Скважинный деформометр

 

Изобретение относится к горной промети . Цель - упрощение конструкции и повышение надежности определения изменения напряженно деформированного состояния массива горных пород. Деформометр содержит цилиндрический эластичный корпус 1 с установленной в нем трубкой 2 и монтажные провода 3 с измерительным прибором 4. Корпус 1 выполнен из электропроводной резины и прикреплен к трубке 2. Провода 3 вмонтированы в корпус 1. Трубка 2 изготовлена из сплава металлов, обладающего свойством памяти формы при нагревании системы Fe-Мп. В опасных условиях по взрывам газов трубку 2 нагревают. После нагрева она увеличивается и происходит автоматическое ее рассоединение с досыльником. Также происходит поджатие электропроводной резины к стенкам скважины и обеспечивается хороший контакт с ними. Это не приводит к потере определенного процента деформации стенок. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„» 1460253 (5В 4 Е 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4:

4:Ь (Р

Р г д (АР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4070037/23-03 (22) 22.05.86 (46) 23.02.89. Бюл. № 7 (71) Всесоюзный науччо-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) А. П. Линецкий и Н. В. Кротов (53) 622.35 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 825949, кл. Е 21 С 39/00, 1979. (54} СКВАЖИННЫЙ ДЕФОРМОМЕТР (57) Изобретение относится к горной промсти. Цель — упрощение конструкции и повышение надежности определения изменения напряженно деформированного состояния массива горных пород. Деформометр содержит цилиндрический эластичный корпус 1 с установленной в нем трубкой 2 и монтажные провода 3 с измерительным прибором 4.

Корпус 1 выполнен из электропроводной резины и прикреплен к трубке 2. Провода

3 вмонтированы в корпус 1. Трубка 2 изготовлена из сплава металлов, обладающего свойством памяти формы при нагревании системы Fe — Mn. В опасных условиях по взрывам газов трубку 2 нагревают. После нагрева она увеличивается и происходит автоматическое ее рассоединение с досыльником. Также происходит поджатие электропроводной резины к стенкам скважины и обеспечивается хороший контакт с ними.

Это не приводит к потере определенного процента деформации стенок. 1 ил.

1460253

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для контроля изменения напряженно-деформированного состояния массива горных пород и оценки эффективности защитного действия при отработке защитных пластов или слоев.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности определения изменения напряженно-деформированного состояния массива горных пород.

На чертеже представлена схема сква- 10 жинного деформометра.

Скважинный деформометр содержит цилиндрический эластичный корпус 1, выполненный из электропроводной резины и прикрепленный к трубке 2, установленной внутри него. Трубка 2 изготовлена из сплава ме15 таллов, обладающего свойством памяти формы при нагревании, сплава системы Fe — Mn.

В корпусе 1 вмонтированы монтажные провода 3, которые соединены с измерительным прибором 4, который представляет собой, например, мост постоянного тока и измеряет изменение электрического сопротивления электропроводной резины корпуса 1 при изменении напряженного состояния массива горных пород.

Корпус 1 деформометра может быть прикреплена к трубке 2 с помощью специального клея и изготовлен методом вулканизации из электропроводной резиновой смеси, например, следующего состава, мас.ч.:

Каучук СКТВ-1 100

Перекись дикумила 1,8

Аэросил 175 30

Силикат меди 0,5

Технический углерод

АТГ-70 50

В зависимости от условий, в которых производятся измерения, необходимая жесткость корпуса 1 деформометра и высокая чувствительность достигается за счет изменения состава электропроводной резиновой смеси. При необходимости деформометр тарируется в лабораторных условиях на прес- 40 се и получают зависимость электросопротивления от изменения давления.

Монтажные провода 3 прикрепляются к корпусу 1 в процессе вулканизации электпроводной смеси в пресс-форме.

В качестве сплавов металлов, обладаю- 4 щих свойством памяти формы при нагревании, могут быть использованы также сплавы системы Си — Al — Ni или системы Ti—

Fe — Ni или Ti — Ni и другие.

Скважинный деформометр работает следующим образом.

Из горной выработки (не показана) бурят скважину 5 и вводят в нее на необходимую глубину деформометр с помощью досыльника (не показан) . Диаметр деформометра должен быть равен диаметру скважины 5 и обеспечивать возможность перемещения его по скважине 5. Затем трубку 2 деформометра, изготовленную из сплава металлов с памятью формы, нагревают до температуры 50 С, при которой происходит мартенситный переход сплава металлов системы Ee — Ма из одной формы в другую с увеличением ее диаметра до 10Я по сравнению с первоначальным.

При этом происходит предварительное поджатие к стенкам скважины 5 эластичного корпуса 1, выполненного из электропроводной резины. Монтажные провода 3 подсоединяются к измерительному прибору 4 и производится первоначальный замер электрического сопротивления корпуса 1 деформометра. В дальнейшем проводят ряд повторных измерений с необходимой частотой и по изменению электросопротивления определяют изменение напряженного состояния горного массива и оценивают эффективность защитного действия. С увеличением напряжений стенки скважины деформируются и электросопротивление корпуса 1 деформометра уменьшается. При разгрузке горного массива, вызванной отработкой защитного пласта, происходит упругое восстановление пород и сопротивление деформометра увеличивается.

При закладке замерной станции бурят ряд скважин, в которых устанавливают деформометры. Это позволяет получать информацию о состоянии горного массива на значительных площадях.

В шахтах, опасных по взрывам газа и пыли, трубку 2 деформометра из сплава металлов с памятью формы нагревают путем подачи горячей воды или пара через досыльник (не показан), выполненный из трубок, соединяющихся с помощью резьбы. Трубка 2 деформометра также имеет резьбу для соединения с досыльником. После нагрева диаметр трубки 2 увеличивается и происходит автоматическое ее рассоединение с досыльником. В неопасных условиях возможно применение любых других видов нагрева, например, с помощью электрического тока, который подается по монтажным проводам

3 и нагревает электропроводную резину, от которой нагревается трубка 2 из сплава металлов с памятью формы, благодаря чему увеличивается ее диаметр в процессе мартенситного перехода сплава трубки 2 из одной формы в другую и происходит поджатие электропроводной резины корпуса

1 к стенкам скважины 5.

Использование предлагаемого скважинного деформометра для оценки эффективности защитного действия и контроля изменения напряженно-деформированного состояния массива горных пород обеспечивает значительное упрощение конструкции деформометра, повышение надежности измерений благодаря достаточному предварительному поджатию к стенкам скважины эластичного корпуса деформометра из электропроводной резины и обеспечение хорошего контакта со стенками скважины, что не

1460253

Формула изобретения

Составитель Л. Климов

Редактор E. Папи Техред И. Верес Корректор Л. Патай

Заказ 439!32 Тираж 449 Г!одписное

ВНИИПИ Гас дарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Г!роизводственно-издательский комбинат <<Патент», г. Ужгород. ул. Гагарина, 10! приводит к потере определенного процента деформации стенок, а также упрощение установки деформометра в скважине.

Скважинный деформометр, содержащий цилиндрический эластичный корпус с установленной в нем трубкой и монтажные провода с измерительным прибором, отличаю1 бийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности определения изменения напряженно-деформированного состояния массива горных пород, эластичный корпус выполнен из электропроводной резины и прикреплен х трубке, при этом монтажные провода вмонтированы в корпус, а трубка изготовлена из сплава металлов, обладающего свойством памяти формы при нагревании системы Fe — Mn.