Устройство для измерения деформаций горных пород в скважинах

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ ГОРНЫХ ПОРОД В СКВАЖИНАХ, включающее корпус с герметичной емкостью, заполненной рабочей жидкостью, узел подвода жидкости, подпружиненный пуансон для взаимодействия со стенками скважины и измерительный поршень, жестко соединенный с сердечником катушки индуктивности, отличающееся тем, что,с целью упрощения конструкции устройства, оно,снабжено подпружиненным компенсационным поршнем, а измерительный поршень размещен соосно с пуансоном и жестко соединен с ним, при этом узел подвода жидкости выполнен в виде трубы и размещенного между ней и емкостью управляемого обратного клапана. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что управляемый обратный клапан имеет запорный орган, выполненный с осерадиальным каналом, сообщающим напорную магистраль с заклапанным пространством , и снабжен дополнительной катушкой индуктивности и взаимодействующей с ней подпружиненной запорной втулкой (Л из магнитного материала, установленной на запорном органе с возможностью осевого перемещения.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИК зов E 21 С 39100

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 5 11

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3410241/ 22-03 (22) 23.03.82 (46) 23.11.83. Бюл. № 43 (72) В. А. Мелащенко, И. П. Кудряшов, В. Д. Федосеев и Н. М. Митрохин (71) Криворожский ордена Трудового Красного Знамени горнорудный институт (53) 622.225 (088.8) (56) 1. Кораблев А. А. Современные методы и приборы для изучения напряженного состояния массива горных пород. М., «Недра», 1969,с. 62-64.

2. Авторское свидетельство СССР № 787653, кл. Е 21 С 39/00,1978 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЛСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ ГОРНЫХ ПОРОД

В СКВАЖИНАХ, включающее корпус с герметичной емкостью, заполненной рабочей жидкостью, узел подвода жидкости, подпружиненный пуансон для взаимодей„„SU„„1055875 A ствия со стенками скважины и измерительный поршень, жестко соединенный с сердечником катушки индуктивности, отличающееся тем, что,с целью упрощения конструкции устройства, оно,снабжено подпружиненным компенсационным поршнем, а измерительный поршень размещен соосно с пуансоном и жестко соединен с ним, при этом узел подвода жидкости выполнен в виде трубы и размещенного между ней и емкостью управляемого обратного клапана.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что управляемый обратный клапан имеет запорный орган, выполненный с осерадиальным каналом, сообщающим напорную магистраль с заклапанным пространством, и снабжен дополнительной катушкой индуктивности и взаимодействующей с ней подпружиненной запорной втулкой из магнитного материала, установленной на запорном органе с возможностью осевого перемещения.

1055875

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении деформации горных пород.

Известно устройство, включающее гидроподушку в виде герметичной емкости, заполненную рабочей жидкостью, гидронасос, тензодатчики и регистрирующее устройство (1).

Недостатком устройства является сложность конструкции, небольшая точность измерений и невозможность многоразового использования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения деформации горных пород в скважинах, включающее корпус с герметичной емкостью, заполненной рабочей жидкостью, узел подвода жидкости, подпружиненный пуансон для взаимодействия со стенками скважины и измерительный поршень, жестко соединенный с сердечником катушки индуктивности (2), Недостатком устройства является сложность конструкции и трудоемкость при установке его в скважине.

Цель изобретения — упрощение конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения деформации горных пород в скважинах, включающее корпус с герметичной емкостью, заполненной рабочей жидкостью, узел подвода жидкости, подпружиненный пуансон для взаимодействия со стенками скважины и измерительный поршень, жестко соединенный с сердечником катушки индуктивности, снабжено подпружиненным компенсационным поршнем, а измерительный поршень размещен соосно с пуансоном и жестко соединен с ним, при этом узел подвода жидкости выполнен в виде трубы и размещенного между ней и емкостью управляемого обратного клапана.

Кроме того, управляемый обратный клапан имеет запорный орган, выполненный с осерадиальным каналом, сообщающим напорную магистраль с заклапанным пространством, и снабжен дополнительной катушкой индуктивности и взаимодействующей с ней подпружиненной запорной втулкой из магнитного материала, установленной на запорном органе с возможностью осевого перемещения.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство состоит из корпуса 1, жестко -оединенного со штангой 2, пуансона

3, жестко соединенного со штоком 4 измерительного поршня 5, который, в свою очеpv!i>, жестко соединен с сердечником 6 ин, ктивной катушки 7, компенсационного юрii>ня 8 с пружиной 9, заглушек 10 и 11 5

1О

Между измерительным поршнем 5 и перегородкой 12 установлена пружина 13.

Узел подвода жидкости состоит из конусного клапана 14 с осерадиальным каналом

15 седла 16,пружин 17 и 18, запорной втулки 19 с-каналами 20, катушки 21 индуктивности. Втулка 19 изготовлена из стали.

Пружины 17 и 18 необходимы для удержания клапана 14 в закрытом состоянии и предотвращения утечек жидкости из внутренних полостей устройства. Втулка 19 может перемещаться вдоль клапана 14 под воздействием индуктивной катушки 21.

Устройство работает следующим обра15 зом.

С помощью досылочных штанг 2 его размещают в скважине на необходимой глубине и подают по штангам 2 жидкость (например, воду) под давлением. Под действием воды клапан 14 вместе с втулкой

19 смещается влево и между ним и седлом

16 образуется щель, через которую вода по каналам 20 попадает внутрь устройства и отжимает измерительный поршень

5 вместе с пуансоном 3 вверх до упора последнего в стенку скважины. После того, как давление воды внутри штанги и внутри устройства выравняется, пружина 18 прижимает клапан 14 к седлу 16, а пружина

17 прижимает втулку 19 к клапану 14. 3атем вода из штанг 2 сливается, а вода внутЗп ри устройства остается под заданным давлением.

При помощи регистратора (не показан), размещенного вне скважины, фиксируются показания индуктивной катушки 7, принимая ее за исходную — «нулевую».

З5 Деформация стенок скважины, вызванная смещением горных пород, смещает вниз пуансон 3 и через шток 4 смещает измерительный поршень 5 и сердечник 6.

Вода, вытесняемая измерительным пор4О шнем 5, смещает влево компенсационный поршень 8, который сжимает пружину 9.

Сердечник 6, перемешаясь вдоль катушки

7 индуктивности, вызывает изменение ее индуктивности. Это изменение фиксируется регистратором и позволяет судить о вели4s чине деформации горного массива. Сигнал от индуктивной катушки передается по кабелю (не показан), который размещен внутри штанг 2.

После окончания работ по кабелю по.дается напряжение на катушку 21 индуктивности и запорная втулка 19, сжимая пружину 17, смещается к середине катушки 21.

Внутренняя полость устройства оказывается сообщенной с атмосферой, и вода по каналу 20 во втулке 19 и по осерадиальному каналу 15 в клапане 14 выливается внутрь штанги 2. Пружина 13 смещает вниз измерительный поршень 5, который штоком 4 втягивает пуансон 3 внутрь корпуса 1. Пос1055875

Составитель И. Назаркина

Редактор О.Юрковецкая Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 9260/27 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП сПатентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ле этого устройство может быть извлечено из скважины.

У предлагаемого устройства по сравнению с известным отсутствует расклинивающий узел с ручным приводом. Это позволяет не только уменьшить размеры конструкции устройства, но и освободить полость скважины от размещения в ней тросов расклинивающего узла и кабеля. Кабель пропущен через став досылочных штанг, что предотвращает возможность его повреждения о стенки скважины, а корпус без резко выступающих деталей предотвращает заклииивание устройства в скважине.

Заполнение внутренней полости устройства водой осуществляется из шахтной водопроводной сети и приведение устройства в рабочее состояние не представляет затруднений.