Способ ориентирования веера скважин Советский патент 1980 года по МПК G01B19/56 

(54) СПОСОБ ОРИЕНТИРОВАНИЯ ВЕЕРА СКВАЖИН Изобретение относится к технологии бурения скважин преимущественно в горной промышленности в подземных условиях. Известно ориентирование .вееров скважин при помощи маркщейдерских инструментов il. Однако этот способ имеет существенные недостатки: сложность и трудоем-кость полевых н камеральных работ, отсутствие инструментальной связи визирной оси прибора с осью ориентируемого объекта, больщой объем линейных и угловых измерений при малой базе на ориентируемом объекте. Из-за отмеченных недостатков указаниый способ не обеспечивает требуемой точности и необходимой трудоемкости. Ориентирование вееров скважин можно осуществлять глазомерным способом с применением отвесов 2. Однако этот способ не обеспечивает точности заложения скважин в веере ,и не позволяет определять и устра.нять угловые отклонения, возни кщие ,в продессе забуривания. Цель изобретения - ловыщение точности размещения скважлн в массиве горных пород путем определения .направления скважин до и после забурквания. Для этого на стенках буровой выработки дополнительно фиксируют реальное положение вертикальной плоскости и плоскости поворота бурового снаряда, проходяЩих через его геометрическую ось, .затем в вертикальной плоскости под одним ,и тел: же углом к оси бурового «(аряда па противоположных сторонах выработки фпкспруют точку, координационно привязанную к буровой установке, а олера-цки по исправлению отклонений производят передвижением бурового снаряда в полол е,ние, парал.лельно заданному до забуривания. На фиг. 1 изображена буровая установка до заб р.ивання, вид сверху; на фиг. 2 - разрез Л-А ,на фиг. 1; на .фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - буровая установка лосле забурнвания, вид сбокл; на фиг. 5 - разрез В-В ,на фиг. 4. На чертежах приведены основные элементы. Буровая установка для бурения скважин в подземных условиях содержит стойку / распорной колонки, буровой станок (агрегат) 2, консоль 3 распорной колонки, буровой снаряд/, механизм 5 поворота колсоли с буровым станком вокруг распорной колонки, .механизм 6 изменения угла установки оси распорной КОЛО.НКИ относительно зенита, устройство 7, позволяющее фиксировать :ве.ртикальную -плоскость, проходящую через геометрическую ось бурового снаряда и имеющий ориентиро,ванный элемент, позволяющий отмечать его направление на станках вы-работки (О-Oj - точки нанесепного на стенках выработки яроектного азимута).

На буровой спаряд 4 .перед забуризанием скважин уста.кавливают устройство 7, при помощи которого .находят положение иертякальной плоскости, проходящей через геометрическую ось бурового с шряда. В точках O0i (ем. фиг. 1) на стенках буровой выработки отмечают ее реальное направление (положение I). Далее нзвестным и операциями поворачивают буровой снаряд в .положение , параллельное проектяо.му (, положеине И). Затем, если это необходимо, перемеща от буровой станок по консоли 3 до сов-мен1е,ния вертикальной ллоскости, П роходяи1,ей через геометрическую ось бурового снаряда, с точка.1н OOi (положение III).

После ориент-ирозапия плоскости Bcejia по азимуту, не меняя положение устройства 7, -буровой станок 2 повОрачивают вокруг консоли так, чтобы бу)овой снаряд был направлеа в часть стенки буровой вы:работ-ки (см. фиг. 3, положение IV). С одной установки устройства 7, поворачивая ориентированный элемент на угол р,, отмечают положение вертикальной ллоскостя, проходящей через -геометрическую ось бурового снаряда, в верхней части выработки в точке Ог (см. фиг. 2) и .в нижней точке Оа примерно на уровне нижней оно-риой няты распорной коло-нки, в результате этого па стенке выработки яо линии ОзОо отмечается зенитное направление этой плоскости. Угловыми 1И линейными измерениями отмечают проектное направление тглоскости веера относительно зенита но пинии ОгО под углом в. Есл:и это паиравление вертикальное, то линия совпадает с линией . Не меняя положеаня устройства после нижней фиксации верт 1кальной плоскости, буровой , стапок и устройство поворачивают вокруг консоли .J вверх lia угол рсн так, чтобы но..тожение плоскости поворота бурового снаряда было отмечено на стенке выработки в точке примерно на уровне с точкой (положение V).

Для предотвращения угловых отклонений относительно зенита механизмом 6 регулировочными операциями точку совмен aют с точкой , в результате чего устраняют угловое отклонение Д0 и плоскость поворота бурового снаряда уетанавли.ваюг в проектное положение.

После ЗХтановкн .известнымя способами угла наклона бурового снаряда в плоскости веера перед забуриванием скважины на буровой снаряд ыа расстоянии а от станка (см. фиг. 4) устанавливают устройство 7,

которым фиксируют вертикальную плоскость, проходящуро через его гео.метриче-скую ось (положение VI на фиг. 4). Орнентарованный элемент располагают под углом tp к оси бурового снаряда и на стенках выработки в точ.ках ОзОз отмечают его направление. Устройство снимают. Скважилу забуривают в точке N (на чертеже пе показана).

После забурнваиия скважины устройство 7 устанавливают на буро.вой снаряд на расстоянии а от бурового станка.Фиксируют вертикальную плоскость, п.роходящую через геометрическую ось бурового снаряда.

Ориентированный элемент располагают иод углом к оси бурового снаряда (положение VII) п отмечают его направление ла стенках выработки в точках 0.,0. Если точки не совпадают с точками Оз и Оз, то

при забуривании буровая установ-ка изменила положение (долото -сместилось по стенке вьтработки, 6ypOBoii снаряд деформировался, буровой ста.нок повернулся и переместился к т. п.).

После нз.мерений расстояний между точками треугольника и O-jO.Q, А и /2 расчетом определяют угловое отклонение Д{(} и переменген11е станка -Д/г, которые для частного случая, когда линия 0- О;.; нерпендикуляр.на стенкам .выработки, могут быть определены по формулам:

,. О,0,./0/

io -arclg -i1,

,. 0;ATO,0/ + a, 2

Для устранения линейного перемен1ения и углово10 отклонения можно станок и буровой снаряд переместить вдоль распорной колонки на расстояние Д/i и повернуть до совпадения .на.правле1шя ориептированното

э.лемента с точками Ор,, Оз, т. е. установить буровую установку -в первоначальное положение VI. Однако для бурения скважи ы из положения VI без отклонения необходимо залол-сить ее устье в точке Л , что сзязаFio с применением дополнительных технических средств (нр.и повторном забуривании долото смешается в образовавшееся устье) и затрата.ми дополнительного рабочего времени. В подземных условиях указанные олерации не всегда возможны и едва ли целесообразны.

Уг..товые отклонения, возникщие в процессе забуривания, устраняют передвижением бурового снаряда ,в положение VIII, параллельное заданному до забуривания. Для этого регулиро.вочными олерааишми перемещают и поворачивают буровой станок с таким расчетом, чтобы иа.вравление оркептироваппого элемента, расположенного в

вертикальной плоскости, проходящей через

геометрическую ось бурОЕОгс с::аряда, выходило на противоположные стенки выработки в точки OsOo, иаходящкеся -:а равном расстоянии от точек ОзОо. как в вертикальной (см. фиг. 4). так и з горизонтальной (см. фиг. 5) плоскостях.

Способ ориентнровання веера может получить широкое применение при подземной разработке месторождений полезных ископаемых при заложении схважпн различного назначения: для отбойки руды, проходки выработок, детальной разведки рудных залежей, вентиля ци}-;. водоотлива и т. н. Применение его, например, при орнентпрова.ннн взрывных скважБн позволяет существенно уменьшить }5Х отклонение, что дает возможность улучшить качество дробления полезного ископаемого, в результате чего повышается производительность работ на выпуске руды и улучшаются саантарногигненические условия труда. Точное ориентирование уменьшает брак при бурении скважин специального назначения. Применение способа позволяет получить значительный народнохозяйственный эффект.

Формула и 3 о б р е т е н и я

Способ ориентирования веера скважин, заключающийся в опрелелен):и н нанесении

на стенки б уровой выработки проектного азимута, определении зенита н совмешенил плоскости поворота бурового снаряда с проектным азимутом .и зенитом, отлич а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения размещения скзажнн в jMaccHBe горных пород путем oпpeдeлeJiИя н предотвращения отклонения направления скважин ло н после забурквания, на стенках буровой выработки дополнительно ф-нксируют реальное положение вертикальной плоскости и плоскости поворота бурового снаряда, Проходящнх через его геометрическую ось, затем в вертикальной плоскости под одним и те.м же углом к оси буровото снаряда на противоположных сторонах выработки фикС1 руют точку, координационно привязанную к буровой ycTaiiOBKe, а операдии по справлению отклонений -производят передвижением бурового снаряда в положение, параллельное заданному до забури,ва,ния.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Тех.чическая инструкция но производсггу маркшейдерских работ. Л. «Недра, 1973, с. 95.

2.Справочник по гор,но-руд;юму делу. .L, «Недра, 1960, т. 2, с..

Е-.гр -:42r 4. - -.1. i. J. -JCr -ri- rii..,