Дәріс 12. Ұңғыдағы ауытқыштарды бағыттайтын құрылғылар және әдістемелер

Барлама ұңғыларды бағыттап бұрғылау үрдісінде ауытқыштарды қажетті бағытта бағдарлау басты мақсат болып табылады. Ауытқыштарды дәл және тез бағдарлау ұңғыны бұрғылаудың жылдамдығы мен сапасына көп байланысты. Ұңғыда ауытқыту құралдарын бағдарлау тура және жанама әдістермен іске асырылады.

Тура әдіспен кеңістіктегі ауытқу құралының орналасуын меридианға қатысты нүктелер немесе қада (репер), белгілі кординаталармен анықтайды.

Бағдарлап түсірудің екі әдісі бар: оптикалық және белгімен.

Оптикалық бағдарлау барысында бір свечаны бағдарлап түсіргенде орташа квадраттық қателік , ал белгімен бағдарлау барысында .

Тереңдікке қатысты бағдарлаудың шектік қателік шамасы мына формуламен анықталады

(57)

мұндағы: п — свечалар саны.

 

Осыдан, ұзындығы 13,5 м тең бұрғы снаряды свечалары, инклинометрдің тура шектігіне тең ±4⁰ бағдарлау қателігінің максималды тереңдігі, белгімен түсіру үшін L_max = 30 М; оптикалық әдіс үшін L_max = 480 м. тең болады. Белгімен бағдарлау дәлдігінің төмендігінен және оптикалық әдістің қиыншылықтарынан олар өндірісте кеңінен қолданылмады. Бағыттаушысы жылжымалы К.П Мазуриннің (сурет.24) конструкциясындағы жылжымалы бағыттағыштың көмегімен құрылғыны пайдалануда ауытқыштарды бағдарлаудың керекті дәлдігімен қамтамасыз ете алмады, себебі терең көлбеу ұңғыларға түсіру кезінде бұрғылау құбырларын едәуір ширатылған. Бағдарлау әдістерін жетілдірудің қажеттілігі жанама бағдарлау әдістері негізінде әртүрлі бағдарлау құрылғыларының конструкцияларын жасауға мәжбүр етті. Сонымен, апсидальдық жазықтығына қатысты орналасуын алдын ала анықталатын инклинометрлік өлшемдер негізіндегі әртүрлі әдістермен және ұңғының ауытқу жазықтығын бағдарлайтын құрылғылардың тәсілдерімен жүргізілді..

Жанама бағдарлау жүзеге асырылады:

а) ауытқушы құрылғының өздігінен бағдарлануымен (М. Ф. Пальяновтың, Б. Ф. Сафоновтың, УНБ-6 және т.б. сыналар);

б) ұңғының апсидальды жазықтығына қатысты өкшелік бағыттағыштың орналасуын анықтаумен;

Сурет. 24. Бағыттап түсіру үшін К.П. Ма­зуриннің конструкциясындағы бағыттаушы жылжыма.

 

в) бұрғы снарядының ішіне орналастырумен және жоғарыға белгі беретін арнайы аспаптардың (сигнализаторлардың) көмегімен;

Бағдарлау тұрақты сыналарды пайдалану арқылы ұңғы оқпанын жасанды қисайту кезінде өкшеліктің бағыттағыш бөліктерінің орнын анықтаумен іске асырылады. Сонымен берілген бағыттағы соңғы орнату жүзеге асырылады:

а) түптегі бағыттағыш тетікке бағдарлағыш істікті отырғызу жолымен;

б) арнайы ернемегі (фланцем) бар келте құбырға немесе істікке отырғызу жолымен;

в) ортаға тепкіш өзегі және сынасы (шпонка) бар өкшелікке отырғызу жолымен;

Сурет. 25. Істік бағдарлағыш ШОК-1 Ю. М. Тетерина конструкциясы

 

Ю. М. Тетерина конструкциясындағы (сурет. 26) ШОК-1 сыналарды бағдарлайтын істік алынбалы және тұрақты сыналарды бағдарлау үшін арналған. Ол конструкция жағынан қарапайым, кез-келген геологиялық барлау ұйымдарындағы шеберханаларында жасауға болады. Аспап тұлғасы ауытқышты өзгерткіш 2 және 4 арқылы бұрғылау құбырына 3 жалғайтын құбыр 1 қызыметін атқарады. Төменгі өзгерткіштің ішкі бөлігіне ортасында бұрандасы және жуу сұйығы өтетін бүйір жағында тесігі бар сақина бекітіледі. Ортадағы бұранда тесігіне өкшелі 7 өзек 6 бекітіледі. Өкше жақтауында контргайканы 13 бекітіп қоятын тікбұрышты қиық 8 болады. Аспаптың әсер ету принципі механикалық белгі беру болып табылады, ол көлбеу ұңғыда істік 9 жүк шығырмен (лебедкой) 12 блок 11 арқылы мықты темір арқанмен бұрғылау құбыр жинағымен 10 түсіріледі де, өкшенің 7 жырығы 8 арқылы өтеді, егерде жырық тек ұңғының апсидаль жазықтығында жататын болса. Колоннаны айналдыра істікті жоғары, төмен қозғай отырып жырықты апсидальды жазықтықпен сәйкестендіреміз. Істік жырыққа келіп төмен түскенде сымдардың орны ауысады, бұл берілген белгі болып табылады. Бағдарлауда көп жағдайларда істік төменгі өзгерткіштегі жырықтан өткендегі дыбыс жақсы естіледі.

Зениттік бұрышы 2—45° 500м дейінгі тереңдіктегі ауытқуды бағдарлау үшін белгі бергіш (Сигнализатор) қолданылады.

Сурет.26 УШО бағдарлағышы: а – пульт, б-түсірілетін істік

Құрылғыны қолданудың басты кемшілігі түсіру тереңдігі шектеулі, әсіресе жуу сұйығының тұтқырлығы жоғары балшық ертінділерімен бұрғылау кезінде. Сондықтан, нақты белгіні (сигнала) қабылдау мүмкін емес. Ұңғының тереңдігі 300 м жоғары, жуу сұйығы тұтқыр балшық ертінділерінде бұл бағыттағышты қолдану қолайсыз.

Мұндай жағдайлар үшін ШОК механикалық бағдарлағышы электорлық бағдарлағышқа қайта жасалынған. Бұл үшін жоғарыдағы сақина 5 орнына бұрғы құбырының массасына байланысты инелі байланыс орнатылған. Істікте байланыс өзекшесі бар, оның түсуін қамтамасыз ету үшін оқшауланған электр өткізгішімен жалғанған. Сымға кернеулігі 36 В тұрақты немесе айнымалы ток көзі қосылған.

Ток көзінің екінші полюсі электр лампасы арқылы колонкалы құбырға қосылған. Бағдарлау кезінде істік инеге тиеді де электр тізбегі қосылып (замыкает) лампочка жанады.

Қазақстанда әмбебеп істік УШО (сурет. 26) бағдарлағышы жасалынған. Ол жүкшығырының (лебедки) көмегімен бір желілі (жила) кабельмен бұрғы құбыры ішімен түсіретін істік ішіне орнатылған құрылғыдан тұрады. Кабель құрылғыдағы тіктегіштің орналасуын көрсететін пультпен құрылғыны қосады. Бағдарлау құрылғысының пульті (сурет.26,а) жәшікке ұқсас келеді. Панельдің бетінде снарядтың апсидальды жазықтығына қатысты жатысын көрсететін микроамперметр, сезімталдығын түзейтін тұтқа, тоқ көзін өшіргіш, жұмыс және бақылауды ауыстырып-қосатын тумблер, «жердің» және «жүкшығырының» клеммалары, белгі бергіш лампочка, сақтандырғыш (предохранитель), ауыспалы ток көзіне қосатын вилкалы сым орналасқан.

Құрылғының (датчик) сезімтал бөлшегі тіктегіш 6 түрінде жасалынып түсіретін істіктің (сурет. 26, б) ішіне орналасқан. Соңғысы, тіктегіш тұлғасына бұралып кіргізілген және өкшелікке тірелетін, осі 8 конусты қуыс болып келетін инелі 9 тіректің көмегімен құрылғы осіне 8 қатысты эксентрично ілінген. Бұл ось негіздің (рамка) 7 жырығына орнатылған, төменгі жағында контакты пластиналы 11 жапсырма (колодка) 10 орналасқан. Остің 8 бекітілуі қуыс ортасы негіздег (рамка) 7 жырық енінің ортасында болуы тиіс. Бұл пластинкалар 11 мен тіктегіштегі шарлы контпктаның 4 арасындағы саңылауды есептік дәлдікпен орнату керек. Жырықшақ негізінің бүйір жағы және жапсырмалар 10 бір-біріне параллель орналасқан. Әрбір контакталы пластина құрастыру тақтайшасына 3 бекітілген диодпен 1 л 2 жалғанған. Тіктегіш тербелісі қораптың қабырғасымен және жырықшақтағы пластинкалы жапсырмалармен 10 шектеулі. Істіктің жоғарғы жағына ҚН (қысқа ноль) (КН короткий нуль) белгісі қойылған.

Бағытталған кернді көтеру (алу)

Ұңғыдан көтерілген сынаманы (кернді) оқып үйренуде олардың көптеген структуралық бөлшектерінің (элементы) (қабаттылығы, тақтатастылығы, жарықшақтығы және т.б.) жарым-жартысы жарамсыз, себебі олардың кеңістікте бағдарланбауынан. Мұндай жағдайда геологиялық орналасуы схемалық сипатпен алынады, ал кейбір кезде шындыққа сәйкес келеді. Сондықтан, құлаудың бағытын және жыныстардың құлауын анықтау үшін (дарасыналы жатыс болып келетін) бұрғылау жұмыстарын көп жүргізу керек болады (кем дегнде үш ұңғы). Анықтаудың мұндай, әсіресе, жиек белгілерінің жоқ болуы кезінде, іздеу аймағындағы геологиялық құрылымның қиыншылығынан және нашар ашылуынан анықтығы жиі күмәнді болып келеді.

Ұңғыдан бағдарланған кернді алу мүмкіндігі бұрғылау жұмыстарының көлемін біршама дәрежеде азайтады, ұңғы торын (сеть) сиретеді және кейбір жағдайларда тау кен қазбалары жүргізілмейді, ұңғыларды бұрғылап барлау нәтижелік мәнін жоғарылатады және экономикалық тиімділігі артады. .

Кен орындарын керноматриялық терең барлау қажетті мағыналары көптеу алынады, әсіресе бос шөгінділермен жабылған түптік жынысты аумақтарда. Известные в настоящее время приборы для отбора ориенти­рованного керна по способу ориентирования разделяют на при­боры прямой и косвенном ориентации.

Сынаны тіке бағдарлау аспабына, ұңғыға бағдарланған штангамен магниттік нұсқасы бар түсіретін аспаптары, гирокомпосты немесе гироскоп аспабтары жатады. Мұндай аспаптармен тік және көлбеу ұңғылардағы сынаны бағдарлап алуға болады.

Бұрғылау жинағын бағдарлап түсіріп сынаны құю әдісімен алатын алғашқы аспаптардың бірі Любиша (1887 г.)аспабы. Ол түбінен үзілмеген сынаға жақтауынан белгі салу үшін ішкі бетіне алмазды немесе темір тісті пластинкалы серіппе қатырылған цилиндр.

В. Д. Рязановтың (1925 г.) аспабында цилиндр орнына колонкалы құбыр және сынаның жақтау бетіне белгі жүргізу алдында ұңғыға жуу сұйығын беруге болатын ішкі бетіне алмаз бекітілген коронка қолданылған. Сынаға салынған белгіні кәдімгі колонкалы снарядпен үзген.

Қатаң снарядты 1 (сурет. 27, б) пайдалана, сондай-ақ жаңа бағытта бұрғыланған алғашқы орналасуы белгілі және сонымен қатар сынаның конусты сынығының орны болған бағдарланған сынаны алуға болады.

Алынбалы сынаның көмегімен бағдарланған белгіні алу әдісі, бұрыннан белгілі бұрғысы кіші диаметрлі болып келетін, қосымша бағыттағыш жапсырмамен жылжыйтын бұрғылау құрылғысы. Бағытталған белгіні көтеру колонкалық снарядпен жүргізіледі.

Каз ҰТУ ТОО «Бурмаш» компаниясымен бірігіп 76 мм диаметрлі ССК снарядымен бұрғылау кезінде бағдарланған сынама алу үшін «След» сынама бағдарлағышын жасаған. Сынама бағдарлағыштың әсер ету принципі инелі өзекшенің көмегімен бедерлерді (рельефа) апсидальді жазықтыққа қатысты көшіру және сонымен бірге сына типті қашау күшінің әсер етуімен үлгінің бүйір жақ бетіне із қалдыру.