Свердловинний оптичний пристрій для діагностики тріщинуватості гірських порід

Пропонована корисна модель відноситься до області геофізичної розвідки, а саме до оптичних пристроїв, здатних працювати в безперервному і точковому режимах вимірювання при русі свердловинного приладу в необсаджених свердловинах і призначена для виділення в розрізі свердловини гірських порід, що мають різний ступень тріщинуватості. Відомі різні оптичні пристрої для оптичного дослідження свердловин, що складаються з наземного блоку візуального спостереження і глибинної частини з джерелом освітлення, проте вони не забезпечують якісної диференціації порід по ступеню тріщинуватості в процесі спостереження [1]. Відомий також свердловинний оптичний пристрій, що містить частину, що реєструє та глибинну частину, сполучені каналом зв'язку, остання з яких містить фотопомножувач, дифузний розсіювач з тороїдальнопараболічною поверхнею і декілька освітлювачів, розташованих по колу в площині, паралельній осі свердловини, при цьому по осі системи освітлювачів з дифузним розсіювачем встановлено пристрій, що колімує [2]. Відомий свердловинний оптичний пристрій не дозволяє виконувати диференціацію гірських порід по ступеню тріщинуватості, оскільки воно призначене для диференціації порід по їх відбиваючих здібностях. Найближчим до передбачуваної моделі по технічній суті і результату, що досягається, є свердловинний оптичний пристрій, що містить частину, що реєструє та глибинну частину, сполучені каналом зв'язку, остання з яких містить фотопомножувач, пристрій, що колімує і освітлювач, глибинна частина містить розпилювач люмінесцентного порошку, збирач люмінесцентного порошку і освітлювач, що є джерелом ультрафіолетового випромінювання, виконаний у вигляді тора і розташований в площині, паралельній осі свердловини [3]. Пристрій призначено для диференціації порід з різною шорсткістю, наприклад, для виділення жилок азбесту з порід, що вміщують. Недоліком відомої конструкції є невисока експлуатаційна міцність свердловинного приладу, розташування освітлювачів в площині, паралельній осі свердловини, що робить неможливим отримання інформації про панорамне зображення стінок свердловини в її поперечному круговому перетині на кожному інтервалі вимірювань. В основу передбачуваної моделі поставлене завдання створення свердловинного оптичного пристрою для діагностики тріщинуватості гірських порід, в якому за рахунок використання телевізійного відеопристрою, конічного дзеркала і освітлювача, виконаного у вигляді кільця і розташованого в площині, перпендикулярній осі свердловини, забезпечується технічний результат - отримання об'ємного панорамного зображення стінок свердловини з люмінесціювальною системою ліній природної тріщинуватості гірських порід. Поставлене завдання вирішується тим, що в свердловинному оптичному пристрої для діагностики тріщинуватості гірських порід, що містить частину, що реєструє та глибинну частину, сполучені каналом зв'язку, остання з яких містить розпилювач люмінесцентного порошку, збирач люмінесцентного порошку і освітлювач, що є джерелом ультрафіолетового випромінювання, згідно корисної моделі, глибинна частина містить телевізійний відеопристрій, конічне дзеркало і освітлювач, що є джерелом ультрафіолетового випромінювання, виконаний у вигляді кільця і розташований в площині, перпендикулярній осі свердловини. В найближчому аналозі глибинна частина апаратури забезпечена фотопомножувачем, пристроєм, що колімує і освітлювачем, що є джерелом ультрафіолетового випромінювання, виконаним у вигляді тора і розташованим в площині, паралельній осі свердловини. В пристрої, що заявляється, глибинна частина містить телевізійний відеопристрій, конічне дзеркало і освітлювач, що є джерелом ультрафіолетового випромінювання, виконаний у вигляді кільця і розташований в площині, перпендикулярній осі свердловини. Таким чином, пристрій, який заявляється, відповідає критерію "новизна". На Фіг. зображена схема пропонованого пристрою. Пристрій включає глибинну частину, що містить освітлювач 1, що представляє собою джерело ультрафіолетового випромінювання, виконаний у вигляді кільця і розташований в площині, перпендикулярній осі свердловини, розпилювач 2 люмінесцентного порошку, збирач 3 люмінесцентного порошку, конічне дзеркало 4, встановлене по осі телевізійного відеопристрою 5 і частину, що реєструє 6 з блоком живлення і системою протяжки каротажного кабелю, стінку свердловини 7. Пристрій працює в такий спосіб. При спуску пристрою в свердловину розпилювач 2 люмінесцентного порошку розпилює люмінесцентний порошок (наприклад, сірчистий цинк) по стінках свердловини 7. Збирач 3 люмінесцентного порошку протирає стінки свердловини, при цьому на тріщинуватій породі (у тріщинах і мікротріщинах) люмінесцентний порошок залишається, а на монолітній породі відсутній. Оптичне сканування стінки свердловини 7 з кутом огляду 360 градусів здійснюється при русі глибинної частини пристрою від забою свердловини до її гирла. Освітлювач 1 за рахунок своєї кільцевої форми створює рівномірну освітленість по всьому периметру свердловини. Під дією ультрафіолетового випромінювання люмінесцентний порошок починає світитися. Світловий потік потрапляє на конічне дзеркало, записується телевізійним відеопристроєм і передається через каротажний кабель на поверхню в частину 6, що реєструє. Пропонований пристрій забезпечує зниження трудовитрат і вартості робіт по діагностиці природної тріщинуватості гірських порід в свердловині, підвищує надійність виділення систем тріщинуватості по їх елементах залягання за рахунок використання сучасної відеотехніки і цифрової комп'ютерної обробки, дає можливість отримання об'ємного панорамного зображення стінок свердловини з системою ліній природної тріщинуватості гірських порід. Свердловинний оптичний пристрій для діагностики тріщинуватості гірських порід випробуваний на геодинамічному полігоні УкрН/ДМІ в свердловинах діаметром 32х10-3 м. Джерела інформації: 1. Патент США № 2899856, Кл. 350-22, 1959. 2. А. с. СССР № 541136, МПК G 01 V9/00, E 21В 47/00. Скважинное оптическое устройство / С.В. Волковецкий, Е.М. Королев, Г.В. Бадьин, В.Л. Петров, Б.В. Шульгин (СССР). - № 2144185/25; Заявл. 12.06.1975; Опубл. 30.12.1976; Бюл. № 48, 1976. 3. А. с. СССР № 625178, МПК G 01 V9/00, Е 21 В 47/00. Скважинное оптическое устройство / Г.В. Бадьин, Б.В. Шульгин, Ю.А. Ковязин (СССР). - № 2441345/18-25; Заявл. 05.01.1977; Опубл. 25.09.1978, Бюл. № 35, 1978.