Кернометр Советский патент 1983 года по МПК E21B47/22 

11 Устройсаво относится к горному делу а более конкретно к гфиборам для сшрвделения элементов залегания горных пород по ориентированному керну, полученному при бурении геолого-разведочных скважин., Известен кернометр, содержащий основание со шкалами зенитнс о угла и аз мута скважины, стакан для закрепления ориентированного керна и вспомогательную замерочную плоскость с вырезом, закрепленную на керне с винтов { l . Недостатком такого керномет{ а я&ляется то, что замерочвая плоскость касается следа измеряемого элемента в одной {максимум в двух) , что резко снижает точность измерения угла падения слоев . Извеетет аюке кериометр, содержащи основание на котором установлен стакан подвижный хомут, стоМу, визирующий узел, а основание имеет идеалу азимутов и зеаитныХуглов С 2 . Данная конструкция также имеет недостатки не дающие возможности с необходимой точностью и ъ ерить угол падения слоев пород. Во-первых, не след измеряемого элемента на керне замкнут, при ispyfOM падении слоев може отсутствовать верзшян (иди верзшяя и нйжняя}точка перегиба следа (здесь и далее ввиду точки по большой оси золипса). Во-вторых, след между точками перегиба не строго ли№&ен. По указанным причинам эамерочная плоскость с планкой может в ряде случаев невыполнить своей задачи визи рующего узла вообще или выполнить с невысокой точностыо. 11ел{:Ю изобретений является расширение функциона в шдх возможностей и повы шение точности измерений. Указанная иеПь достигается тем, что кернс« етр. содержащий основание, на ко -t « тором установлен стакан, подвижшлй хомут, стойку, визирующий узел, а основаиве шалеет шкалу азимутов и зенирмых углов, в нем визирующий узел вьшолвен в виде двух подвижных друг относительЖ) друга держателей с эластичными эле кюнтами, причем на параллет9ных сторонах держателей установлен фишгатс. На фиг. 1 показан к нометр в аксон метрической проекции, общий вид; на фиг 2 - визирующий узел в сборе на 4ЖГ. 3 - приме{ использования визирующего узла в случае, когда на керне имб81ются обе точки перегиба следа измеряемого элемента; на фиг, 4 - вид А на ({«иг. 3; на фиг. 5 - пример использования визирующего узла в случае, когда на керне нет обеих точек перегиба следа измеряемого элемента; на фиг. 6 - вид Б на фиг. 5. состоит (фиг.1) из основания 1, на котором на стойках 2 с помощью оси 3 укреплен стакан 4 с возможностью его поворота вокруг вертшсал иой оси основания и горизонтальной оси 3. Основание имеет шкалу 5 азимутов, а ось 3 - шкалу 6 зенитных углов. На ста1есане 4 размещён подвижный хомут 7, с помощью которого к стакану прикреплены стойки 8 и визирующий узел 9, содержащий (фиг.2) два держателя 1О Г-образной формы, соединенных между собой шарнщюм 11 так, что сии могут разводиться поворотом вокруг оси шарнира и сводиться, причем в сведенном состоянии противоположные сто РОНЫ держателей параллельны. Внутри держателей укреплен с некоторым натяжением эластичный элемент 12 (например, из тонкого резинового шнура), офазующий открьггый угол, при этом элемент, проходя через зацеп 13 на Шарнирном соединении, закреплен своими концами на концах держателей. Верхние поверхности параллельных сторон держателей и эластичного элемента лежат в одной плоскости (визиру1Ьщей), а зацеп 13 расположен по оси симметрии виз1фующего узла и закреплен на неподвижной оси шарнира. На параллельных сторонах держателей установлен фиксатор положения эластичного элемента, вьшолненный в виде съемной скобы 14 с лапками 15. Фиксатор может быть установлен в любом месте на параллельных сторонах держателей. Скоба ,несет на себе два стержня 16, могут закреплены винтами 17 в любом положении между параллельными сторонами держателей. (Стержни 16 на фиг.2 условно показань внутри острого угла, образуемого эластичным элементом, тогда как в рабочем положении они расположены по обе стороны этого угла). В открытый угол эластичного элемента . может входить до упора в заиеп 13 керн 18 любого диаметра. С помощью винта 19 визирующий узел может зак реплягься на стойке 8 и на любой высоте, а с помощью шарнирных соединеНИИ 20 и 21 принимать нужный наклон : в пределах .

Стакан 4 имеет на торце шкапу 22 апсидальных углов (углов керносксша), при этом нулевая отметка 23 шкалы 22 расположена в (жевбй плоскости, перпенг дикулярной оси 3 вращения сткана 4. На кронштейне 24 визирующего узла 9 подвешены компас 25 и шкала 26 лов падения, которая расположена в плоо кости, проходящей через ось симметрии визирующего узла и перпендикулярной этой плоскости

На стороне хомута 1, диаметрально противоположной стойке 8, в плоскости, хфоходяшей через ось симметрии визирующего узла 9, шкапы 26 и стойки 8, нанесена метка 27. Подвижная часть основания снабжена указателем 28 азимутов, а стойка 2 - указателем 29 зенитных УГЛОВ.

Для закрепления керна разных диаметров стакан 4 снабжается набором вту лок - вкладышей (возможно применение и цангового зажима). Эти втулки, а

также винты для закрепления керна и осей вращения на чертеже не показаны.

Измерения с помощью, кериометра ведут следующим образом.

Совмещают нулевую отметку 23 с отметкой 27 хомута 7, а указатель 29 азимута с нулевой отметкой шкалы 5 азимутов. Затем поворачивают весь кернометр за основание 1 до положения, при котором стрелка компаса 25 устанавливается в северном направлении (при стационарном размещении кернометра эта операция проводится только один раз

На ориентированном KSfMie 18 проводят карандашом по образующей цилиндра линию от ориентирующей метки Затем, сняв с визирующего узла 9 фиксатор н р ведя держатели до отказа, вставлякуг керн 18 в стакан 4 TiaK, чтобы эта расположилась прот.ив по шкале 22, соответствующей углу к«рвоскопа, и.в этом положении керн 18 зак репляют в стакане 4. Поес ачивают стакан 4 вокруг вертикальной оси н укаёатель 28 устанавливают против значения азимута скважины по шкале 5, Т1овораг чивают. стакан 4 вокруг горизонтальной оси 3 и устанавливают по шкале 6 oovнос1ягельно указателя 29 значение aeaxus кого угла скважины. В этом положении ось 3 закрепляют.

При определении угла и азимута падения следа видимого на керне элеме та (контакта, слоя, сланцеватости и т.д.) возможны два предельных случая: на керне имеются обе точки перегиба этого следа (т.е. след, замкнут); на керне нет;. обеих точек перегиба (т.е. след разомкнут).

Остальные положения следа являются промежуточшоми по отношению к ним. Для определения угш и падения иссл1шуемого элемента керна вращают хомут 7 всжруг стдкана 4 и перемешают с помошыо стойки 8 и шарн1фных соединений 2О и 21 визирукпцнй узел с разведенными держателями та чтобы i для случая наличия обеих точек перегиба ( фиг. 3 и 4) - эацшЕ 13 был уста1юьлен против верхней перегиба на , упираясь в «ее, этом последовательным св«|деияем раа«еаением держателей до отказа и р Л1фовк в шарнирных соединениях 2О в 21,-а такг же поворотом стойки 8, добнвокчся совпадения визирующей виоекости эластичного элемента со слеоом на сторсже ке{Я1 обращенной к зацвоу. Запрем устаяашшвшот ф 1ксатор на д жаягеле. Сводя стержни 16, стягива ог эяаёшрчшдй эламекг к нижней точке п тегиба и за1фв1Ш1аог стержни винтами 17. Убедившись, что визиру10{аая плоскость тм1е|п уже поп ностью совладает с шшией следам снпуии ют показания с соог1 ететвз юш1Х шкал азимута и угла яадевюв кседедуекюго элемента. Если ме после сборки визирующего узла жажется не совсем точ нюе совпадение, то тюрацию внз1ф жавш повтсфяют Хт.е. скимшот 4я1ксатор. .раэвэдЕят держатели и т.)

В случае счгеутствия обеих точек п&региба (фиг.б и 6) спс рацаю с «1олняюф как ОВЙСШ10, стой разтшей. что до6нвшогся;с:(я шшввия обеих ветвей : эластичн01Ч эп&метл только с боковыми лив1шми, следа, а сводят не к аеи1| у, .ja до lytecrat пересечения боко 1вых линий еледа с нижней секушей их шюскосНгыо, 11е| ве1щикуляркой оси .

Угол изк яекюго элемента отиосвтельйо указателя, размещенного на ц Ю1Ш1гейне 24, читают по шкале 26, а aaittiyT - по компасу 25, Наличие 1фонштейна 24 дает возможиость пррво дать иаь4эреиия элем«1Т т залегания, почти параллелк ных оси керна.

Применение в визирующем узле подвижшдх держаярелей и фиксатора обеспечивает ааиболее точвое наложение б см

КЕРНОМЕТР, сод жаищй оонование на кото)ром установлен стакан, подвижный хомут, стойку, визирующий узел, а сснование имеет шкалу азимутов и зенитных углов, отличающийс я тем, что, с аешло | асв1Ирш1ия функциональных возмо)1аюстей и повышения точности вам ренкй, В113)фуюший узел выполнен в виде двух подвижных один относх.тельно держателей с элао тичными элементами, причем на парап стсфсжах д жателей устансжлен фиксатор. (Л ю 00 00 Фиг.1