Устройство для измерения деформаций в скважинах

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А1 (504 Е 21 С 39 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7d, H K,1ц,- " и "

А

В 8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4077145/22-03 (22) 11.06.86 (46) 07.1?.87. Бкп. № 45 (71) Криворожский горно-рудный институт (72) Г.Т. Фаустов, В.Е. Василенко, А.С. Соколенко и Л,П. Буян (53) 622.289(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1139843, кл. Е 21 С 39/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 806861, кл. E 21 С 39/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ В СКВАЖИНАХ (57) Изобретение относится к горному делу и предназначено для исследования напряженно-деформированного состояния массива. Цель изобретения повышение точности измерений. .Устр-во содержит пульт 1 управления с регистратором 2 и скважинный снаряд, включающий корпус (К) 3 с размещенным в нем источником 4 излучения, коллиматор 7, экран (Э) 8, детектор 6 излучения, соединенный с регистратором

2, чувствительный элемент 14 ° Последний выполнен в виде рулона из упругой пластины, намотанной вокруг К 3 и соединенной посредством хорд 15 с

Э 8. Между коллиматором 7 и Э 8 уста новлеH дополнительный Э 9. Он перемещается в плоскости, перпендикулярной оси К 3, и кинематически связан с электромагнитным приводом 12. Последний установлен в К 3 и электрически соединен с пультом 1. В качестве источника 4 используют источник бетаизлучения.и Э 8 и 9 выполнены из материала с низким атомным номером.

Использование Э 9 позволяет на время ® перекрыть пучок излучения, идущий от источника 4 через коллиматор 7 на детектор 6, и зафиксировать излучение (" от стенок скважины. Применение источ \ ника бета-излучения позволяет снизить Я массу скважинного снаряда, 1 э.п.

A-лы, 2 ил пучка излучения и меньше его интенсивность, попадающая на детектор 6.

Одновременно на детектор 6 попадает излучение от пород, слагающих стен5 ки скважины, космическое излучение.

Детектор 6 преобразует падающее на него излучение в электрические импульсы, которые по кабелю поступают на регистратор 2 и фиксируются им. Таким образом регистратор 2 фиксирует суммарную интенсивность излучений -интенсивность излучения,.несущую информацию о деформации скважины и интенсивность излучения, характеризующую радиационный фон на данном участке скважины. Чтобы выделить ту часть интенсивности из- ., лучения, которая несет информацию о степени деформации скважины, с пуль2р та 1 управления на электромагнитный привод 12 (выполненный например, в виде соленоида) подают напряжение.

Привод 12 через гибкую связь 13, как это показано на фиг. 1, 2, или через

25 систему рычагов, перемещают дополнительный экран 9 влево (фиг. 2) по направляющим 10 до полного перекрытия экраном отверстия коллиматора 7 и удерживает экран в таком положении.

3р В этом положении экрана 9 регистратор

2 фиксирует интенсивность излучения, характеризующую только радиационный фон на данном участке скважины. Вычитают полученное значение интенсив- ности из ранее зафиксированного суммарного и по разности судят о деформации скважины на данном участке. Затем отключают напряжение с электромагнитного привода 12, дополнительный, 4р экран 9 под действием пружины 11 перемещается по направляющим 10 вправо (фиг, 2) и открывает окно коллиматора 7, приводя устройство в исходное положение.

Б качестве источника излучения в данном устройстве используют источник бета-излучения, а коллиматор и экраны выполнены из материалов с низким атомным номером, например, алюминия р или прочных пластических масс (текстолита).

Использование в качестве источника излучения источника р-излучения позволяет снизить массу скважинного снаряда, так как. пробег бета-излучения в материалах значительно ниже пробега гамма-квантов и, следовательно, толщина экранов и длина коллиматоров существенно снижаются (так, 1 1357573

Изобретение относится к горному делу и предназначено для исследования напря>кенно-деформированного состояния массива.

Целью изобретения является повышение точности измерений, а также снижение массы устройства.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1 °

Устройство содержит пульт 1 управления с регистратором 2 и скважинныи снаряд, включающий корпус 3, в котором размещены источник 4 бета-излучения, помещенный в контейнер 5, детектор 6 излучения, выход которого соединен с регистратором 2, коллиматор 7 излучения, выполненный в виде диафрагмы, основные экраны 8, допол" нительный экран 9, расположенный между коллиматором 7 и экраном 8 и установленный в направляющих 10 с возможностью перемещения по ним в плоскости, перпендикулярной оси корпуса 3, пружину 11 возврата дополнительного экрана 9, электромагнитный привод 12 (например, соленоид с подвижным сердечником), кинематически соединенный посредством гибкой связи

13 с дополнительным экраном 9, а так>ке чувствительный элемент 14 в виде рулона из упругой пластины, намотанной вокруг корпуса 3 и посредством хорд 15, через прорези в корпусе 3 соединенной с основными экранами S.

К торцу корпуса 3 прикреплен патрубок 16, служащий для соединения скважинного снаряда с досылочными штангBMH (не показаны), в полости которого проходит кабель, соециняющий снаряд с пультом 1 управления и регистратором 2.

Устройство работает следующим образом.

Скважинный снаряд с помощью штанг вводят в скважину ка необходимую глубину. Изменения напряжений в массиве вокруг скважины, приводящие к ее деформации, передаются на чувствительный элемент 14, соприкасающийся со стенкой скважины. Деформация чувствительного элемента 14 посредством хорд 15 вызывает смещение основных экранов S, которые перекрьвают пучок излучения, идущий от источника 4 к детектору. 6 и сформированный коллиматорами 7. Чем больше степень деформации скважины, тем больше перекрытие

1. Устройство для измерения деформаций в скважинах, содержащее пульт управления с регистратором и скважинный снаряд, включающий корпус с размещенными в нем источником излучения, коллиматором, экранами и детектором излучения, выход которого соединен с регистратором, а также чувствительный элемент, выполненный в виде рулона из упругой"пластины, намотанной вокруг корпуса и соединенной посредством хорд с экранами, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено дополнительным экраном и электромагнитным приводом, при этом дополнительный экран установлен между коллиматором и основными экранами с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной оси корпуса, и кинематически

l" связан с электромагнитным приводом,. который установлен в корпусе и электрически соединен с пультом управления, 20

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения массы устройства, в качестве источника излучения использован источник бета-излучения, а коллиматор и экраны выполнены из материалов с низким атомным номером.

3 13575 например, если при использовании гамма-излучения изотопа цезий-137 толщина экрана из свинца 45 мм, то при использовании бета-излучения максимальный пробег ф -частиц не превышает

6 мм в алюминии..Снижение массы скважинного снаряда, кроме повышения удобства эксплуатации, позволяет уменьшить жесткость чувствительного элемента, что приводит к повышению чувствительности устройства к деформациям и повышению достоверности результатов контроля. Выполнение коллиматоров и экранов иэ материалов с низким атомным номером (например, алюминия, пластмасс), кроме снижения массы, уменьшает вероятность возникновения тормозного излучения, характерного для процесса поглощения

8 --излучения веществом. Следует отметить, что использование в качестве источника Р --излучения снижает радиационную опасность устройства для обслуживающего персонала. 25

Использование дополнительного экрана, установленного с возможностью перемещения, позволяет на время перекрыть пучок излучения, идущий от источника через коллимационное отверстие на детектор и зафиксировать излучение, поступающее на него от стенок скважины, т.е. обусловленное радиоактивностью пород, и той части излучения источника, которая попадает на

35 детектор минуя коллимационное отверстие. Полученную величину интенсив,ности, измеренную при перекрытом коллимационном отверстии, вычитают из общей интенсивности, замеренной при .4О открытом коллимационном отверстии, и по этой разности судят о деформации. скважины. Разность интенсивностей является функцией только одного переменного — площади отверстия, образо73

4 ванной экранами, которая зависит от размеров скважины и степени ее деформации. Таким образом, введение в устройство дополнительного экрана обеспечивает возможность измерения только той части излучения, которая несет информащрю о деформации скважины, чем обусловлено повышение точности результатов контроля.

Формула из обретения

1357573

Составитель К. Лыков

Техред N. Ходанич

Редактор С. Патрушева

Корректор С. Черни

3акаэ 5977/30 Тираж 453

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Подпис кое

Проиэцодственно-полиграфическое предприятие. г. Ужгород, ул. Проектная, 4