Устройство для определения деформаций и напряжений в горных породах

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ , содержащее стержень с элементами подвода жидкости, соединенные с ним обоймы,3 которых закреплена эластичная оболочка,и раздвижную составную оправу из внутренних и наружных элементов , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено опорными кольцами , закрепленными на обоймах, внутренние и наружные элементы составной оправы попарно соединены штифтамиj а соприкасающиеся поверхности внутренних и наружных элементов составной i оправы имеют соответственно проточку и выступ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„ЯЦ„„ 1154466

1(51) E 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3704408/22-03 (22) 24.02.84 (46) 07.05.85. Бкл. ¹ 17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (72) В.К.Федоренко, Н.С.Лавров и О.И.Кютт (71) Институт горного дела Сибирского отделения АН СССР (53) 622.35 (088.8) (56) 1.Курленя М.В. и др. Руководство по оценке состояния и свойств угольного массива скважинными гидравлическими датчиками. Новосибирск, ИГД СО АН СССР, 1979, с. 20-22.

2.Авторское свидетельство СССР . ¹ 796421, кл. Е 21 С 39/00, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДЕФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ, содержащее стержень с элементами подвода жидкости, соединенные с ним обоймы, в которых закреплена эластичная оболочка, и раздвижную составную оправу из внутренних и наружных элементов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено опорными кольцами, закрепленными на обоймах, внутренние и наружные элементы составной оправы попарно соединены штифтами, а соприкасающиеся поверхности внутренних и наружных элементов составной а оправы имеют соответственно проточку и выступ.

Изобретение относится к горному депу и может быть использовано для определения деформационных свойств и напряженного состояния как слабых горных пород и искусственного массива твердеющей, закладки, так и определения деформационных свойств и напряжений пород высокой прочности.

Известно устройство для определения деформаций и напряжений в горных породах, включающее стержень, на котором установлена резиновая цилиндрическая оболочка, штуцеры, ниппели и обоймы, в которых закреплены и загерметизированы концы оболочки Г1 .

Недостатком данного устройства является ограниченная область использования рабочим давлением до 15 МПа.

При. более высоких давлениях, например

45-50 NIIa, необходимых для определе-. ния деформационных свойств и напряжений горных пород высокой прочности, эластичная оболочка проникает в зазор между обоймами и стенками скважины и разрывается или раскличивает устройство.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для определения деформаций напряжений в горных породах, включающее стержень с элементами подвода жидкости, соединенные с ним обоймы, в которых закреплена эластичная оболочка, и раздвижную составную оправу из внутренних и наружных элементов 35

52 3.

Недостатком известного устройства является низкая надежность вследствие того, что возможно проникновение эластичной оболочки в зазор между обоймами и оправами.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства.

Указанная цель достигается тем,.

45 что устройство для определения деформаций и напряжений в горных породах, содержащее стержень с элементами подвода жидкости, соединенные с ним обоймы, в которых закреплена эластич50 ная оболочка, и раздвижную составную оправу из внутренних и наружных элементов, снабжено опорными кольцами, закрепленными иа обоймах, внутренние и наружные элементы составной оправы .попарно соединены штифтами, а соприкасающиеся поверхности внутренних и наружных элементов составной оправы имеют соответ< ч веяло проточку выступ.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 — разрез A-А на фиг. 1 на фиг. 3 — то же, рабочее состояние; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг.. 5 — раздвижное кольцо, поперечное сечение.

Устройство состоит из стержня эластичной оболочки 2, концы которой закреплены в обоймах 3 с помощью ниппелей 4, штуцеров 5, герметизирующих внутреннюю полость оболочки, опорных колец 6, скрепленных резьбой с обоймами 3, раздвижных оправ 7, установленных на эластичной оболочке 2 с касанием торцов опорных колец.

Раздвижные оправы 7 образованы внутренним кольцом 8, имеющим проточ— ку, и наружным кольцом 9, имеющим выступ и проточку (фиг. 5). Внутреннее 8 и наружное 9 кольца состоят не менее чем из трех частей, соединенных попарно штифтом 10. В проточке наружного кольца 9 размещено эластичное кольцо 11. Проточка и выступ на частях внутреннего 8 и наружного 9 колец, а также эластичное кольцо 11 удерживают части раздвижной оправы 7 в собранном виде и способствуют быстрой установке его на эластичной оболочке. 2.

Устройство работает следующим образом. Устройство устанавливают в скважине на заданной глубине. Ручным насосом по трубопроводу (не показан) через штуцер 5 закачивают рабочую жидкость, которая заполняет пространство между стержнем 1 и эластичной оболочкой 2.

По мере увеличения объема жидкости внутри устройства эластичная оболоч-. ка 2 расширяется последовательно от средней части в направлении обойм и прижимает раздвижные оправы 7 к торцам опорных колец 6. Составные части внутреннего кольца 8 и соединенные с ними штифтами части наружного кольца 9 усилием расширяющейся оболочки перемещаются до упора в стенки скважины. При этом зазоры между частями внутреннего кольца 8 постоянно перекрыты частями наружнога кольца 9.

Таким образом, перекрываются заг зоры между обоймами и стенками скважины и полностью предотвращается проникновение оболочки, которая

I 1 "

Вотg пает В контакт со стенками скважины и передает заданное давление.

После окончания работ переключают вентиль ручного насоса и под воздействием давления и упругой эластичной оболочки рабочая жидкость выталкивается в бак насоса и оболочка возвра— щается в исходное состояние. Раздвижные оправы 7 возвращаются в исходное состояние при помощи эластичных колец 11.

Предлагаемое устройство в сравнении с известным позволяет изучать деформационные свойства и напряжения а h(i

4 также и В породах Вь1сок<)й пр > 1н<ч 1", так как рабочее давление < го на от llки скважины составляет 50-60 1 1Па, которое является достаточным для получе ния результатов в из вест них методах скважинных испытаний.

Конструкция прибора обеспечивает многократность его применения и надежность в работе, так как исключена возможность проникновения упругой оболочки в зазор между оправой и обоймой и расклинивания устройства в скважине.

1154466

Составитель Н.Якимович

Редактор В.Иванова, ТехредЖ.Кастелевич Корректор M.Пожо

Заказ 2658/3 1 Тираж 482 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4