СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОХОДИМЫХ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН ПОРОД

Предлагаемое изобретение касается способа исследования проходимых при бурении скважин пород. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что при помощи устройства типа электромагнитного вибрографа записывают вибрации буровой коронки, а затем по амплитуде и периоду записанных кривых определяют зернистость и буримость пород.

Фиг. 1 и 3 иллюстрируют получаемые предлагаемым способом кривые; на фиг. 2 приведена примерная схема устройства для осуществления способа.

Буровая коронка в момент бурения испытывает на себе два воздействия, а именно вертикальное давление, передаваемое на коронку снарядом от станка, и усилие, вызываемое вращательным движением коронки и всего снаряда. В момент бурения коронка своими резцами проникает в породу. Погружение резцов в породу происходит прежде всего в ослабленных ее участках, в промежутках между зернами. При вращательном движении коронка срезает зерна до глубины погружения резца. Получается скачкообразное вращательное движение коронки, вызывающее вибрацию снаряда. Характер этого прерывисто-скачкообразного движения зависит от величины зерен и механической прочности породы, определяющей ее буримость. В частности, амплитуда колебаний снаряда зависит от величины зерен породы, а частота - от буримости, которая определяет путь, проходимый в данной породе в единицу времени. Пусть кривая фиг. 1 изображает вибрацию снаряда в функции от пройденного пути при бурении породы с постоянным размером зерен, но с участками различной буримости. Очевидно, что в этом случае амплитуда α записанных колебаний будет все время постоянна, путь же р, проходимый снарядом в течение одного колебания, будет зависеть от буримости. Кривая соответствует трем пройденным участкам породы с различной буримостью: на участке III буримость наибольшая, а на участке II - наименьшая.

Подобные кривые могут быть получены при помощи устройства, изображенного на фиг. 2.

На штангу 1 надет хомут 2, имеющий на внутренней поверхности ролики 3. Один из роликов расположен на рычаге 4. С последним шарнирно связан постоянный магнит NS, могущий перемещаться вдоль соленоида 5. Устройство позволяет преобразовывать вибрации снаряда в переменный ток, величина и частота которого будут определяться амплитудой и частотой вибрации. Этот ток, после соответствующего усиления, может быть подан в регистрирующий прибор одного из известных типов, лентопротяжный механизм которого связан с подачей бурового инструмента.

На фиг. 3 показан другой пример записанной кривой. Кривая получена при проходке пяти различных пород, которым соответствуют участки А, В, С, D и Е. На бумаге нанесен миллиметровый масштаб, позволяющий определить глубину залегания пород.

Очевидно, что кривые, полученные предлагаемым способом, не дают возможности непосредственно определять проходимые породы. Для этого необходимо произвести серию опытных проходок монолитов различных пород, результаты которых должны быть сведены в атлас. Они могут быть использованы для построения палеток. Полученные кривые позволяют определять мощность проходимых пластов в некоторых случаях более точно, чем вынутые керны. Например, в практике разведки на уголь выход керна иногда не соответствует всей мощности пласта.

Предлагаемый способ позволит применять бескерновое бурение глубоких скважин, что ускорит и удешевит процесс бурения.

В тех случаях, когда разведка касается большого участка, скважины с выходом керна проходят лишь для контроля, остальные скважины можно бурить с записью по предлагаемому способу.