Способ пробоподготовки и исследования керношламового материала в процессе бурения и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК E21B49/00 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к способам получения, подготовки и анализа образцов горных пород в процессе поисково-разведочного бурения на твердые полезные ископаемые и техническим средствам для его осуществления.

Целью изобретения является повышение достоверности исследования кернош- ламового материала путем уточнения привязки исследуемых параметров по глубине скважины.

На фиг.1 представлено устройство для осуществления способа пробоподготовии и исследования керношламового материала, общий вид; на фиг.2 - сечение по А-А на фиг. 1.

Способ включает в себя отделение керношламового материала от промывочного агента, подготовку проб к анализу, исследование их физико-химических свойств и регистрацию исследуемых параметров. При осуществлении способа керношламовый материал отделяют от промывочного агента порциями, равными объему, полученному при проходе скважины на глубину одной буровой трубы-штанги, разделяют указанные пробы-порции на крупные и мелкие фракции. Последние формируют в пробы заданной формы и определяют их физико-механические свойства. При этом промежутки между порциями регистрируют в качестве меток глубины, а привязку физико-химических свойств по глубине осуществляют про- порционально произведению длины буровой трубы-штанги на порядковый номер промежутка между порциями отбираемого керношламового материала.

Устройство для пробоподготовки и исследования керношламового материала в процессе бурения содержит транспортное средство, например шасси двухосного прицепа 1, с размещенной на нем емкостью 2 для промывочного агента. Емкость 2 выполнена как составная часть несущего основания 3. На шасси прицепа 1 размещены блок 4 для отделения керношламового материала от промывочного агента, блок 5 пробоподготовки, блок 6 анализаторов для экспресс-анализа керношламового материала. Устройство снабжено панелью-стойкой 7, двухсекционным бункером-накопителем 8, питателем-сепаратором 9, экструдером 10, транспортером 11, блоком 12 коммутации, блоком 13 питания, блоком 14 согласования, внешним источником электроэнергии (на чертеже не показан), управляющим вычислительным узлом 15. При этом указанные блоки размещены в выполненной как продолжение одной из стенок емкости 2 панели-стойке 7, а блоки 13, 14 питания и согласования связаны проводной связью с внешним источником питания (электроэнергии).

Для сбора и отвода в емкость 2 промывочного агента для повторного использования панель-стойка 7 снабжена коробчатым поддоном 16 и окнами 17 в ее теле.

Экструдер 10 служит для формирования

0 керношламового материала заданной геометрической формы путем экструзии (шприцевания) и подачи его в блок анализаторов 6 с помощью транспортера 11. Блок питания 13 служит для соединения проводной

5 связью с внешним источником электропитания, преобразования и стабилизации параметров питания блока анализаторов 6. Блок коммутации 12 служит для коммутации цепей питания и изменения блока анализато0 ров 6 и силовых цепей приводов исполнительных механизмов устройств в заданной последовательности. Для чего входы блока коммутации соединены с выходом блока согласования 14, служащего для

5 связи с внешним управляющим устройством. Блок 4 отделения керношламового материала от промывочного агента выполнен в виде сетчатого, ленточного транспортера 11, снабжен приемным патрубком 18, слу0 жащим для сочленения с керноотводящей трубой бурового агрегата, например комплексом КГК-100 (КГК-300). В патрубок 18 встроен датчик потока 19.

На основании 1 устройства смонтирова5 ны стеллажи 20, заслонка 21, служащие для транспортировки бурильных труб-штанг бурильного агрегата.

Устройство осуществляет способ получения, подготовки и исследования образ0 цов керношламового материала в процессе бурения в определенной последовательности.

Устройство функционально выполнено как составная часть бурового агрегата. Оно

5 транспортируется совместно с ним вместо штатного керноприемного устройства к месту поисково-разведочных работ. Например, совместно с комплексом КГК-100 или КГК-300. Совместно с ними к месту работ

0 транспортируется программно-управляемая каротажная лаборатория, например, Лоза-01. Устройство как составная часть комплекса технических средств для поисково-разведочного бурения разворачивается

5 на месте работ.

Керноотводящая труба бурового агрегата сочленяется с патрубком 18 устройства. Входы блоков питания 13 и согласования 14 проводной связью соединяются с источником электропитания и управляющим вычислительным узлом программноуправляемой лабораторией. В блок памяти управляющего вычислительного узла лаборатории вводится программа работ. Устройство в комплексе с лабораторией готово к работе и находится в режиме ожидания.

В процессе бурения поисково-разведочной скважины керношламовый материал, транспортируемый восходящим потоком промывочного агента, но кренопроводящей трубе бурового агрегата направляется через приемный патрубок 18 в блок 4 устройства. Движение промывочного агента и кернош- ламового материала через патрубок 18 воспринимается датчиком потока 19, электрический сигнал которого восприни- мается и анализируется логическими элементами программно-управляемой лаборатории.

В соответствии с программой работ выдаются команды на запуск исполнительных механизмов устройства в заданной последовательности. Керношламовый материал, транспортируемый сетчатым транспортером от блока 4, отделяется от промывочного агента и направляется в одну из секций двухсекционного бункера-накопителя 7. Промывочный агент посредством поддона 16 и окон 17 направляется в емкость 2 для повторного использования (фиг.2). При проходке скважины на глубину одной трубы- штанги, после выноса керношламового материала и поступления его в блок 4, о чем сигнализирует датчик потока 19, обслуживающий персонал приступает к наращиванию бурового инструмента. Одновременно по сигналу датчика 19 происходит перекидывание заслонки 20, обеспечивающей направление следующей порции керношламового материала в другую секцию бункера-наполнителя 8. Порция керношламового матери- ала из условно названной нечетной секции бункера-накопителя поступает на прием питателя-сепаратора 9, где объем порции уменьшается путем подачи мелких фракций на прием экструдера 10 и удалени- ем крупных фракций.

Конструкция питателя-сепаратора 9 не рассматривается, так как его конструктивное исполнение может быть или общеизвестным, или оригинальным. Необходимо отметить, что крупные фракции керношламового материала могут быть использованы для других видов детальных исследований в лабораторных условиях. Мелкие фракции керношламового материала в экструдере 10 путем экструзии (шприцевания) формируются в заданную геометрическую форму и поступают посредством транспортной ленты в блок анализаторов 6. В зависимости от

целей и задач исследования керношламового материала блок анализаторов содержит, например:

портативный кристаллодифракционный анализатор;

анализатор естественной гамма-активности;

анализатор рассеянного гамма-излучения изотопного источника;

анализатор магнитной восприимчивости и проводимости.

После наращивания бурового инстру- .мента и продолжения бурения следующая порция керношламового материала в объеме одной трубы-штанги поступать в другую секцию, условно названной четной, бункера-накопителя 7 и далее в последовательности, описанной выше. Наличие двухсекционного бункера-накопителя 7 по- звляет сгладить неравномерность поступления керношламового материала, оптимизировать использование машинного времени, четко организовать поток исследуемого материала в виде отдельных порций, регистрировать промежутки между порциями как метки глубин.

При дальнейшем движении порций керношламового материала через блок анализаторов 6 исследуются его физико-химические параметры. Информация о физико-химических параметрах порций керношламового материала воспринимается, анализируется, преобразуется в вид, удобный для регистрации управляющим вычислительным блоком лаборатории, автоматически привязывается по глубине скважины - по стволу скважины дискретно с шагом меток глубин по зависимости nZ и с заданной дискретностью, пропорционально в пределах двух смежных меток по зависимости L/t, где п - регистрируемое порядковое число промежутка; L - длина трубы-штанги; t - шаг дискретностииликратностьпропорциональности.

Применение способа и устройства для его осуществления позволяют упростить технологию получения, подготовки и исследования керношламового материала, транспортируемого восходящим потоком промывочного агента, повысить оперативность, достоверность и метрологическую надежность исследований. Кроме того, появляется возможность использовать для программного управления процессами получения, подготовки и исследования кернош- ламового материала стандартную программно-управляемую лабораторию типа Лоза-01. Предлагаемый способ и устройство для его осуществления находит широкое применение как составная часть ап- паратурно-методического комплекса для информационного обеспечения поисково- разведочных работ. Формула изобретения 1, Способ пробоподготовки и исследования керношламового материала в процессе бурения, включающий отделение керношламового материала от промывочно- го агента, подготовку проб к анализу, исследование их физико-химических свойств и регистрацию исследуемых параметров, о т- личавющийся тем, что, с целью повышения достоверности исследования керношламового материала путем уточнения привязки исследуемых параметров по глубине скважины, керношламовый материал отделяют от промывочного агента порциями, равными объему, полученному при проходке скважины на глубину одной буровой трубы-штанги, разделяют указанные пробы-порции на крупные и мелкие фракции, последние формируют в пробы заданной формы и определяют их физико-механические -свойства, при этом промежутки между порциями регистрируют в качестве меток глубины, а привязку физико-химических свойств по глубине осуществляют пропорционально произведению длины буровой трубы-штанги на порядковый номер промежутка между порциями отбираемого керношламового материала.

2. Устройство для пробоподготовки и исследования керношламового материала в процессе бурения, содержащее транспортное средство, например шасси двухосного прицепа, с размещенными на нем емкостью для промывочного агента, блоком для отделения керношламового материала от промывочного агента, блоком пробоподготовки и блоком анализаторов для экспресс-анализа керношламового материала, отличающееся тем, что оно снабжено панелью- стойкой, двухсекционным бункером-накопителем, питателем-сепаратором, экструдером, транспортером, блоком коммутации, блоком питания, блоком согласования, внешним источником электроэнергии и управляющим вычислительным узлом, при этом указанные блоки размещены в выполненной как продолжение одной из стенок емкости панели-стойке, а блоки питания и согласования связаны проводной связью с внешним источником электроэнергии.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности. Целью изобретения является повышение достоверности исследования керношламового материала (КМ) путем уточнения привязки исследуемых параметров по глубине скважины. Для этого отделяют КМ от промывочного агента (ПА), проводят подготовку проб к анализу, исследуют их физико-механические свойства, регистрируют исследуемые параметры, отделяют КМ от ПА порциями, равными объему, полученному при проходке скважины на глубину одной буровой трубы-штанги, разделяют указанные пробы-порции на крупные и мелкие фракции. Последние формируют в пробы заданной формы, определяют их физико-механические свойства, промежутки между порциями регистрируют в качестве меток глубины. Привязку физико- механических свойств по глубине осуществ- ляют пропорционально произведению длины буровой трубы-штанги на порядковый номер промежутка между порциями отбираемого шлама, Способ осуществляют с помощью устройства, которое содержит транспортное средство, например шасси двухосного прицепа 1 с размещенной на нем емкостью 2 для ПА. Емкость 2 выполнена как составная часть несущего основания 3. На шасси прицепа 1 размещены блок 4 для отделения КМ от ПА, блок 5 пробопод- готовки, блок 6 анализаторов для экспресс- анализа КМ. Устройство снабжено панелью-стойкой 7, двухсекционным бунке- ром-накопителем 8, питателем-сепаратором 9, экструдером 10, транспортером 1-1, блоком 12 коммутации, блоком 13 питания, блоком 14 согласования. В состав устройства входят внешний источник питания и управляющий вычислительный узел 15. Указанные блоки размещены в выполненной как продолжение одной из стенок емкости 2 панели-стойке 7. Блоки 13, 14 связаны проводной связью с внешним источником питания. Панель-стойка 7 снабжена коробчатым поддоном 16 и окнами 17 в ее теле. Устройство имеет патрубок 18, датчик потока 19, стеллажи 20 и заслонку 21. В процессе бурения КМ направляется через патрубок 18 в блок 4 и формируется в пробы заданной формы. Анализ проб осуществляется в блоке 6. 2 с.п.ф-лы, 2 ил. у Ё 3 о ю ю со

У Л/ //У / /////,

ж жлгж:///У/л Фиг.1 ;

4

и

1О

#tA.2