Способ определения направления и угла падения

 

ОПИСАНИЕ 23I030

ИЗОбРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 21g, 30/02

Заявлено 29.V11,1965 (№ 1021840/26-25) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 15.Х!.1968. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 24.III.1969

МПК Н 05d

УДК 550.837(088,8) Комитет по делам изобретений и открытий пди Совете МИнистров

СССР

Авторы изобретения

В. Н. Пономарев и В. Н. Сосновский

Институт геофизики уральского филиала АН СССР

Заявитель

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ И УГЛА ПАДЕНИЯ

МАГНИТНЫХ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ РУДНЫХ

ПОДСЕЧЕНИЙ В БУРОВЫХ СКВА)КИНАХ

В настоящее время,для определения направления и угла падения магнитных и электропроводных рудных подсечений в буровых скважинах используется токовый каротаж с тремя электродами, располо>кенными в плоскости,,перпендикулярной оси скважины.

Предлагаемый способ, основанный,на измерении магнитной восприимчивости и,проводимости горных пород по электрическому сигналу. датчика, бесконтактный и поэтому может быть применен на всех рудных месторождениях, руды которых обладают высокой магнитной восприимчивостью или хорошей электропровод,ностью.

Отличие способа заключается в том, что датчику магнитной восприимчивости сообщают винтовое движение так, чтобы эффективный объем породы, действующий на датчик перемещался по винтовой линии относительно оси скважины. Это позволяет непрерыв н о определять магнитную восприимчивость последовательно, в каждой точке поверхности стенки скважины. В результате получается развертка скважины,по величине магнитной восприимчивости, что дает возможность определять параметры рудного подсечения.

Для осуществления способа используется схема, представленная на чертеже. На схеме приняты следующие обозначения: 1 — генератор звуковой частоты; 2 — измерительный мост с вращающимся датчиком; > — устройство, разделяющее электрический сигнал датчика на у, и Н,, где y„— магнитная восприимчивость, Н вЂ” градиент составляющей магнитного,поля, перпендикулярной оси скважины; 4 —— преобразователь электрических сигналов в световые у. —;канала; 5 — преобразователь электрических сигналов в световые Н, — канала;

6, 7 — фоторегистраторы.

1р Установка для измерения состоит из наземной аппаратуры и карота>кного снаряда. Измерения производятся непрерывно при подьеме снаряда. Датчик представляет собой маленькую индукционную катушку с П-образным

15 ферромагнитным сердечником, который своей средней частью крепится:на оси микроэлектродвигателя, совпадающей с осью каротажного снаряда, а полюсами обращен,к стенке скважины. Обмотка датчика .включена в схему из2р мерительного моста 2, питаемого напряжением генератора 1.

Способ заключается в следующем. Датчик вращается микроэлектродвигателем в плоскости, перпендикулярной оси скважины, и одно25 временно медленно перемещается вдоль этой оси,при подъеме каротажного снаряда. Полюса его, проходя вблизи стенок скважины, описывают винтовую линию с очень малым .шагом, в результате чего датчик вырабатывает не3р,прерывный электрический сигнал, величина

231030 которого характеризует физические свойства пород (X, или o) в каждой точке стенки скважины. Если поверхность вскрытого рудного тела перпендикулярна оси скважины, сигнал на выходе измерительного моста имеет постоянную амплитуду. Если же поверхность рудного тела не перпендикулярна оси скважины, то.в месте встречи скважины с этим телом сигнал появляется тогда, когда датчик проходит возле участка .стенки, представленной:рудой.

Одновременно в катушке датчика наводится э.д.с., пропорциональная градиенту составляющей магнитного поля Н„перпендикулярной оси,скважины, Н1, которая характеризует намагниченность стенок скважины. Частота этой э..д.с. равна частоте вращения .датчика и значителыно ниже частоты X — сигнала, определяемой частотой звукового генератора 1. Поэтому сигналы, характеризующие и h могут быть разделены разделительным усгройс вом 8.

Внутри снаряда, на уровне полюсов датчика, укреплена ферромагнитная метка начала отсчета,,при прохождении возле которой датчик вырабатывает импульс метки. Система, включающая метку, ориентируется в плоскости наклона скважины при помощи груза — эксцентрика. Таким образом,,вращающийся датчик ,вырабатывает сигналы, характеризующие величины y„H HI, и импульсы метки, С выхода устройства 8 электрические сигналы в,виде импульсов,напряжения, .показанных на чертеже, подаются на два различных канала X и Нь

С,помощью устройств 4 и 5 эти импульсы преобразуются в световые сигналы переменной яркости (в зависимости от амплитуды импульсов напряжения), которые фиксируются на кинолентах фоторегисграторами б и 7. Отрицательные импульсы ÍI-канала до преобразования .в световые сигналы должны быть предварительно промодулированы, для чего используется напряжение генератора 1, тогда области, положительной намагниченности на .киноленте Н -канала отметятся сплошными, а области отрицательной намагниченности— пр&ры вистыми темными линиями. На киноленте X-ка нала темными линиями отметятся участки пород или руд с большой величиной Х, по .сравнению с вмещающими породами, точно также будет выглядеть осциллограмма,при измерении проводимости о. Темными точками с левой стороны кинолент отмечаются импульсы меток. В результате на кинолентах получается магнитная (или электрическая) раз|вертка скважины и фиксируется намагничен.ность стенок скважины.

Полученные на осциллограмме -канала величины А (угол между проекциями нулевой линии и линии падения поверхности рудного тела на плоскость, .перпендикулярную оси скважины) и h (расстояние по оси скважины между верхней и нижней точками встречи скважи5 ны с поверхностью рудного тела), позволяют найти угол, падения рудного тела 6 и азимут линии падения относительно азимута нулевой линии А,.

sin з1пА, А, = arctg

sins совА„сояя +. cos . sing о = arcsin (созх сов — sin cosA„sing ). пде и — угол между векторами падения,,на,правленным по линии, падения,руд15 ного тела и осью OZ, направленной вниз по оси скважины, р — зенитный угол скважины.

Лзимутальная привязка нулевой линии, ле20 жащей в плоскости наклона скважины, и определение зенитного угла акважины, значение которого входит в формулы для A и о, осуществляется посредством стандартной инклинометрии. Таким образом, для азимута и угла

25 падения рудного подсечения имеются окончательные формулы

A=A,+А,=А,+

sinarctg — sinA„

Зо + arctg

d И

sinarctg — . cosA„cos + cosarctg — sing

h h

Й d

3=arcsin (cosarctg — cosy — sinarctg,—.,cosA„

° sing),,где Ао и ср определяются.посредством инклинометрии, d — диаметр скважины, а величины!г

4О и А„берут с осциллограммы у.

Предмет изобр етения

Способ определения направления и угла па45 дания магнитных и электропроводных рудных подсечений в буровых скважинах, основанный на измерении магнитной,восприимчи вости и проводимости горных пород,по электрическому сигналу датчика магнитной восприимчивости, отличающийся тем, что,,с .целью получения данных,как по линии в плоскосги,поперечного сечения стенки акважины, так,и по образующей .стенки скважины, датчику магнитной восприимчивости сообщают винтовое движение так, чтобы эффективный объем породы, действующий,на датчик, перемещался,по винтовой лини и относительно оси скважины.

Составитель Л. Ю, Байдакова

Редактор Э. Н. Шибаева Техред Т. П. Курилко

Корректор В. В. Крылова

Заказ 308/8 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2