Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЗАЛОЖЕНИЯ НИСХОДЯЩИХ НАКЛОННЫХ ШПУРОВ И СКВАЖИН

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения нисходящих шпуров и скважин.

Известно устройство для определения направления шпуров, содержащее основание в виде плиты, телескопическую штангу, соединенную с шаровым шарниром, и угломерную шкалу (А.с. №232883, МПК E21B 47/02, 1968 г.).

Недостатком данного устройства является невозможность определения численных значений углов наклона нисходящих шпуров и скважин.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является устройство для определения направления шпуров и скважин, содержащее основание в виде плиты с размещенными на ней круговым уровнем и угломерной шкалой в виде двухкоординатной сетки, присоединенный к основанию шаровой шарнир, состоящий из корпуса и шаровой пяты, а также штангу, расположенную по направлению скважины и снабженную отвесом (А.с. №1062382, МПК E21B 47/02, 1983 г.).

Недостатком данного устройства является невозможность определения численных значений параметров заложения нисходящих шпуров и скважин, а именно пространственных углов наклона нисходящих шпуров и скважин.

Задачей изобретения является обеспечение определения численных значений углов наклона нисходящих наклонных шпуров и скважин.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для определения параметров заложения нисходящих наклонных шпуров и скважин, содержит основание в виде плиты с размещенными на ней круговым уровнем и угломерной шкалой в виде двухкоординатной сетки, присоединенный к основанию шаровой шарнир, состоящий из корпуса и шаровой пяты, а также штангу, расположенную по направлению скважины и снабженную отвесом, причем шаровая пята выполнена со сквозным осевым отверстием и надета на верхнюю часть штанги, на штанге под шаровой пятой установлен ограничитель, к нижней части штанги, находящейся в скважине, присоединена снабженная упором распорная трубка, а отвес оснащен световым точечным прибором, при этом корпус шарового шарнира выполнен в виде сферического кольца.

Наличие сквозного осевого отверстия в шаровой пяте позволяет надеть устройство на штангу, а посредством ограничителя установить длину верхнего конца штанги, находящегося над основанием, на величину которой рассчитана двухкоординатная угломерная шкала. При этом устройство является разборным и состоящим из двух составных частей - штанги с распорным механизмом и ограничителем и основания с размещенными на нем круговым уровнем и угломерной шкалой, а также с присоединенным к основанию шаровым шарниром. Это упрощает перемещение устройства по выработке и установку устройства в скважине.

Выполнение корпуса шарового шарнира в виде сферического кольца позволяет устанавливать основание в горизонтальной плоскости при наклоне скважин большом диапазоне углов.

Оснащение отвеса световым точечным прибором исключает необходимость подъема и опускания отвеса на плоскость угломерной шкалы, что сокращает время и упрощает процесс измерения углов.

Наличие упора в верхней части распорной трубки распорного механизма упрощает закрепление устройства в скважине - когда упор упирается в породу в устье скважины, то штангу продвигают далее по длине скважины, при этом стойки поворачиваются посредством шарниров, вследствие чего штанга и распорная трубка распираются между стенками скважины. При этом ось штанги параллельна оси скважины, что обеспечивает достоверность измерения углов заложения скважины.

Устройство поясняется чертежами. На фиг.1 показан общий вид устройства и его закрепление в скважине; на фиг.2 - вид устройства при измерении углов; на фиг.3 и 4 - корпус шарового шарнира; на фиг.5 - соединение корпуса шарового шарнира с шаровой пятой шарового шарнира и с основанием в виде плиты; на фиг.6 - положение устройства при вводе и выводе его из скважины; на фиг.7 - положение устройства при закреплении его в скважине.

Устройство содержит основание 1 в виде плиты, на которое нанесена угломерная шкала 2, основание присоединено к корпусу 3 шарового шарнира, а в шаровой пяте 4 шарового шарнира имеется осевое сквозное отверстие 5 посредством которого шаровая пята 4 свободно надета на верхнюю часть штанги 6, снабженную ограничителем 7, определяющим длину выступающего над основанием верхнего конца штанги, на величину которой рассчитана двухкоординатная угломерная шкала 2. На верхнем конце штанги 6 закреплен отвес 8, на конце которого подвешен световой точечный прибор 9. На основании 1 размещены круговой уровень 10, посредством которого основание устанавливают в горизонтальной плоскости. К нижней части штанги 6 присоединена распорная трубка 11, снабженная упором 12. Соединение штанги 6 с распорной трубкой 11 осуществляется посредством стоек 13 и шарниров 14. Нижняя часть штанги 6 расположена в скважине 15.

Длина штанги 6 принимается экспериментально, исходя из удобства проведения измерений. В качестве светового точечного прибора 9 можно использовать, например, лазерную указку.

Устройство работает следующим образом. Распорную трубку 11 продвигают в направлении нижнего конца штанги 6 посредством стоек 13 и шарниров 14. При этом внешнее расстояние между распорной трубкой 11 и штангой 6 становится меньше диаметра скважины. Затем нижний конец штанги 6 вставляют в скважину 15. Упор 12 распорной трубки 11 упирается в породу в устье скважины 15, штангу 6 продвигают далее по длине скважины, при этом стойки 13 поворачиваются посредством шарниров 14, вследствие чего штанга 6 и распорная трубка 12 распираются между стенками скважины 15. На верхний конец штанги 6 до ограничителя 7 надевают посредством шаровой пяты 4, имеющей сквозное осевое отверстие 5, основание 1, соединенное с корпусом 3 шарового шарнира. Основание 1 с размещенной на основании угломерной шкалой 2 с помощью кругового уровня 10 устанавливаю в горизонтальном положении. К верхнему концу штанги 6 прикрепляют отвес 8, например, с помощью крючка, на конце отвеса подвешивают световой точечный прибор 9.

Измерение пространственных углов заложения скважины производится в следующей последовательности. Основание 1 ориентируют в направлении, от которого установлены проектные пространственные углы заложения скважин (например, вдоль оси выработки). Включается световой точечный прибор 9, подвешенный с помощью отвеса 8 на верхнем конце штанги 6. Световой точечный прибор указывает точку на угломерной шкале 2, по которой производится считывание значений углов наклона скважины в вертикальных плоскостях относительно выбранного направления. Значения углов записаны на пересечениях координатных линий шкалы 2.

Если световая точка не указывает точно на пересечение координатных линий, то значение углов устанавливается с использованием интерполяции ближайших значений углов. Погрешность определения зависит от принятого шага значений углов при построении угломерной двухкоординатной сетки.

Использование данного устройства позволяет определить численные значения параметров заложения нисходящих наклонных шпуров и скважин.