Устройство для измерения уровня жидкости в скважине

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕ, содержащее стержень, грузы обтек аемой формы прикрепленный к стержню с одной стороны мерный шнур, а с другой - индикатор., отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе в наклонных скважинах, стержень выполнен в 1зиде двух жестко соединенных между собой скоб и снабжен серьгой, размещенной между мерным шнуром и скобами , при этом грузы расположены между. скоба чи на осях, перпендикулярных осям скоб. 2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что оно снабkn жено колесси 4и, установленными в месте присоединения серьги к скобам и выступающими за торец последних.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н) 46492 А

3(5D E 21 В 47 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 345452/22-03 (22) 18.06.82 (46) 07.1 0.83. Бюл. 9 37 (72) В.Н.Жуков, Л.В.Лапин, К..И.Максимов, А.Н.Титченко и A.Â.Ðåâèêà (71) Всесоюзный ордена Ленина проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт Гидропроект . им. С.Я.Жука и Специализированный проектно-изыскательский и. экспериментально-конструкторский институт Гидроспецпроект (53) 622 . 243(088 .8) (56) 1. Руководство по инженерногеологическим изысканиям для гидротехнического строительства.

М. Энергия, 1976, с. 245.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 333581,9/03, кл, Е 21 В 47/04, 1981. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕу содержащее стержень, грузы обтекае.— мой формы, прикрепленный к стержню с одной стороны мерный шнур, а с другой - индикатор., о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе в наклон- ных скважинах, стержень выполнен в . иде двух жестко соединенных между собой скоб и снабжен серьгой, размещенной между мерным шнуром и скобами, при этом грузы расположены между. скобами на осях, перпендикулярных осям скоб.

И

2. Устройство по п.1, о т л и - Щ ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено колесами, установленными в месте присоединения серьги к скобам и выступающими эа торец последних.

1046492 к горизонту. Проходимость устройства по наклонной скважине несколько повышается, когда гладкие грузы имеют обоймы с шариками по всей поверхности обойм, однако такое повышение проходимости оказывается заметным образом только в достаточно чистых скважинах, пробуренных в крепких породах, где нет большого осыпания стенок и широких трещин, редко встречаемых на практике. Чаще всего гнезда в обоймах под шарики забиваются песком и глиной и перестают вращаться, в результате чего налипает много грунта на поверхность обойм между шариками, и грузы становятся более тормозящимися, чем грузы без обойм с шариками.

Это делает устройство. ненадежным в работе, особенно при проведении измерений уровня воды в достаточно. глубокой .и сильно загрязненной сква-. жине. При подъеме устройства из скважины оно может .либо создать пробку . иэ осыпавшегося грунта, либо заехать в длинные и глубокие каверны и упереться торцом продольного элемента стержня в уступ каверны. В этих случаях устройство не может быть.извлечено на поверхность и оставляется в скважине.. При этом может оказаться бросовой и.сама скважина, если эаклинившееся устройство и мерный шнур не позволят исдользовать эту скважину для повторых измерений или для установки в нее анкерных конструкций, что потребует дополнительных затрат труда на бурение новой скважины. Изготовление обойм с шариками и уход за ними при эксплуатации трудоемки, что снижает производитель ность труда. Такая конструкция устройства требует повышенного расхода материала на часТую замену мерного шнура, так как. он быстро перетирается о кромки уступов каверн, .поскольку при подъеме уровнемера натянутый шнур имеет сильный перегиб на таких уступах.

Цель изобретения - повышение надежности в работе в наклонных скважинах.

Поставленная цель, достигается тем, что устройство для измерения уровня жидкости в скважине, содержащее стержень, грузы обтекаемой формы, прикрепленный к стержню с одной стороны мерный шнур, а с другой — индикатор, стержень выполнен в виде двух жестко соединенных между собой скоб и снабжен серьгой, размещенной меж- ду мерным шнуром и скобами, при этом грузы расположены между скобами на осях, перпендикулярных осям скоб.

Кроме того, устройство снабжено колесами,, установленными в месте присоединения серьги к скобам и выступающими за торец последних.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для экспресс-каротажа скважин, преимущественно наклонных, буримых при цементации оснований плотин или под установку глубоких анкеров, а также 5 при полевых гидрогеологических изысканиях и исследованиях и с другими целями.

Известен уровнемер для экспрессопределения уровня воды в вертикальных скважинах, содержащий мерный шнур с разметкой и прикрепленный к нему индикатор, который может быть. выполнен или в виде датчика-электрода (в электроуровнемере), или в 15 виде, хлопушки, т.е. трубки, закрытой с того конца, где прикреп.ляется шнур. Измерения. этим уровнемером производятся путем опускания его в скважину до соприкосновения gg с водой и извлечения на дневную поверхность Г1)

Недостатком этого уровнемера является то, что он предназначен только для вертикальных скважин и не мо- 25 жет быть использован в наклонных скважинах, .поскольку при опускании в скважину уровнемер тормозится ее стенками и останавливается, не достигая поверхности жидкости, особенно если расстояние до нее (считая от устья) составляет более 10 м.

Известно также устройство для экспресс-измерения уровня жидкости в наклонной скважине, содержащее про-. дольный элемент, выполненный в виде стержня, на одном конце которого жестко закреплен индикатор в.виде датчика-электрода или хлопушки, а другой конец связан с мерным шнуром, и грузы обтекаемой формы, зак- 40 репленные на продольном элементестержне, проходящем через центральные отверстия грузов, которые не имеют воэможности вращения вокруг оси, перпендикулярной к стержню. 45

Кроме того, грузы могут иметь обоймы с расположенными в них шариками.

Измерение глубины уровня жидкости в наклонной скважине этим уровнемером заключается в том, что он опускается 5О в нее путем скольжения по наклонной желобчатой поверхности скважины под действием составляющей силы тяжести грузов до соприкосновения индикатора с жидкостью. Глубина воды от устья скважины фиксируется по мерному шнуру, после чего устройство извлекается на дневную поверхность 52 j.

Недостатки этого устройства заключаются в следующем. При опускании в скважину, пробуренную в скале, оно 60 может затормозится и не достигнуть поверхности жидкости, если поверх-. ность стенок скважины имеет большую

;шероховатость или каверны, особенно, прй пологих углах наклона скважины

1046492

40

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в наклонной скважине, нид сбоку; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез В-Б на фиг. 1; на фиг, 4 — устройство с серьгой, нид сбоку; на фиг. 5 — устройстно с серьгой и с колесами на торце скоб; на фиг. б — устройство при упирании н уступ каверны (отсутствуют серьга и колеса).

Устройство для измерения уровня жидкости в скважине состоит из двух жестко соединенных между собой скоб 1, н нижней части которых жестко закреплен индикатор 2 в виде раструба, обращенного открытым .торцом в. сторону забоя скважины, а другой конец их связан с мерным шнуром 3, между скобами расположены грузы 4 обтекаемой формы, например в форме эллипсоидов или бочек, которые насажены на оси 5 (фиг. 1.).

Для исключения заклинивания уровнемера в кавернах при его подъеме верхняя часть скоб снабжена серь гой б, закрепленной на оси 7, к которой прикреплен мерный шнур 3. (фиг. 4).. Для улучшения проходимости по скважине при подъеме устройство снабжено колесами 8, насаженными на ось 7 по обе стороны от серьги, причем колеса выступают за торец скоб (фиг. 5) . С целью повышения .проходимости устройства по.скважине грузы могут быть насажены на оси (или полуоси). 5 через подшипники.

-Для облегчения переноса устройства от скважины к скважине грузы могут быть облегчены путем выполнения в них внутренних полостей..

Индикаторы. 2 могут быть выполнены в виде датчика-электрода, от которого к мерному шнуру по скобам прокладывается провод, а сам мерный шнур выполняется из электропроводя щего изолированного материала. В этом случае устройство используется как электроуровнемер.

Устройство работает следующим об.разом.

Устройство опускают в скважину на шнуре, причем за счет скатывания на вращающихся грузах и за счет их эллипсоидной (или бочкообразной) формы обеспечивается безостановочное движение устройства по скважине независимо от неровностей поверхности стенок скважины и их загрязненности.

Опускание производят.до удара индикатора о поверхность воды, что сопровождается характерным гулким зву-. ковым,сигналом — . хлопком, и по длине мерного шнура, ушедшего н скважину до появления этого сигнала, определяют на .устье глубину уровня воды в скважине 1, после чего мерный шнур сматывают, устройство извлекают, переносят на другую скважину и измерение повторяют. При оснащении устройства серьгой б тянущее усилие, переданаемое устройству оператором посредством мерного шнура, .прикладывается к нему через рычаг, образуе мый серьгой, что приподнимает его и помогает .преодолеть уступ глубокой канерны (фиг. 4). При отсутствии такой серьги устройство может упереться торцом скоб в уступ, что не позволит извлечь его иэ скважины (фиг. 6). При оснащении устройства торцовыми колесами 8 процесс преодоления уступов глубоких каверн облегчается, поскольку при этом торец скоб йерекатывается через уступ.

Оснащение устройства серьгой и торцовыми колесами помимо повышения проходимости его по скважине при подъеме уменьшает также опасность обрыва и быстрого изнашивания мерного шнура иэ-за перетирания о кромки уступов каверн, дольше сохраняет разметку на шнуре и требует меньших физических усилий оператора.

В варианте исполнения предлагаемого устройства в виде электроуровнемера фиксация глубины уровня жидкос ти по мерному шнуру производится в момент отклонения стрелки на милли» амперметре или по загоранию электрической лампочки, подсоединенным к мерному шнуру ноэле устья скважины.

Наличие в электроуровнемере шарнирной серьгы б и торцовых колес 8 повышает срок службы изолированного электропроводного шнура за счет уменьшения истирания изоляции о кромки уступов каверн °

Преимущество предлагаемого устройства для измерения уровня жидкости состоит и том, что оно позволяет надежно измерять уровень воды в наклонных скважинах, пробуренных преимущественно в скальных и полускальных породах. При этом оно просто в изготовлении, удобно в работе, имеет долгий срок службы, не требует частой замены мерйого шнура и может использоваться как глубиномер для оперативного определения глубин скважин при приемке выполненных буровых работ и контроле их качества.

1046492

Составитель Г.Алексеева

Редактор А.Козорйз Техред Ж,Кастелевич Корректарф.Бутяга

Заказ 7691/34 Тираж 603 . Подписное

ВННН0Н Государственного комитета СССР по .делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r.Óêãîðîä, ул.Проектная, 4