Способ определения искривления ствола скважины относительно центра забоя

(19)(И)М/ 124 СО 103 СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 21 В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОВ ЕТЕНий И ОтНРЫТ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ОПИСАН Н АРТОРСНОМ тои,деления геологи сн.бвнои правлению твенноом и ижф- ином ол(21) 33730 МЛ 2-03 " ...,:ЦЕНТРА:ЗАРИ;. эаключаюцийс(2 й) 23,12 Я 1 .; .,:"что центр забоя определяют(53). 622 Л 42.7(038.И ., :,:. -..-: лье йовыаейия точности опр(6) 1. Авторское:свидетельство СИ . искрйвления в слоеных гидроУ.732512, кл,.З 219. ЦУ 02; 177. : : ческйх условиях, ,устанавл2,:.Николаенко:В.Г;: Юолоеьев-,З:,Н; дюполнительныи приеиник иИаркшейдерские.рабаты щи,.сооруже с излучателем на одинаковоиии: вертикалвнык ствФоМ., фЙед-:, . нйиот устья скважины по нара" МУ 7 с. 00-161 (прототип). :север-юг,:измеряют соответуглы между каждым приемник(54). 67) СПОСО ОПРВДЕЛЕНЙФ ИСКРИВ чателем, а по полученным дЛЕНИЯ СТВОЛА СКВАЗИНЦ .ОТНОСЙТЕЛЬНф : ределяют центр забоя.1 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 Иэ.1(к тенис относится к горномуделу и касается способов для определения искривления стволов шахт искважин, проходимых в сложных гидрогеологических условиях,Известен способ контроля за направлением бурения скважины, основанный на использовании вспомогательных скважин, включающий регистрацию пространственных координатвспомогательных скважин по их глубине и определение местонахождениязабоя буримой скважины путем излучения и регистрации упругих волнс помощью излучателей и приемников колебаний, причем в процессебурения скважины осуществляют непрерывный спуск во вспомогательныхскважинах излучателей и приемниковсинхронно с движением бурового инструмента 1 .Недостатками указанного способаявляются потребность в рядом пробуренных скважинах, необходимость вопределении их кривизны в пределахвсей глубины вновь буримого стволаи необходимость определения координат местоположений измерительнойаппаратуры, непрерывно опускаемойв рядом пробуренные скважины, одновременно и со скоростью подвигания рабочего органа во вновь буримой скважине, а также то, что даже по одинаковым породам упругиеволны распространяются с различнойскоростью в зависимости от различныхфакторов и в особенности от направления терщиноватости (клеважа), иээа чего снижается точность замеров,а следовательно, точность проведения стволов по трассе, а также увеличивается стоимость и продолжительность сооружения ствола.Иэвествн также способ контроляза искривлением буримой скважины,заключающийся в использовании специальных гироскопических приборов.Однако из-за малого внутреннего диаметра элементов буровой колонны исключается возможность проведенияинклинометрии внутри колонны, По-этому контроль за исключением скважины чаще всего сводится к определению ее кривизны после бурения наконечную глубину или по интерваламчерез каждые 30 м в процессе бурения скважины в специальной замероцной колонне труб. Для этого черезкаждые 30 м необходимо демонтировать буровую колонну, а в скважину опускают специальную замерочную колонну,состоящую из обсадных труб, в которойвыполняется инклинометрия. Послеинклинометрии эамероцную колонну де"монтируют, в скважину опускают буровую колонну и продолжают бурение 12 .Однако оба способа контроля ивэффективны, так как в первом случаескважину, пробуренную на конечную глубину вслепую с неизвестным искривлением выпрямить не представляется возможным, а контроль по второмуспособу хотя и позволяет поинтервально определить положение скважины впространстве и принять меры по искривлению кривизны, однако трудоемок,увеличивает продолжительность бурения и имеет большую стоимость измерительных работ.Цель изобретения - повышение тоцности определения искривления всложных гидрогеологицеских условиях.Указанная цель достигается тем,что согласно способу определениявеличины искривления ствола скважины относительно центра забоя, заключающемуся в том, что центр забоя определяют с помощью расположенныхв стволе излучателя и приемника, устанавливают дополнительный приемники основной с излучателем на одинаковом расстоянии от устья скважиныпо направлению север-юг, измеряютсоответственно угль между приемниками и излучателем, а по полученным данным определяют центр забоя,Предлагаемый способ позволяет более точно дистанционно, не выдавая буровой орган на поверхность, определить координаты центра поперечного сечения ствола шахты или буровой скважины на любой глубине, пробуренных в любых гидрогеологических условиях. На фиг. 1 показан ствол шахты, проходимый способом бурения, вертикальный разрез; на фиг. 2 - отвес, продольный разрез; на фиг. 3 - ствол на исследуемой отметке, поперечный разрез.(А и В - расположение отвесов, 0 - расположение источника излучения на штанге (центр забоя исследуемого поперечного сечения сква. жины).5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Устройство для реализации предлагаемого способа включает буровой рабочий орган 1 с вмонтированным в его штангу излуцателем 2, отвесы 4, выполненные полыми (фиг, 3) и подвешенные к прицепному устройству 5 подъемного . каната 6 с помощью рымболта 7, вмонтированного в крышку сьемного стакана 8. Причем отвесы 4 подвешены в точках с известными координатами, зафиксированными с помощью струи (не показаны), определяющих направление север-.юг, запад- восток.Герметичность внутреннего объема каждого отвеса 4 обеспечивается с помощью резиновых прокладок 9, сальника 10, раструба 11, через который вовнутрь отвеса введен многожильный кабель. Внутри каждого отвеса 4 размещены излучатели 12, приемник,13 излучения, установленный на поворотном отсчетном барабане 14 с приводом, например сельсином, управляемые дистанционно с дневной поверхности.Наземная часть аппаратуры (не показана) состоит из единого блока питания и управления приборами, вмонтированными в отвесы 4, и излучающего устройства 2.Способ осуществляют следующим образом.В предлагаемом способе определения величины искривления ствола шахты и скважин работы выполняются в следующем порядке: вначале проходят устье ствола под кондуктор обычным способом, измеряя его вертикаль- ность известными способами и отвесами, После этого подвозят к кондуктору рабочий орган 1 буровой установки, монтируют в центре его верхней части излучающее устройство 2, оНускают рабочий орган 1 на забой, заполняют кондуктор глинистым раствором 3 и начинают бурить ствол короткими заходками оптимальной длины, После того, как ствол пробурят на глубину первой оптимальной заходки, останавливают рабочий орган 1, прекращают подачу глинистого раствора в ствол, осуществляют измерение искривления предлагаемым способом, включающим следующие операции. Над устьем ствола шахты или скважины натягивают в горизонталь ной плоскости и закрепляют две взаимно перпендикулярные струны с тем, цтобы найти точку проектного местоположения вертикальной оси ствола шахты или скважины (фиг, 2).Включают дистанционно в работу весь комплект аппаратуры, расположенной как в стволе, так и на поверхности и с ее помощью фиксируют местоположение двух отвесов 4 на исследуемой глубине и излучающего устройства 2 и определяют абсолютноезначение углов К и Ь (фиг. 2).Строят на планшете треугольник АОВ по абсолютным величинам углов ф и Р и расстоянию между точками А и В (точки подвески отвесов),По этому треугольнику определяют абсолютное значение и направление отклонения центра забоя 0 ствола от проектных координат заложения на исследуемой глубине. 3 том случае, если центр забоя или поперечного сечения ствола окажется на прямой АВ, необходимо перевесить отвесы и поместить их в стволе в точках С и Р с известными координатами и повторить все вышеописанные операции в той же последо вательностиВыключают аппаратуру, выдают отвесы 4 из ствола и включают в работу буровую установку. Устройство работает следующим образом.Вначале необходимо приостановить буровую установку и в том числе грязевой насос, подающий глинистый раствор в ствол. Затем, не выдавая рабочий орган 1 из забоя ствола или скважины, опускают к нему два отвеса 4, над устьем натягивают в известных координатах две струны (не показаны), одну - с севера на юг, а вторую - с востока на запад. Закрепляют их так, чтобы отмеченные на них точки А, В, С, 0 (фиг, 2) находились в известных координатах. Затем подьемный канат 6 (фиг. 3) одного отвесазакрепляют так цтобы при успокоенном отвесе канат 6 соприкасал-. ся с точкой А, а канат другого отве" са - с точкой В, После этого включают аппаратуру устройства, дистанцион но ориентируют направленный излучатель одного отвеса на приемник дру" гого отвеса и, например, по максимуму излучения еще раэ убеждаются, что отвесы успокоились, фиксируютнулевое, отсчетное положение шкал приборов и поворотного барабана 14. Затем из точек А и В отыскивают (также по направлению максимума излучения) местоположение излучающе го устройства 2, находящегося . у рабочего органа 1, т.е. в центре поперечного сечения. ствола на исследуемом: уровне, снимают показания отсчетного поворотного барабана 14 на каждом отвесе 4, т.е. регистрируют абсолютноезначение двух углов о и 3 треугольника АВО (фиг. 2), а; также абсолютные значения длин сторои АО и ВО треугольника (фиг.2), 5 и по полученным данныи. определяют координаты центра Поперечного сечения ствола, а также величину искрйвлеыия, Затем выключают аппаратуру, выдают отвесы из .ствола,.включают.в работу буровую установку и в зависимости от вычисЛенных координат забоя ствола принимают необходимые меры к тому, чтобы рабочий орган 1 разрабатывал породу в. забое по" за-." данному проектному направлению.Предлагаемые способ и устройство, позволяющие, не выдавая бу-, ровой рабочий орган на поверхность, осуществлять контроль эа направ- . . Зо лением и определять величину отклонения стволов шахт и скважин, .в срав" нении с известными способами н устройствами, например, использующими специальные гидроскопические прибо- )5 ры и требующими для осуществления контроля обязательной выдачи рабоче го бурового органа на.поверхность, позволяют сократить сроки и трудо-вые затраты на сооружения шахтных стволов и скважин, что в конечном счете приведет к значительному сокращению продолжительности строительства целых шахт и рудниковЭкономический эффект. от использования предлагаемых способа и устройства получен путем сокращвния трудовых и энергозатрат на проходку стволов большого диаметра.8 се, стволм,пройденные бурением, имеют искривления отклонения стенок ствола от проектного положения, Величина этмХ искривлений изменяется от В до 30 см и более, и:.аави; сит:от геологических и технических Факторов Помимо искривления ствола.(его,породных стенок) искривления имеет и сами крепи, которые вовеодятся в пробуреиньх ствсаах, .заполиеиФьв.-промывочной жидкостьюгликистни раювором.Искривления ствола: и крени при ее.Возведений приводят к умеиьше-, нию .свободного сечения ствола, что иногда вынуждает изменять проектные габариты ирасположение подъемных сосудов. или изменять назначение ствола, а такее к проектным зазорам между породными стенками ствола и наружной поверхностью крепи, что вызывает осложнение при спуске-погружении крепи,:1051243 Редактор А.Власенко ,. Техред И.Тепер ктор А.Пов Ч а аказ 8 Подписно илиал ППП "П