Способ определения структурных свойств горных пород

Н-И Е 1 576 Союз СоветскикСоциалистицескиРеспублик ЕТЕЛЬОВУ тд-в лццтсльпое к авт. 51) М. Кл.- Е 21 В 49/0001 100(22) Заявлено 18.01.74 90797 ОЗ присоединением зая и Мо Приор ит Гасударственный комитет Совета Министрае СССР па делам изобретений и открытий(71 Заявцтел сковский ордена го(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕИИЯ СТР ГОРНЫХ ПОРОНЫХ СВОЙС СПИ ИЗОБРЕТ ата Оцуо, иков 1 цц 5 Овцс Изобретение относится к области контроляфизико-механических свойств горных породи может быть использовано при разведкеподземных ископаемых, а также в горнорудной промышленности.Известен способ определения структурныхдефектов горных пород, таких, например, кактрещины, который заключается в регистрациизатухания упругих колебаний в массцвс горных пород 1. Затухание прц этом являетсяфункцией количества ц величины трещин наедццицс длины,Недостаток данного способа состоит в том,что с его помощью можно получить толькоинтегральную оценку всего исследуемого объема породы, т. е. усредненное значение количества трещин в единице объема породы. Кроме того, для исследования значительных массивов и площадей горных пород известныйспособ требует применения излучателей звуковых и ультразвуковых колебаний большоймощности, что ограничивает область применения способа,Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности является способ определения структурных свойств горныхпород, заключающийся в регистрации колебанийй, гсцсрируемых буровым инструментом,и выделении из нцх колсба 1 гй с частотамц,кратцымц скорости сго вращения 21. ПО амц 10 15 20 25 30 руцового Красного Знамен ,1 й институт литуде указанных колебаний определяют литологическцс (геологические) характеристики разбуривасмых пород. Прц этом породы с различными механическими свойствами на диаграммной ленте выделяются в виде характерных участков с различной величиной отклонения кривой. Однако известный способ не позволяет определять трещццоватость горных пород, так как амплитуда колебаний ца долоте зависит от многих факторов: крепости горных пород, режимов бурения, состояния бурового инструмента,Цель изобретения - обеспечение возможности определения трещиноватости горных пород. Это достигается тем, что выделяют колебания с частотой, равной процзвсдеццю числа шарошек долота на скорость его вращения, и определяют трещиноватость по плотности распределения ц дисперсии амплитуд указанных колебаний.Способ осуществляют следующим образом.На буровом инструменте цлп ца буровой штанге (если глубина бурения невелика) устанавливают датчик вертикальных колебаний, сигнал которого, отракающц амплцтуту колебаний произведения круговой частоты ца число шарошск долота, запцсывт 110 т ца диаграммной ленте. Ленту вцоследствцц обрабатываюг цлц подают ца сцеццал 1 нос вычцс,цтс,1,цос устроство, оцрсде,5 Оцсс плот576397 Составитель Л. Чижикова Тсхрсд И. Карандашова Корректор Л. Денискина Редактор И. Корченко Заказ 2300/6 Изд. ЬЪ 834 Тираж 778 Подписное НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 ность вероятности и дисперсию какого-либо случайного процесса в реальном масштабе времени.Как показывают исследования, колебания с частотой, равной произведению числа шаро шек долота на скорость его вращения, возникают при встрече бурового инструмента с трещинами горной породы, Наличие дефекта в породе (трещины) при пересечении данного участка долотом вызывает резкое локальное 10 изменение характера разрушения, следствием чего является изменение обычного ритма и амплитуды колебаний долота. Поскольку в горной породе имеется практически бесконечное число трещин различной величины, рас положенных случайным образом, долото испытывает постоянные колебания, вызываемые трещинами. При этом на фоне случайных колебаний, определяемых сетью малых трещин, трещины большего раскрытия дают всплески 20 большей амплитуды. Буровой инструмент выступает в данном случае в качестве осциллятора, модулируемого дефектами породы, При этом дифференциальный закон распределения амплитуд указанных колебаний связан с числом трещин на единице длины скважины взятого направления, а дисперсия колебаний зависит в основном от величины раскрытия трещин. Таким образом, найдя закон распределения колебаний трехкратной частоты вра 4щения (при наличии трех шарошек на долоте), а также определив его дисперсию, можно определить трещиноватость разбуриваемого массива горных пород. Функциональные зависимости названных величин для пород, имеющих сходные прочности характеристики, определяются экспериментально. Формула изобретенияСпособ определения структурных свойств горных пород, заключающийся в регистрации колебаний, генерируемых буровым инструментом, и выделении из них колебаний с частотами, кратными скорости его вращения, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности определения трещиноватости горных пород, выделяют колебания с частотой, равной произведению числа шарошск долота па скорость его вращения, и определяют трещицоватость по плотности распределения и дисперсии амплитуд указанных колебаний.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ржевский В. В., Ямщиков В. С. Лкустические методы исследования и контроля горных пород в массиве, М., Наука:, 1973, с, 101 - 111.2. Патент Франции Мо 1584951, кл. б 01 Ч 1/00, опублик. 1969.