Устройство контроля стенок скважины Советский патент 1982 года по МПК E21B47/00 

Изоббретение относится к геологоразведочной технике и может быть использовано как для излучения строения массивов горных пород, так и для определения размеров каверн в скважинах, в частности, для определения геометрической формы каверн ( полостей ) бесфильтровых водозаборных скважин.

Известен фотоаппарат ФКС-3 для кругового фотографирования стенок скважины, состоящий из наземного пульта управления и скважинного прибора, опускаемого в ствол скважины. В конструкцию фотоаппарата входит корпус, внутри которого смонтирован лентопротяжный механизм, электрическая схема, цилиндрический иллюминатор, колпак, свечной ввод и центраторы 1 .

Недостатком данной конструкции является то, что она не позволяет производить измерение расстояний до фотографируемого объекта.

Известен зонд для фотографирования стенок буровых скважин, состоящий из корпуса с размеренными в нем фотокамерой для съемки на ролевый фотоноситель, непрерывным и импульс|ным осветителяр и, зеркалом, ориентирующим устройством I спаренных веду1цих роликов, узла передачи вращения ,ведущих роликов на механизм перемотки фотоносителя в фотокамере, опорных катков, кабеля питания и управления механизмами зонда 2 .

Известный зонд не имеет возможности измерять расстояние до фотографируемого объекта.

Известно также устройство для фотографирования стенок скважины и одновременного определения расстояний до стенок скважины или каверн в ней, содержащее корпус, фотокамеру, ориентирующий блок, зеркала, блоки осветлителей, механизм перемотки фотоносителя, прижимные элементы и рычаги, связанные с оптической системой устройства 3 .

Указанное устройство не обеспечивает измерения конфигурации больших каверн.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности измерения расстояния от оси корпуса до стенок каверны в скважине, в том числе больших (.глубоких) каверн.

Указанная цель достигается тем, 4TQ устройство, содержащее корпус с прозрачнь№ окном и рьтаагсми с рол ками на них, осветитель, ис;точник питания с контактами переключения, приемное зеркало и фоточувствительный приемник, снабжено двумя источниками точечного света, установленными под приемным зеркалом, и роликами со штоками, кинематически связанными с контактами .переключения источника света. На фиг, 1 показана cxeMci устройс ва : на фиг, 2 - изображение профиля каверны на пленке фоточувс1вительного приемника. Устройство (фиг, 1) сос1оит из корпуса 1f фоточувствителького прие ника 2 для съемки на ролевый фотоно ситель, светонепроницаемой шторки 3 с узкой поперечной прорезью, прилегающей непосредственно к чувствител ному слою фотоносителя, зеркал , спареннмх ведущих роликов 7, ОПОРНЫ роликов8 и 9, установленнь-|х на кор пусе осветителей, узла 10 передачи вращения ведущих роликов Нс: механиз перемотки фотоносителя, ис очника 1 Точечного света г управляемого выклю чателем 12, источника 13 точечного света и осветителя 14, упргшляемык дублирующими друг друга переключателями 15 и 16, кабеля 17 питания и управления механизмами, прижимного устройства 18, ориентирующего устройства 19, -ащитной прозрачной заслонки 20, гер-.-.чично соб:диненной 2 корпусом 1,, :. по фотограПеред началом .:;- ..,: фированию стенок окз:;:ины к измереюк каверн, мо нию расстояния до ст.; тируют устройство из гужного количества однотипных секций, сдвинутых одна относительно другой, например на 90°. Пусть, .например,оно состоит из одной секции. На кабеле 17 устройство опускают на заданную отметку скважины. Устройство работает следующим об разом. Включают осветитель 14, подключают механизм перемотки фочоносител к узлу 10 передачи- и начинают плавное перемещение устройства в скважи не, например, подъем При движении устр1Ойства спаренные ведущие ролики 7, прижатые к фотографируемой стенке скважины прижимным устройством 18, вращаются и передают вращение через узел 10 передачи механи г/ перемотки фотоносителя в фотокамере 2, Производ лгся фотографирование стенок скважины с одновременным получением на фотоноси1;еле изоб ражения масштабас . Так как диаметр Ствола скважины зачастую имеет .отклонение от номинального, то при давлений вверх ролик 8, прилсатый к -стенке скважины, вой,ця в каверну, отрывается от стек я 1 (:к:лажины поЛ), действием сжатой пруяины, иканмодействует с контактами переключателя 15...И, автоматически отключив осветитель 14, одновременно включает источник 13 света, Таким образом, в момент входа зонда в каверну происходит автоматическое переключение работы с непрерывного фотографирования стенок скважины на измерение расстояшия от зонда до стенок каверны (т.е. измерение поперечного сечения каверны;. Конструкция источников 11 и 13 света обеспечивает при фокусировке получение точечного луча. Источники 11 и 13 располагаются в корпусе 1 та;.;-им. образом, чтобы фокусируемые ими лучи, падающие и отраженные, не п ер 2 сек ал и с ь„ Измерепие- расстояния до стенок кавер:-1ы произ.водится следующим образом. Сфокусированный точечный луч источника 13 света, сориентированный зерка.пом 5 на стенку каверны, образует на ней освещунную точку, .калом. 4, засторая проецуфуясь вечивая фотоносительf образует при ДЕиженни устройства кепрерывную лнпрпо 21 (фкг,. 2 ), Оп:н : :ромеипс сфокусрфованный точечный .луч источника 11 света, сориентированный зеркалом б, образует на зерка.ле 4 освещенную точку, которая также проецируется на движущемся фотоносителе и,,засвечивая его, обсэзует пунктирную линию 22 ..на крае. части пос.педнаго (фиг. 2). Пунктирная засветка обеспечивается кратковремезыным включением источника 11 через определенное число оборотов ведущих роликов 7.Частота включения и .цлителькость его работы задаются передг1точным отношением узла 10 и конструкцией выключателя 12, размещенного в последнегл Пунктирная линия засветки является Мс сштабной линией начала отсчета из - мерепик расстояния от оси устройства до стенок каверны, а также глубинной ПРИВ.ЯЗКОЙ фотоизображения стенок скважнны местонахожления каверны в скважине. Изображение непрерывной и пунктирной линии засветки располагается на фотоносителе вдоль его длинной стороны, что достигается установкой прозрачной заслонки 20 в корпусе 1 пара.плельно направлению протяжки фотоносителя в фотокамере. Непреррлвная засвеченная линия измен.яет свое положение относительно пунктирной.{ масштабной) в зависимости от изменения расстояния от оси устройства до стенок каверны. Интервал пунктирной (масштабной ) и непрерывной засвеченными линиями на фотоносителе соответствует в каждый момент движения устройства

около каверны расстоянию от оси до стенки каверны в определенном масштбе. Это расстояние практически определяется, например, масштабной лупо

При выходе устройства от каверны ролик 8 вновь прижимается к стенке скважины, автоматически отключает осветитель 14. Тем сагиым зонд автоматически переключается с работы по измерению расстояния до стенок каверны на фотографирование стенок скважины.

Назначение опорного ролика 9 дублирование работы ролика 8, например, при измерении каверны, имеющей протяженность по высоте, соизмеримую с расстоянием между роликами, В этом случае может оказаться, что верхний опорный ролик 8 уже вышел из каверны и устройство переключилось с измерения на фотографирование, хотя верхняя часть каверны осталась неизмеренной. Тогда нижний ролик 9 при прохождении этой же каверны обеспечит измерение всей каверны с некоторым запасом (перекрытием )jio высоте.

При прохождении следующих по ход движения каверн вышеописанный проце повторяется.

Таким обгэазом на фотоносителе получаются фотоизображения стенок скважины и профили каверн (полостей всречающихся в стволе скважины.

Общий масштаб фотографирования и измерения расстояния до стенок каверн устанавливается изменением расстояния между фотокамерой 2 и зеркалом 4 .

При достижении конца интервала фотографирования и измерения отключают механизм перемотки фотоносителя от узла 10 передачи, выключают осветитель 14 и перемещают зонд на следующий интервал ствола сква,жины, где цикл повтояют.

Устройство для фотографирования стенок буровых скважин выгодно отличается от известных конструкций тем, что позволяет получать не только фотоизображение горных пород с целью изучения состава, структуры, трещиноватости, кавернозности, но и истинную геометрическую форму.и размеры пустот, каверн и полостей

в скважинах и других подземйых выработках. Это дает большое преимущество при разработке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых, в частности, при сооружении

сквсичин с бесфильтровой водоприемной частью. Качество изображений на фотоносителе зависит от прозрачности жидкости в скважине, поэтому надо стремиться к ее осветлению.

Использование предлагаемого

устройства дает возможность проектным и буровым организациям более надежно проектировать и строить бесфильтровые скважины.

Использование предлагаемого изобретеииг может дыть годовую экономию

10 bLTH.. T5V6.

Формула изобретения

25

Устройство контроля стенок скважины, содержащее корпус с прозрачным окном и ры гагами с роликами на нихр Q осветитель, источник питания с контактами переключения, приемное зеркало, фоточувствительный приемник, отличающееся тем, что, с целью определения больших каверн в стенках скважины, оно снабжено

5 двумя источниками точечного света, установленными под приемным зеркалом, и роликами со штока№1,кинематически связанными с контактами переключения источников света. Источники инлормации, , принятые во Енимание при экспертизе

1. Батсшоз К.К., Уваков А.Б. Круговое фотографирование скважин.

Иедос

1972.

м.

5 2. Лвторское свидетельство СССР 397635, кл.Е 21 В 47/00, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2905685/22-03, 1980.

fO

-22

Фиг..