Устройство для определения твердости пород в скважинах

 

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - увеличение точности определения и повышение производительности. Узел внедрения (УВ) выполнен в виде корпуса 1 с шарнирно установленными в нем складными лезвиями (СЛ) 2. На верхнем торце корпуса 1 укреплена наковальня 3. С последней жестко связаны соосные направляющие 4 и 5. Направляющая 5 расположена внутри корпуса 1, и на ней установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения молот 6. Последний соединен тросом 7 с лебедкой 8 с силоизмерительными элементами. Узел открывания СЛ 2 выполнен в виде установленного на направляющей 4 подпружиненного бойка 9, связанного тягами 10 со СЛ 2. Боек 9 соединен с механизмом управления УВ, который выполнен в виде лебедки 11 с тормозом (Т) 12 и тросом 13, закрепленным на бойке 9. Минимальная величина тормозного усилия Т 12 больше предела величины P<SB POS="POST">пр</SB> усилия сжатия пружины 14 бойка 9 и меньше величины P @ суммарного веса молота 6 и УВ. На корпусе 1 под СЛ 2 на штифтах 15 смонтирован упор 16. Растормаживают Т 18 лебедки 8. В скважину направляют УВ и растормаживают Т 12 лебедки 11 до минимальной величины тормозного усилия. Пружина 14 сжата, блок 9 поднят, СЛ 2 посредством тяг 10 сложены в корпусе 1. При заклинивании УВ в скважине на тросе 7 поднимают молот 6, ударяют им по наковальне 3 и погружают УВ на заданную глубину. Затормаживают лебедку 8 и, сняв тормозное усилие с лебедки 15, бойком 9 открывают СЛ 2, погружая их в стенки скважины. Лебедкой 8 за трос 7 поднимают УВ. Измеряют и фиксируют усилие сопротивления резанию грунта. При встрече с включениями затормаживают лебедку 8. Включают Т 12 на минимальную величину усилия торможения и растормаживают лебедку 8. Молот 6 падает на наковальню 3, а УВ погружается в скважину, закрывая СЛ 2. Лебедкой 11 на трос 13 поднимают УВ выше включения. Раскрывают СЛ 2 и продолжают опробование стенок скважины. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4389064/24-03 (22) 06.01.88 (46 ) 07.10.89. Вюл. 11 37 (71) Специализированное отделение по изысканиям и исследованиям Института "Союзгипроводхоз" (72) Ю.В,Семенов, М.Е.Воловик, А.Д.Ефремов и Ю.К.Островский .(53) 620,178.154.05(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 348733, кл. E 21 С 39/00, 1969. 1) 4 E 21 С 39/00//Е 02 D 1/02

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ТВЕРДОСТИ ПОРОД В СКВАЖИНАХ (57) Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - увеличение точности определения и повышение производительности. Узел внедрения выполнен в виде корпуса 1 с шарнирно установленными в нем складными лезвиями (СЛ) 2. На верхнем торце корпуса 1 укреплена наковальня 3 ° С

8 11

3 15!3144 последней жестко связаны соосные направляющие 4 и 5. Направляющая 5 расположена внутри корпуса 1 и на ней установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения молот 6. Последний соединен тросом

7 с лебедкой 8 с силоизмерительными элементами. Узел открывания СЛ 2 выполнен в виде установленного на !О направляющей 4 подпружиненного бойка

9, связанного тягами 10 со СЛ 2.

Боек 9 соединен с механизмом управления УВ, который выполнен в виде лебедки 11 с тормозом (Т) 12 и тросом 13, 15 заКфепленным на бойке 9. Минимальная величина тормозного усилия Т 12 больше предела величины Р „< усилия сжатия пружины 14 бойка 9 и меньше .величины p - суммарного веса молота 20

6 и УВ. Йа корпусе 1 под CJI 2,на штифтах !5 смонтирован упор 16. Растормаживают Т 18 лебедки 8. В скважи-. ну направляют УВ .и растормаживают

Т 12 лебедки ll до минимальной величины тормозного усилия. Пружина 14 сжата, боек 9 поднят, СЛ 2 посредством тяг 10 сложены в корпусе 1. При заклинивании УВ в скважине на тросе

7 поднимают молот 6, ударяют им по наковальне 3 и погружают УВ на заданную глубину. Затормаживают лебедку

8 и, сняв тормозное усилие с лебедки

15, бойком 9 открывают СЛ 2, погружая их в стенки скважины. Лебедкой 8 за трос 7 поднимают УВ. Измеряют и фиксируют усилие сопротивление резанию грунта. При встрече с включениями затормаживают лебедку 8, Включают Т 12 на минимальную величину усилия торможения и растормаживают лебедку 8, Молот 6 падает на наковальню 3, а УВ погружается в скважину, закрывая

СЛ 2. Лебедкой 11 эа трос 13 поднимают УВ выше включения. Раскрывают

СЛ 2 и продолжают опробование стенок скважины. 1 ил.

Изобретение относится к горному 30 делу, строительству, в частности к устройствам для исследования механи-! ческих свойств пород в скважинах.

Цель изобретения — увеличение точ- 35 ности определения и повышение производительности.

На чертеже представлено устройство для определения твердости пород в скважинах. 40

Устройство содержит узел .внедрения в виде корпуса 1 с шарнирно установленными в нем складными лезвиями 2. На верхнем торце корпуса 1 укреплена наковальня 3 с жестко связан- 45 ными с ней соосными направляющими

4 и 5. Направляющая 4 расположена внутри корпуса 1 соосно ему, а направляющая 5 - вне корпуса 1, На направляющей 5 установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения молот 6 ° Последний соединен тросом 7 с лебедкой 8 с силоизмерительными элементами (не показаны).

Внутри корпуса 1 расположен механизм открывания лезвий, выполненный в виде установленного на направляющей 4 и подпружиненного относительно корпу-са l бойка 9, кинематически свяэанно-.

ro тягами 10 с лезвиями 2. Боек 9 соединен с механизмом управления узлом внедрения, который выполнен в виде лебедки 1! с .тормозом 12 и тросом 13, закрепленным на бойке 9.

Минимальная величина Т тормозного усилия тормоза 12 больше предельной величины Р„ усилия сжатия пружины 14 бойка 9 и меньше величины

Р суммарного веса молота 6 и узла вйедрения.

На корпусе 1 под лезвиями 2 посредством штифта 15 смонтирован упор

16. На нижнем торце корпуса 1 установлен центратор 17.

Устройство работает следующим образом.

Для спуска узла внедрения в скважину растормаживают тормоз 18 лебедки 8. Узел внедрения направляют в скважину и растормаживают тормоз 12 лебедки 11 до минимальной заданной величины Т тормозного усилия, Пружина 14 подобрана так, что боек 9 поднят в верхнее положение sa трос

13. Это позволяет бойку 9 посредством тяг 10 сложить полностью лезвия

2 в корпус 1. В виду того, что величина P суммарного веса узла внедре» ния и молота 6 больше минимальной

1513144 6

Устанавливают на тормозе 12 заданную минимальную величину Т усилия торможения и растормаживают тормоз

18 лебедки 8. Молот 6 падает на наковальню 3 и погружают узел внедрения в скважину, при этом боек 9 посредством троса 13 сжимает пружину 14 и закрывает тягами 10 лезвия 2. При сильном прихвате лезвий 2 удар повто- 40 ряют несколько раз. После закрытия лезвий 2 лебедкой 11 за трос 13 поднимают узел внедрения выше включения.

Раскрывают лезвия 2 и продолжают опробование стенок скважины. 45

При повышении допустимой нагрузки на лезвия 2 по каким-либо непредвиденным обстоятельствам упор 16 срезает свои штифты 15, расчитанные на определенную нагрузку, и падает по 50 стенкам корпуса 1 на центратор 17, позволив лезвиям 2 сложится в нижнюю часть корпуса 1, предотвратив их поломку. Узел внедрения извлекают на дневную поверхность, заменяют штифвеличины Т тормозного усилия тормоза 12, они опускаются в скважину, Если скважина имеет кривизну или пучения, узел внедрения может заклиниться. При заклинивании узла внедрения лебедкой 8 за трос 7 поднимают молот 6 по направляющей 5 и ударяют по наковальне 3, тем самым погружают узел внедрения в скважину на заданную глубину. Затем затормаживают его тормозом 18 лебедки 8 и делают отметки на тросах 7 и 13.

Бойком 9 открывают лезвия 2, отключив тормозное усилие от тормоза

12. Перемещение троса 13 от отметки вниз на определенную величину показывает величину внедрения лезвий 2 в стенки скважины. Если внедрение мало, бойком 9 ударяют по лезвиям

2 и погружают их в стенки скважины.

Включают лебедку 8 и поднимают узел внедрения эа трос 7, при этом измеряют и фиксируют усилие сопротивления резанию пород. При достижении сопротивления резанию максимальной величины, т.е. при встрече с включениями опробование прекращают и затормаживают лебедку 8. Фиксируют глубину опробования отметкой на тросе 7.

30 ты 15 и повторяют все укаэанные операции.

Предлагаемое устройство позволяет получить в ходе испытаний быструю качественную оценку прочностных свойств любых пород в разрезе скважин по всему интервалу глубины, по данным сопротивления резанию установить в разрезе положение слоев различной прочности, оценить изменчивость прочностных свойств пород по мощности и простиранию. Оно особенно эффективно при . выделении ослабленных зон в породах. любой однородности и прочности, там, где применение статического и динамического зондирования невозможно, и на болыпих глубинах.

Формула изобретения

Устройство для определения твердости пород в скважинах, содержащее узел внедрения в виде корпуса с шарнирно установленными в нем складными лезвиями и механизма открывания лезвий, лебедку с тросом и силоизмерительными элементами, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения точности определения и повышения производительности, оно снабжено укрепленной на верхнем торце кор- пуса наковальней с жестко связанными с ней соосными направляющими, одна иэ которых расположена внутри корпуса соосно ему, молотом, установленным на наружной направляющей с возможностью возвратно-поступательного перемещения и соединенным с тросом лебедки, механизмом управления узлом внедрения, выполненным в виде лебедки с тросом и тормозом, при этом механизм открывания лезвий выполнен в виде кинематически связанного с лезвиями подпружиненного бойка, установленного на внутренней направляющей, а минимальная величина Т тормозного усилия тормоза лебедки механизма управления узлом внедрения больше предельной величины Р„ усилия сжатия пружины бойка и меньше величины P суммарной массы молота и узла внедрения, при этом трос лебедки механизма управления соединен с бойком.