважины в данной

точке.

Вертикальное рассто ние последующей точки от усть  скважины определ ют по формуле:

Н h , лCos л „

гдес -рассто ние между первой и второй

точкой в скважине.,

Зна  азимуты точек, вертикальные рассто ни  и угол наклона можно легко построить профиль скважины.

Дл  определени  кривизны горизонтальных скважин целесообразно использовать цилиндрические сосуды (см. фиг. 4). В корпусе 1 сосуды необходимо располагать под острым углом к оси корпуса 1. В этом случае , если угол наклона будет везде одинаков, то отклонение скважины влево или вправо будет фиксироватьс  изменением направлени  застывшего зеркала парафина 13 относительно линий 16 на верхней части сосуда 11.

.Использование остывающей жидкости дл  фиксации координат точек позвол ет изготовить простое и надежное в эксплуатации устройство. Достижение надежности и точности замеров достигаетс  за счет эффекта легкорасплавл емого вещества всегда, независимо ни от каких условий, занимать строго горизонтальное положение. Точность отсчета показаний на азимутально-угловом указателе зависит от точности разбивки на градусы азимутальной и угловой щкале и может быть достигнута 0,05-0,1° согласно данным лабораторных исследований.

Изготовление предложенного устройства потребует значительно меньших средств, чем изготовление известных .устройств, так как в его конструкции нет сложных электрических элементов типа реохордов, реостатов, .вращающихс  трансформаторов, гироскопов и др. Такое устройство можно изготовить в любой мастерской из подсобных материалов . Специального изготовлени  требуют лишь сосуды 11, азимутальна  шкала 19 и углова  щкала 23.

Сведени  о кривизне скважин позвол ет получать точные данные о местонахождении рудных тел. Зна  истинное положение скважин в разбуренном рудном массиве, можно точнее рассчитать параметры взрывных работ , что положительно сказываетс  на дроблении руды и улучшении показателей извлечени  руды.

Улучшение параметров буровзрывных работ вызовет уменьшение расхода БЕ на вторичное дробление.

На горнорудных предпри ти х Кривбасса из-за несоблюдени  параметров буровзрывных работ расходуетс  в среднем 96 г/т на вторичное дробление. Применение предлагаемого устройства дл  измерени  кривизг ны скважин позволит правильно скорректировать параметры буровзрывных работ и снизить расход ВВ на вторичное дробление до г/т, т.е. до уровн  расхода ВВ на вторичное дробление, которое получаетс  при хорошем взрыве. Таким образом, можно получить экономический эффект за счет экономии ВВ пор дка 30 г/т расходуемого на вторичное дробление.

На подземных рудниках Крнвбасса добываетс  руда с отбойкой глубокими скважинами в среднем 30200тыс. т. Следовательно , годовой экономический эффект дл  Крйвбасса составит:

э (Рс.т.-Рц;. )-А-ц.

где Р - расход ВВ на вторичное дробление по старой технологии 96г/т-, расход ВВ на вторичное дробле н .т, А ние по новой технологии 65 г/т; годовой объем добычи руды с отбойкой глубокими скважинами на рудниках Крйвбасса 30200 тыс.т;

-- цена I т патронированиого ВВ

Ц - (аммонит № 6ЖВ), который примен етс  на вторичном дроблении 315руб. за 1 т.

Э (0,000096 - 0,000065)-30200000- 315 294900 руб/год.

Кроме того, применение данного устройства повысит точность н надежность ведени  шахтной геологической разведки, проходки восстающих способом секционного взрывани .

Применение этого устройства возможно на всех подземных и открытых рудниках, где примен етс  отбойка руды глубокими скважинами. Суммарный эффект от применени  предлагаемого устройства на всех рудниках Союза не может быть определен изза отсутстви  данных о расходе ВВ на вторичное дробление и объеме добываемой руды с отбойкой глубокими скважинами, но

этд# суммарный эффект будет з 1ачительно BbMiiu.,

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство определени  кривизны скважин, содержащее корпус, в котором установлена измерительна  емкость, заполненна  рабочим агентом и регистрирующий элемент, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности и надежности измерени ,оно снабжено дополнительными измерительными емкост ми, причем кажда  из измерительных емкостей имеет нагреватель, а в качестве рабочего агента используют легкорасплавл емое вещество.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе . Авторское свидетельство СССР № 252978, кл. Е 21 В 47/02, 1969.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 325356, кл. Е 21 В 47/02, 1972 (прототип).

   Г6

   22

   Риг.5