Кернометр

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5д 4 Е 21 В 47/022

ОП

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЪНЪ :

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3860064/22-03 (22) 25.02.85 (46) 30.07.86. Бюл. № 28 (71) Казахский научно-исследовательский институт минерального сырья (72) Ф. А. Бобылев, Э. Н. Шехтман, И. М. Троппер и О. В. Ошкордин (53) 622.242 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1027381, кл. Е 21 В 47/022, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1102918, кл. Е 21 В 47/022, 1983. (54) (57) l. КЕРНОМЕТР, содержащий основание со стаканом, блок ввода параметров пространственного положения керна, арифметическо-логический блок, цифровой индикатор, блок управления, запоминающий блок, узел копирования формы структурного элемента, выполненный в виде стержня, размещенного внутри стакана с возможностью осевого перемещения, и зажима для закреп„„Я0„„1247519 ления керна, преобразователь положения стержня в электрический сигнал, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса измерения и упрощения конструкции, он снабжен связанными с запоминающим блоком линейным индикатором и датчиком углового положения зажима, при этом линейный индикатор выполнен в виде кольца и закреплен на верхнем торце стакана, а зажим для закрепления керна установлен внутри стакана с возможностью осевого поворота.

2. Кернометр по п. 1, отличающийся тем, что датчик углового положения зажима образован последовательно соединенными реверсивчым счетчиком, формирователем и контактной группой, выполненной в виде выемок, равномерно расположенных по окружности нижнего торца зажима, и подпружиненной относительно выемок скобы, жестко связанной со стаканом.

1247519

Изобретение относится к горному делу, а более конкретно к приборам для определения элементов залегания горных пород по ориентированному керну, полученному при бурении геологоразведочных скважин.

Цель изобретения — ускорение процесса измерения и упрощение конструкции.

На фиг. 1 приведен кернометр в исходном положении, общий вид; на фиг. 2 — верхняя часть стакана, разрез; на фиг. 3 вид индикатора при визуализации угла керноориентатора 6; на фиг. 4 — стержень в операции копирования формы структурного элемента; на фиг. 5 — структурная электрическая схема кернометра.

Кернометр состоит (фиг. 1) из основания 1, в котором расположены блок 2 ввода параметров пространственного положения керна (т. е. значений азимутального и зенитного углов скважины и угл.а керноориентатора) в виде цифровой клавиатуры (содержащей также клавиши управления работой кернометра), цифровой индикатор 3. На основании крепится цилиндрический стакан

4, в котором размещен узел копирования структурного элемента на керне в виде стержня 5, расположенного по внутренней поверхности стакана и зажима б, например, цангового типа, имеющего возможность поворота вокруг оси стакана. Стержень, в исходном положении несколько (например на величину h, фиг. 2) выступающий над стаканом, имеет возможность перемещения вдоль него с фиксацией в любом положении. Кернометр содержит также (фиг. 5) расположенные в основании запоминающий блок 7, два входа которого соединены соответственно с блоком 2 и блоком 8 управления (состоящим, например, из тактового генератора, программной памяти, блока микропрограммного управления и устройства ввода-вывода и выполненным на основе микропроцессорного набора интегральных схем), а выход — с линейным индикатором 9, жестко закрепленным (фиг. 1) на верхнем торце стакана и выполненным, например, на основе матричного светодиодного индикатора кольцевой формы, причем начало отсчета индикатора совпадает с продольной осью стержня 5.

В основании, кроме того, расположен преобразователь 10 положения стержня в электрический сигнал (представляющий собой датчик положения, например, реостатного типа, связанный со стержнем 5), выход которого через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 11 соединен с запоминающим блоком 7, двухсторонне связанным с арифметическо-логическим блоком 12, также двухсторонне связанным с блоком 8, второй выход которого подключен к блоку 7, третий вход которого подключен к датчику 13 углового положения зажима. Датчик 13 содержит, например, реверсивный счетчик импульсов, связанный с формирователем им5

1О

ЗО

4О

5Q

55 пульсов (счетчики и формирователь не показаны), а последний связан с контактной группой датчика, предоставленной совокупностью выемок, выполненных с равным шагом, например, через 5 по окружности нижнего торца зажима (фиг. 2), контактной площадки 14, а также подпружиненного контакта 15 (расположенного неподвижно относительно стакана) с возможностью его механического взаимодействия с нижним торцом зажима и электрического контактирования с площадкой 14 при положении контакта между выемками. Кроме того, конструктивно предусмотрено, что при попадании контакта 15 в выемку зажим фиксируется в этом положении (из которого он может быть с некоторым усилием от руки выведен), причем, момент фиксации сопровождается щелчком.

Измерения с IIQMQLU,üþ кернометра ведут следующим образом.

Керн закрепляют в цанговом зажиме 4 стакана, совмещая при этом метку, нанесенную керноориентатором, с продольной осью стержня 5 (фиг. 1).

Затем с помощью блока 2 вводят в запоминающий блок 7 параметры, необходимые для вычислений, т. е. значения азимутального а и зенитного Р углов скважины (по данным инклинометрических измерений), а также угла керноориентатора 6 (т. е. угла между меткой на керне и апсидальной плоскостью).

После этого нажатием соответствующей клавиши запускают кернометр в работу по следующему алгоритму, хранящемуся в программной памяти блока управления. Сначала производится операция разметки. По команд» блока 8 управления значения угла 6 из запоминающего блока 7 поступает на индикатор 9, визуализирующий это значение, например, светящейся полоской, длина которой пропорциональна углу 6 (фиг. 3) .

Против конца светящейся полоски оператор делает на керне отметку, соответствующую нижнему следу апсидальной плоскости (необходимую в дальнейшем для ориентированной увязки керна как внутри рейса, так и между рейсами).

Затем переходят к операции копирования формы структурного элемента. Для этого выдвигают стержень до совмещения его верхнего конца со следом структурного элемента (фиг. 4), фиксируют в этом положении и поворачивают, например, по часовой стрелке зажим с керном на один шаг (отмечаемый щелчком) . При этом срабатывает контактная группа датчика 13, т. е. контакт 15 отжимается к площадке 14, замыкая электрическую цепь, и информация об угловом положении зажима с керном поступает на адресную шину блока 7, который запоминает значение высоты подъема (поступаюш,ее с преобразователя 10 через АЦП 11) в ячейке памяти, соответствующей данному

3 угловому положению зажима. Операция повторяется до тех пор, пока зажим с керном не вернется в исходное положение (т. е. повернется на 360 ). При этом, если на очередном шаге невозможно совместить конец со следом (например, из-за отсутствия последнего на лини перемещения стержня), то стержень опускается на исходную высоту h.

Оперируя данными о высоте подъема стержня на каждом шаге (высота h, т. е. случай, когда оставался на месте, не учитывается), а также об угловом расстоянии каждого шага от положения нижнего следа апсидальной плоскости (которое вычисляется путем вычитания угла 6 из углового расстояния данного шага относительно стержня), и учитывая значение диаметра керна (эта информация постоянно хранится в запоминающем блоке), арифметическологический блок 12 по командам блока управления определяет некоторым математическим методом, например, методом последовательных приближений параметры и положение (видимые углы у и у, фиг. 4) такого

19

4 эллипса (т. е. линеа ризи рова нного следа), точки которого оптимальным образом связаны с точками реального следа структурного элемента, с которым совмещался верхний конец стержня.

После вычисления видимых углов у и у по командам блока управления производится операция вычисления азимута у и угла Х падения структурного элемента. Арифметическо-логический блок, оперируя с находящимися в запоминающем блоке значениями у, у, а и р, вычисляет их по определенному алгоритму, например, по формулам

<рю=а - р, где

sing ° tg(ai - (90 — р)) cosP

A=a,rctg

cosy . t g(у, +-(90 — р))

Значения о и Х выводятся на цифровой и нди като р 3.

1247519

Составитель A. Цветков

Редактор М. Товтин Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Заказ 4096/31 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4