Большая техническая энциклопедия
2 4 7
D L N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
К- КА КБ КВ КЕ КИ КЛ КО КП КР КС КУ КЫ

Керноскоп

 
Керноскоп - это автоматически срабатывающий в скважине угломерный прибор, имеющий заводную пружину, которая приводит во вращение два сверла с наконечниками из твердого сплава. Эти сверла высверливают на торце керна, неоторванного от забоя, две лунки: одну в центре, а другую на расстоянии 21 мм в радиальном направлении от центра. Заводная пружина включается автоматически при увеличении нагрузки на сверла, которые, смещаясь вдоль оси, освобождают спусковой механизм. Положение сверл относительно плоскости наклона скважины автоматически фиксируется в момент засверления лунок специальным угломерным устройством - цилиндрическим отвесом, снабженным тормозным устройством.
Керноскоп предназначен для получения ориентированного керна из наклонных буровых скважин.
Керноскоп спускается в скважину на бурильной колонне.
Керноскоп К-5. Керноскоп извлекают из скважины. Угол между риской на мерной пластинке 6 и плоскостью наклона скважины, зафиксированной цилиндрическим отвесом, определяет ориентацию шпонки 2 на стержне подпятника относительно апси-дальной плоскости.
Керноскоп, присоединяемый к колонковому снаряду и бурильным трубам, спускают в скважину. Керн выбуривается при обычном режиме. Усилием подвижного штока сжимается пружина арретирую-щего устройства, и освободившийся шарик располагается в апсидальной плоскости. При подъеме бурового снаряда без вращения положение шарика фиксируется с помощью пружины, а керн - с помощью кернорвателя. Если усилие достаточно, то керн отрывается от забоя и поднимается на поверхность. После разборки снаряда на керне до его извлечения делают риску, совпадающую с плоскостью, проходящей через ось керноскопа и центр зафиксированного шарика. Затем керн извлекают из колонковой трубы и исследуют.
Керноскоп К-5 ( рис. 126, а) высверливает на очищенном забое скважины сверлами 2 и 4 центральную и боковую лунки.
Керноскоп KB Воронеж конструкции ПГО Уралгеология позволяет совместить все операции по отбору ориентированного керна в одном рейсе при бурении наклонных скважин в породах V-XII категорий по буримости. Он состоит из обычного колонкового набора с коронкой и кернорвателем. К переходнику бурового снаряда присоединяется направляющая труба. Метка, по которой ориентируется керн, в этом случае наносится падающим штырем-отвесом на ориентированно закрепленную шайбу. Отвес освобождается с помощью гидравлического устройства, состоящего из цангового держателя и поршня с возвратной пружиной.
Керноскоп КГДГ ( гравитационный, дистанционно-гидравлического управления) конструкции ПГО Запукргеология относится по принципу действия к керноориентирующим снарядам с двойной колонковой трубой. Ориентирование керна с риской на боковой поверхности осуществляется шариком относительно апсидальной плоскости.
Керноскопы описанной конструкции были модернизированы и получили шифр КО-59М-1 и КО-76М-1.
Керноскоп конструкции ПГО Бурятгеология-наи-юлее универсальный среди керноориентаторов подобного типа. Он представляет собой ДКС с невращающейся при бурении керноприем-юй трубой, установленной на шарикоподшипниковых опорах. Преимущество этого снаряда заключается в том, что внутренняя труба в фоцессе бурения постоянно сохраняет ориентированное положение тносительно апсидальной плоскости за счет эксцентричного груза - гебаланса, с которым она жестко связана. Тем самым имеющиеся шутри керноприемной трубы три несимметрично расположенных зезца-метчика ( рис. 74, а) все время располагаются ориентированно относительно апсидальной плоскости наклонной скважины. Поэтому зсе кусочки керна с меткой, оторванные от забоя в процессе бурения жважины, оказываются ориентированными.
Керноскопы типа КО применяются в наклонных скважинах диаметром 57 - 112 мм. Перед спуском прибора в скважину ориентатор тщательно очищают и промывают чистой водой. В скважинах глубиной до 100 м заправку ориентатора производят 3 - 5 % - ным раствором медного купороса. Для получения четкого мениска на глубинах 400 - 1000 м применяют кристаллический медный купорос или же порошковый, помещая последний в желатиновую капсулу. Время, необходимое для получения мениска, зависит от глубины скважины, концентрации раствора медного купороса и составляет 20 - 80 мин. Мениск наводится при неподвижном положении бурового снаряда и без подачи промывочной жидкости. Затем поднимают прибор и обычным рейсом отбуривают керн. На поверхности отворачивают специальную коронку и вывинчивают ориентатор.
Геометрическая ось керноскопа, проходящая через вал центрального сверла 2, опирающегося на забой, и ось цилиндрического отвеса, совпадает с осью скважины О-О, которая, в свою очередь, лежит в вертикальной ( апсидальной) плоскости abed. Параллельно сверлу 2 имеется боковое сверло 4, соединенное с центральным сверлом парой шестерен. При работе пружинного двигателя, не показанного на рис. 65, б, сверла высверливают ориентирующие лунки. Линия ef, соединяющая центры сверл, может занять произвольное положение относительно апсидального направления ab, лежащего в апсидальной плоскости. Это измерение автоматически фиксируется цилиндрическим отвесом 3 со шкалой 360 и указателем.
Схема керноскопа КО.
После извлечения керноскопа в скважину спускают обычный буровой снаряд и выбуривают керн, на боковой поверхности которого имеется четкая лунка. Положение лунки известно, что позволяет восстановить естественное положение породы на поверхности.
Основной недостаток керноскопов рассмотренного типа - раздельное выполнение операций, связанных с получением метки и выбуриванием керна, что приводит к большим затратам времени на выполнение работы.
Устройство и принцип действия керноскопов. В таком положении керноскоп устанавливают на забой. После зачистки забоя осевым усилием срезается штифт 12, внутренняя часть керноскопа с отбурочным снарядом 7 опускается, и при его вращении бурится пилот-скважина ( рис. 73, б), играющая роль метки. После этого снаряд оставляют в покое на 20 - 60 мин с целью образования осадка меди на цилиндрическом стержне инклинометра, по которому ориентируется впоследствии керн.
Из других конструкций керноскопов необходимо отметить совмещенный керноскоп СК ( Восточно-Казахстанского ГУ) и сверлящий керноскоп КС Уральского ГУ. Они отличаются тем, что метку на забое наносят в 1апсидальной плоскости у лежачей стенки скважины, а выбуривают и извлекают керн самим керноскопом. Но эти керноскопы рационально применять только в плотных монолитных породах, пригодных для нанесения поверхностной метки.
Вращая снаряд, устанавливают керноскоп в таком положении, при котором эксцентричные отверстия совпадают с апсидальной плоскостью в стороне лежачей стенки скважины. В этом случае штырь 2 проходит через оба отверстия и соприкасается с забоем. Нанесением нескольких ударов получают углубление ( лунку) в забое, после чего штырь и керноскоп поднимают на поверхность. Затем спускают колонковый снаряд и выбуривают керн с эксцентрично ориентированной меткой на торце относительно апсидальной плоскости.
Предложено большое число конструкций керноскопов, основанных на нанесении отметок на боковую поверхность керна или на забой скважины путем резания, царапания, сверления, бурения, а также на нанесении ударов при ориентированном положении отметчиков.
Несмотря на преимущества такого керноскопа, его применение ограничивается состоянием пород. В трещиноватых породах получить ориентированный керн с его помощью практически невозможно.
Перед спуском в скважину керноскопа Алтай-57 необходимо уничтожить коронкой бескернового бурения куски керна. В твердых породах при пепьке керна на забое не более 3 - 4 см и относительно ровном его торце керноскопы можно спускать в скважину без специальной проработки забоя. Керноскоп отбурочпого типа КО спускается в скважину без предварительной подготовки забоя.
Из других конструкций керноскопов необходимо отметить совмещенный керноскоп СК ( Восточно-Казахстанского ГУ) и сверлящий керноскоп КС Уральского ГУ. Они отличаются тем, что метку на забое наносят в 1апсидальной плоскости у лежачей стенки скважины, а выбуривают и извлекают керн самим керноскопом. Но эти керноскопы рационально применять только в плотных монолитных породах, пригодных для нанесения поверхностной метки.
К этой группе относится довольно много керноскопов ( страто-метров или приборов) и способ получения ориентированного керна, разработанный в ТПИ. Принцип действия их сводится к ориентированию глубоких меток, получаемых на забое до выбуривания керна, относительно стран света ( при наличии компаса) или апсидальной плоскости, пространственное положение которой должно быть известно.
Формы меток, наносимых на керн при его ориентировании. Устройства для ориентирования керна на забое называются керноскопами. Метки ( или отметчик) ориентируются путем ориентированного спуска керноскопа с помощью инклинометра того или иного типа, работающего на принципе горизонтальности уровня жидкости, магнитной стрелки, отвеса или шарика. Положение чувствительных элементов фиксируется механическим, фотографическим или химическим способом при автономном или дистанционном управлении устройством.
Тетерина ( рис. 73 в) является разновидностью керноскопов рассмотренной конструкции. В корпусе 5 ( трубе) керноскопа с по-родоразрушающим инструментом I встраивается перегородка 3 с эксцентрично размещенным отверстием в одной плоскости с эксцентричным отверстием в породоразрушающем инструменте. После зачистки забоя по бурильным трубам спускают штырь, который располагается в корпусе керноскопа, занимающего наклонное положение, на лежачей стенке.
Керноскоп К-5.
Партией техники разведки Восточно-Казахстанского геологического управления разработана приставка ОА-1 к керноскопу К-5 для отбора ориентированных кернов и ориентирования отклоняющих клиньев в вертикальных скважинах.
После бурения пилот-скважины и получения осадка меди на ориентирующем стержне инклинометра керноскоп извлекают и в скважину спускают обычный колонковый снаряд для выбуривания керна, имеющего метку в виде эксцентрично расположенного желоба. Этот процесс в интервале углубки 15 - 20 см выполняется при пониженных параметрах режима бурения с целью сохранения метки и самого керна. Затем керн заклинивается и поднимается на поверхность.
Керноскоп К-5. В связи с внедрением бурения скважин малых диаметров создан ряд несложных конструкций керноскопов диаметром 57 мм.
Из других конструкций керноскопов необходимо отметить совмещенный керноскоп СК ( Восточно-Казахстанского ГУ) и сверлящий керноскоп КС Уральского ГУ. Они отличаются тем, что метку на забое наносят в 1апсидальной плоскости у лежачей стенки скважины, а выбуривают и извлекают керн самим керноскопом. Но эти керноскопы рационально применять только в плотных монолитных породах, пригодных для нанесения поверхностной метки.
Или другой вариант: выбуривание керна, подъем бурового снаряда ( без керна), спуск керноскопа, нанесение ориентированной метки, срыв керна и извлечение его из скважины.
От шлама забой очищают промывкой с расходом жидкости 60 - 80 л / мин при диаметре керноскопа 57 мм и 120 - 150 л / мин при диаметре 73 или 108 мм.
Данные о зенитном угле и азимуте скважины, измеренные в той же точке инклинометром, и об урле керноскопа, определяющем положение отметок относительно апсидальнои плоскости, позволяют на поверхности восстановить пространственное положение керна. Керноскоп К-5 может быть применен в скважинах, диаметр которых не менее 93 мм.
Наиболее надежная методика получения ориентированного керна разработана коллективом Восточно-Казахстанского геологического управления ( Н. А. Грибский, М. И. Казанцев и А. С. Пеньков), создавшим два прибора - керноскоп и кернометр. Одновременно под руководством М. И. Казанцева был выполнен комплекс специальных теоретических, экспериментальных и производственных исследований, обеспечивающих создание новой геологоразведочной службы - кернометрии.
Кернометр КР-2 ( рис. VI1 - 28, а) предназначен для измерения элементов залегания структурных особенностей горных пород по ориентированному с помощью керноскопа керну.
Кернометр КР-2. Кернометр КР-2 - стационарный угломерный прибор, предназначенный для измерения элементов залегания пород и других структурных элементов по ориентированному керну, получаемому при помощи керноскопа.
При использовании подпятника определяют положение его ориентирующего элемента, для чего прибегают к помощи печати, ловителя-фиксатора и прибора с магнитной стрелкой, клинометра или керноскопа. На рис. V.33, г показана схема определения положения ориентирующей шпонки подпятника с помощью ловителя-фиксатора и ориентатора с магнитной стрелкой.
В качестве приборов-регистраторов, спускаемых по стволу скважины, могут применяться инклинометры, действующие по принципу отвеса или маятника, магнитной стрелки, или гироскопического типа, а также специальные устройства - клинометры и керноскопы. Такие устройства используют только при установке отклоняющих клиньев.
В последних модификациях снаряда типа КО связь бурильной колонны с корпусом осуществляется не срезаемым штифтом и кулачковой муфтой, а легко развинчиваемым соединением, которое разъединяется левым поворотом колонны. Керноскоп спускают на забой и при малой осевой нагрузке ( до 6 кН) зачищают забой от остатков керна. Далее, повышением осевой нагрузки срезают штифт и отбуривают метки глубиной 50 и 150 мм при диаметре снаряда 57 и 73 мм соответственно.

Данные о зенитном угле и азимуте скважины, измеренные в той же точке инклинометром, и об урле керноскопа, определяющем положение отметок относительно апсидальнои плоскости, позволяют на поверхности восстановить пространственное положение керна. Керноскоп К-5 может быть применен в скважинах, диаметр которых не менее 93 мм.
Схема связи измерительного патрона ( / и метки на керне ( 2 в керио-скопе типа КО для ориентации керна. Керноскоп снаряда ССК включает контейнер с измеряющей и фиксирующей азимутальный и зенитные углы в точке отбора ориентированного керна аппаратурой ( компас, уровень, фотоаппарат, представляющие собой фотоинклинометр), помещаемый в немагнитной трубе над керноприемной трубой, и отметчик - алмазный резец, закрепленный в невращающемся корпусе керноприемной трубы над кернорвателем. Положение отметчика ( отметка О) вынесено на уровень фотоинклинометра.
Поворотная визирная трубка 7 снабжена диаметрально расположенной визирной стрелкой. С трубкой связан лимб углов керноскопа с 360-градусной шкалой. На кернометре воспроизводится пространственное положение керна, существовавшее до отрыва его от забоя, а затем измеряются элементы залегания слоистости, трещиновато-сти и других видимых на керне элементов.
Определение положения ориенти-руюпдего устройства с помощью керноскопа. Описываемая конструкция кер-носкопа К-5 обеспечивает полную очистку забоя скважины от любого количества шлама непосредственно в процессе спуска керно-скопа на забой, что исключает затраты средств и времени на предварительную промывку скважины обычным способом. Как полазали широкие промышленные испытания керноскопа описываемой конструкции в скважинах разной глубины, в том числе превышающей 800 л, все узлы прибора всегда работают безотказно. Обращение с прибором несложно и не требует высокой квалификации оператора.
Тетерина ( рис. 73 в) является разновидностью керноскопов рассмотренной конструкции. В корпусе 5 ( трубе) керноскопа с по-родоразрушающим инструментом I встраивается перегородка 3 с эксцентрично размещенным отверстием в одной плоскости с эксцентричным отверстием в породоразрушающем инструменте. После зачистки забоя по бурильным трубам спускают штырь, который располагается в корпусе керноскопа, занимающего наклонное положение, на лежачей стенке.
Рассмотрим схему получения ориентированного керна ( рис. 65), когда нанесение на керн характерных отметок 3 происходит до начала формирования керна. На зачищенный забой скважины спускают снаряд - керноскоп, в котором свободно подвешена на опорах рамка /, имеющая эксцентриситет относительно оси вращения. В наклонной скважине центр тяжести рамки и ось вращения, условно совпадающая с осью скважины, разместятся в вертикальной плоскости искривления, положение которой в пространстве определено ранее.
Устройства для ориентирования керна на забое называются керноскопами. Метки ( или отметчик) ориентируются путем ориентированного спуска керноскопа с помощью инклинометра того или иного типа, работающего на принципе горизонтальности уровня жидкости, магнитной стрелки, отвеса или шарика. Положение чувствительных элементов фиксируется механическим, фотографическим или химическим способом при автономном или дистанционном управлении устройством.
В таком положении керноскоп устанавливают на забой. После зачистки забоя осевым усилием срезается штифт 12, внутренняя часть керноскопа с отбурочным снарядом 7 опускается, и при его вращении бурится пилот-скважина ( рис. 73, б), играющая роль метки. После этого снаряд оставляют в покое на 20 - 60 мин с целью образования осадка меди на цилиндрическом стержне инклинометра, по которому ориентируется впоследствии керн.
Перед спуском в скважину керноскопа Алтай-57 необходимо уничтожить коронкой бескернового бурения куски керна. В твердых породах при пепьке керна на забое не более 3 - 4 см и относительно ровном его торце керноскопы можно спускать в скважину без специальной проработки забоя. Керноскоп отбурочпого типа КО спускается в скважину без предварительной подготовки забоя.
Из других конструкций керноскопов необходимо отметить совмещенный керноскоп СК ( Восточно-Казахстанского ГУ) и сверлящий керноскоп КС Уральского ГУ. Они отличаются тем, что метку на забое наносят в 1апсидальной плоскости у лежачей стенки скважины, а выбуривают и извлекают керн самим керноскопом. Но эти керноскопы рационально применять только в плотных монолитных породах, пригодных для нанесения поверхностной метки.
Подготовка забоя заключается в разрушении оставшихся в скважине кусочков керна от предыдущего рейса, выравнивании забоя и удалении шлама. Эти операции осуществляются либо с помощью обычных долот ( шарошечных, твердосплавных или алмазных), либо с помощью специального породоразрушающего инструмента, которым снабжается керноскоп. В последнем случае метка наносится сразу же на очищенном забое. Метки могут быть глубокими, мелкими или поверхностными. Поверхностные метки вырезают ( выцарапывают) острым резцом на боковой поверхности керна или выфрезеро-вывают внутренней частью коронки при ее вращении без подачи. Такая метка имеет форму полукольца.
К е р н о с к о п типа А л т а и - 5 7 предназначен для получения ориентированного керна из наклонных скважин алмазного и твердосплавного бурения диаметром 59 и 76 мм. Вращение сверл-отметчиков 16 осуществляется гидравлической турбиной 13, приводимой н движение промывочной жидкостью. Керноскоп на колонне бурильных труб опускают в скважину. На расстоянии 0 4 - 0 5 м от предварительно выровненного фрезой забоя включают промывочную жидкость и производят медленный спуск прибора на забой.
Перед спуском в скважину керноскопа Алтай-57 необходимо уничтожить коронкой бескернового бурения куски керна. В твердых породах при пепьке керна на забое не более 3 - 4 см и относительно ровном его торце керноскопы можно спускать в скважину без специальной проработки забоя. Керноскоп отбурочпого типа КО спускается в скважину без предварительной подготовки забоя.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11