УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВ ПАДЕНИЯ И ПРОСТИРАНИЯ ТРЕЩИН И ГРАНИЦ ПЛАСТОВ НА КЕРНЕ

Полезная модель относится к области геологии и, в частности, к устройствам для определения элементов залегания трещин и границ пластов на керне.
Известно большое количество устройств, предназначенных для определения элементов залегания горных пород по ориентированному керну.
Известен прибор для измерения угла падения пластов и элементов залегания трещин в полевых и камеральных условиях (AC №144299, Б.И. №2, 1962 г.), содержащий подставку, стойку и горизонтальный кронштейн, несущие горизонтальный и вертикальные круги с делениями на градусы, шарнирно установленный патрон, взаимодействующий через керн с наклонной рамкой к вертикальному кругу и с охватывающей ее с внешней стороны поворотной рамкой к горизонтальному кругу.
Недостатком устройства является сложность проведения массовых замеров трещин и значительные затраты времени, так как каждый образец керна необходимо зажать в специальном патроне и придать ему соответствующую ориентировку. Кроме того установка не позволяет производить измерения на обломках керна.
Известен кернометр (AC №794211, E21B 47/026. 07.01.81, бюл. №1), содержащий основание, размещенный на нем стакан для закрепления керна, шкалы азимута и зенитного угла скважины, замерочную плоскость, снабженную подвижной планкой, расположенной по оси симметрии выреза плоскости, компас со шкалой углов падения.
Недостатком известного кернометра является сложность подготовительной настройки прибора.
Известен кернометр (AC №1027381, E21B 47/022, 07.07.83, бюл. №25), содержащий основание со шкалой азимутов и зенитных углов, стакан для закрепления керна, установленный на основании, подвижный хомут, стойку, визирующий узел, выполненный в виде двух подвижных один относительно другого держателей с эластичными элементами, на параллельных сторонах которых установлен фиксатор.
Недостатком данного кернометра также является сложность и значительные затраты времени на настройку устройства и его подготовку к измерениям. Кроме того, устройство не позволяет производить измерения кернов произвольной длины и достаточно точно реконструировать картину расположения керна в пространстве.
Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности работы устройства для определения углов падения и простирания трещин и границ пластов на керне, за счет упрощения настройки устройства и сокращения времени на подготовку к измерениям, возможности проведения измерений на кернах различной длины и реконструкции естественного расположения образцов керна.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для определения углов падения и простирания трещин и границ пластов на керне, включающем основание с установленным на нем устройством для размещения керна, измерительные шкалы, согласно заявляемой полезной модели, на основании закреплены две параллельные рельсовые направляющие, выполненные с измерительной шкалой, к основанию присоединены стойки, на которых параллельно основанию закреплено ложе, для размещения керна, на рельсовых направляющих установлена тележка, выполненная с возможностью перемещения по рельсовым направляющим и оснащенная двумя парами измерительных шкал в форме лимбов, измерительные шкалы первой пары выполнены с возможностью кругового охвата керна, шкалы второй пары, выполнены со стрелками и установлены на одной оси, перпендикулярной оси ложа для размещения керна, с возможностью вращения вокруг керна.
Ложе для размещения керна может быть выполнено с длиной, не превышающей длину основания устройства.
Ложе для размещения керна может быть выполнено с длиной, превышающей длину основания устройства.
Устройство для определения углов падения и простирания трещин и границ пластов на керне может быть выполнено с дополнительными секциями, снабженными рельсовыми направляющими, присоединяемыми к устройству посредством стыковочных элементов.
Дополнительные секции могут быть оснащены стойками для закрепления ложа.
Дополнительные секции могут быть оснащены стойками с закрепленным на них ложем для размещения керна.
Основание устройства может быть выполнено в виде одной плоской пластины.
Основание устройства может быть выполнено в виде нескольких пластин.
Рельсовые направляющие могут быть выполнены с нанесенной на их внешнюю поверхность измерительной шкалой.
Рельсовые направляющие могут быть выполнены с измерительной шкалой, нанесенной на закрепленный к направляющим съемный носитель.
Ложе для размещения керна может быть выполнено в форме желоба.
Измерительные шкалы, выполненные с возможностью кругового охвата керна, могут быть выполнены с разъемом, позволяющим тележке при ее продвижении беспрепятственно проходить через стойки с закрепленным на них ложем.
Измерительные шкалы устройства могут быть оснащены электронными датчиками снятия и вывода информации на цифровой носитель.
Стрелки второй пары измерительных шкал устройства могут быть оснащены устройством для излучения плоского лазера.
Полезная модель поясняется чертежами. На фиг. 1 схематично изображено устройство для определения углов падения и простирания трещин и границ пластов на керне, на фиг. 2 - внешний вид устройства с дополнительными секциями.
Устройство для определения углов падения и простирания трещин и границ пластов на керне содержит основание 1, с закрепленными на нем рельсовыми направляющими 2 с измерительной шкалой 3, и стойками 4, к которым закреплено ложе 5 для размещения керна. На рельсовых направляющих 2 установлена тележка 6, оснащенная двумя измерительными шкалами 7, выполненными с возможностью кругового охвата керна, и, которые могут быть выполнены с разъемом 8, и двумя измерительными шкалами 9 со стрелками 10. Устройство может содержать дополнительные секции 11, с присоединением их к основной секции устройства посредством стыковочных элементов 12, при этом, разъемы 8 в измерительных шкалах 7, позволяют тележке при ее продвижении беспрепятственно проходить через стойки 4, количество которых зависит от длины ложа.
Устройство работает следующим образом. Керн выкладывают на ложе 5 таким образом, чтобы в начальной точке измеряемого керна большая ось эллипса наклона пластов лежала в вертикальной плоскости вдоль основания. Азимут наклона пластов в данной точке принимается равным нулю и служит привязочным для измерения углов в других точках. Контроль истинного азимута падения пластов производят по структурной карте или данным скважинных имиджеров. Тележку 6 перемещают вдоль ложа 5 с керном по рельсовым направляющим 2. По мере продвижения тележки с помощью шкал проводят следующие измерения: с помощью измерительной шкалы 3 на рельсовых направляющих 2 определяют расстояние (глубину вскрытия) пересечения керна трещинами и границами пластов от начала керна; стрелки 10 измерительных шкал 9 выставляют против трещины или границы пластов таким образом, чтобы стрелки образовывали одну плоскость с измеряемыми объектами (трещиной или границей пласта), по измерительным шкалам 9 определяют угол наклона образованной плоскости к оси керна (α); по измерительным шкалам 7 измеряют угол поворота лимбов (β) относительно нулевого азимута. На основании полученных данных истинные углы падения и простирания трещин и границ пластов определяют как функции от данных инклинометрии скважины и от углов α и β. При проведении измерений на кернах, длина которых значительно превышает длину основного устройства, к устройству присоединяют дополнительные секции 11, которые могут быть выполнены в различной комплектации.
Предлагаемое устройство позволяет увеличить производительность работ при измерении углов падения и простирания трещин и границ пластов благодаря быстрому приведению устройства в рабочее положение. Устройство обеспечивает возможность производить измерения, как на обломках кернов, так и на протяженных образцах. Конструкция устройства, обеспечивающая горизонтальное расположение керна, позволяет реконструировать последовательность расположения образцов и сориентировать их относительно оси вращения керна (подобно пазлам), таким образом получить целостную картину о положении керна в пространстве. Устройство обеспечивает вращение стрелок измерительных шкал вокруг оси керна с охватом всех вариантов ориентации плоскостей трещин и границ пластов.