ПРОФИЛОГРАФ

Полезная модель относится к технике линейных измерений, а именно к средствам измерения микронеровностей пришлифованных поверхностей горных пород, и может быть применена при выделении литологических типов, изучении коллекторских и емкостных свойств пород месторождений углеводородного сырья, а также морфологии поверхности трещин горных пород.
Известен профилограф для измерения микронеровностей поверхности, содержащий основание в виде станины, измерительный стол, ощупывающую иглу, датчик, узел крепления датчика с ощупывающей иглой, привод, электронный блок и записывающее устройство [Большая советская энциклопедия: третье издание, М., изд-во "Советская энциклопедия, т.21, 1975, с.158].
Недостатком этого устройства является низкая точность измерений, вследствие ограниченной длины трассирования (7,5 мм), отсутствия возможности размещения керна на измерительном столике, отсутствия возможности поперечного трассирования и трассирования в обратных направлениях. Кроме того, для получения информации, характеризующей поверхность керна (керн - цилиндрический столбик горной породы длиной от единиц до 50 см и более и диаметром до 10-12 см, поднимаемый на поверхность при бурении скважины) вдоль заданного направления, необходимо керн ломать (что в большинстве случаев не допускается) и выполнять измерения по нескольким сотням трасс, каждый раз перемещая кусок керна на длину трассирования 7,5 мм. Получение и обработка данных о микрорельефе поверхности керна с помощью такого профилографа чрезвычайно сложны и трудоемки.
Задачей полезной модели является повышение точности измерений за счет увеличения объема информации при трассировании, а также сокращение времени измерений.
Задача достигается тем, что профилограф, содержащий основание, измерительный стол, ощупывающую иглу, датчик, узел крепления датчика с ощупывающей иглой, привод и электронный блок, согласно полезной модели, снабжен установленным на основании корпусом с направляющими для измерительного стола, выполненного подвижным в вертикальном, продольном и поперечном направлениях, и электронно-механическим блоком регулировки положения датчика, расположенным в верхней части корпуса, при этом узел крепления датчика с ощупывающей иглой выполнен в виде цангового патрона и смонтирован с электронно-механическим блоком регулировки положения датчика, а датчик и ощупывающая игла выполнены как единое целое.
Кроме того, электронный блок выполнен в виде контроллера и персонального компьютера.
Сущность полезной модели состоит в том, что измерительный стол выполнен подвижным и может перемещаться по направляющим в корпусе с различной скоростью по 3 направлениям (в том числе в прямом и обратном) на расстояние: в продольном на 1000 мм, поперечном - 500 мм и вертикальном - 350 мм. Электронно-механический блок регулировки положения датчика позволяет регулировать положение датчика с иглой по высоте, защищая иглу от поломки при попадании ее в трещину в керне, либо при продольном наклоне ящика с керном, превышающем вертикальный ход иглы в 5 мм. Исполнение узла крепления датчика с ощупывающей иглой в виде цангового патрона позволяет за считанные секунды менять вышедший из строя датчик.
Устройство поясняется чертежом, где на фиг.1 показан профилограф, вид спереди; на фиг.2 - то же сбоку.
Профилограф содержит основание 1, корпус 2 со встроенными направляющими 3, 4, 5, измерительный стол 6, размещенный на направляющих 3, 4, 5 и снабженный винтами 7, 8, 9, которые смонтированы с приводом 10, ощупывающую иглу 11, выполненную как единое целое с датчиком 12, который через узел крепления датчика с иглой, выполненного в виде цангового патрона 13, смонтирован с электронно-механическим блоком 14 регулировки положения датчика. Электронный блок выполнен в виде контроллера 15 и персонального компьютера 16.
Профилограф работает следующим образом.
Ящик 17 с пришлифованным керном устанавливают на измерительный стол бис помощью регулировочных винтов 18 придают горизонтальное положение поверхности исследуемого керна. Ощупывающую иглу 11 приводят в соприкосновение с контролируемой поверхностью керна посредством вертикального перемещения измерительного стола 6 по направляющим 3 с помощью винта 7, связанного с приводом 10, после чего измерительный стол с керном приводят в движение в продольном направлении по направляющим 4 посредством винта 8. С момента начала движения измерительного стола 6 в продольном направлении контроллер 15 по заданной скорости перемещения стола 6 начинает вычислять длину трассирования и передавать данные на компьютер 16. Синхронно датчик 12 ощупывающей иглы 11 через контроллер 15 также передает информацию о характере шероховатости поверхности керна на компьютер 16. Компьютер 16 по заданной программе обрабатывает поступающую информацию и по величине экстремумов (пиков) определяет величину структурных элементов (или литологических типов, например, песчаник, алевролит, аргиллит) горной породы. В то же время компьютер 16 вычисляет длину трассы каждого литологического типа породы, что и составляет толщину данного типа породы в керне. Общая длина продольного трассирования составляет 1000 мм.
Электронно-механический блок 14 по заданной программе контролирует вертикальный ход иглы в пределах ± 2,5 мм. При превышении данного значения хода длины иглы электронно-механический блок 14 приводит датчик 12 в положение, которое обеспечивает безопасную работу датчика с иглой.
При выходе датчика 12 либо иглы 11 из строя узел крепления в виде цангового патрона 13 позволит моментально заменить датчик с иглой.
По окончании трассирования измерительный стол 6 с ящиком 17 керна возвращают в исходное положение (при необходимости трассирование можно выполнять в обратном направлении) и перемещают в поперечном направлении по направляющим 5 с помощью винта 9 на ширину ячейки ящика и продолжают процедуру трассирования. Трассирование керна можно выполнять также в поперечном направлении.
Трассирование поверхности керна при одной установке ящика с керном на измерительном столе в продольном (1000 мм) и поперечном (500 мм) перемещении позволит увеличить объем информации, что обеспечивает повышение точности измерений и сокращение времени измерений.