Колонковый зонд

 

Изобретение относится к технике контроля и исследования свойств твердофазных дисперсных и слабосвязанных сред и может быть использовано при проведении каротажа в доменных печах . Целью изобретения является расширение информативных возможностей известных устройств и повышение представительности пробы за счет определения степени уплотнения керна. Устройство содержит цилиндрический корпус с входным торцовым эллиптическим отверстием в передней части и датчик положения головки керна внутри зонда. Последний включает поршень, установленный в корпусе с возможностью скольжения при взаимодействии с керном, и средства для измерения перемещения поршня, содержащие трос, один конец которого закреплен на поршне, а другой намотан на барабан с возвратным натяжением, Вращение барабана, пропорциональное перемещению поршня, измеряется потенциометром о 4 з.н. ф-лы, 2 ил 0 с $ (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) (5g)5 С 01 И 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К IlATEHTV

4ю

"; 1„."рйИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4356109/26 (22) 30.06.88 (31) 8 709259 (32) 30. 06.8 7 (33) FR (46) 15.05,91. Бюл. Р 18 (?1) Энститю Де Решерш Де Ля Сидерюржи Франсэз и,РСИД (FR) (72) Ги Урт (FR) (53) 543.053 (088.8)

1 (56) Патент Франции М - 2606035, кл. С 21 В 7/24, 1986.

Патент Франции ))- 2605396, кл. F 27 D 21/00, 1986. (54) КОЛОНКОВЫЙ ЗОНД (57) Изобретение относится к технике контроля и исследования свойств твердофазных дисперсных и слабосвязанных сред и может быть использовано при

Изобретение относится к технике контроля и исследования свойств твердофазных дисперсных и слабосвязанных средств и может быть использовано при проведении каротажа в доменных печах.

Цель изобретения — расширение информативных возможностей известных устройств и повышение представительности пробы за счет определения степени уплотнения керна.

На фиг.I показан зонд, продольный разрез; на фиг.2 — график каротажа.

Колонковый зонд содержит цилиндрический корпус 1, который вводится в контролируемый материал через отверс2 проведении каротажа в доменных печах, Целью изобретения является расширение информативных возможностей известных устройств и повьппение представительности пробы за счет определения степени уплотнения керна. Устройство содержит цилиндрический корпус с входным торцовым эллиптическим отверстием в передней части и датчик положения головки керна внутри зонда.

Последний включает поршень, установленный в корпусе с возможностью скольжения при взаимодействии с керном, и средства для измерения перемещения поршня, содержащие трос, один конец

) которого закреплен на поршне, а другой намотан на барабан с возвратным натяжением. Вращение барабана, пропорциональное перемещению поршня, измеряется потенциометром. 4 э.п. ф-лы, 2 ил. тие в стенке доменной печи. При этом задний конец 2 зонда зафиксирован в устройстве удерживания и направления известной конструкции. Передний конец 3 зонда выполнен открытым и образует входное торцовое отверстие плоскость проходного сечения 4 которого наклонена к оси зонда под углом, например, 45о, что облегчает процесс каротажа благодаря наличию острой кромки. Внутренняя полость

5 зонда имеет постоянный диаметр (например, 250 мм) по всей длине, испольэу-емой для каротажа, эа искl лючением короткого входного участка

6, на котором проходное сечение суже1б50017 но из-за наличия огнеупорного покрытия (толщиной, например, 5 мм) .

За входным участком в корпусе разразмещен цилиндрический поршень 7, установленный с возможностью скольжения в корпусе 1 зонда. Поршень снабжен уплотнительными элементами

8 (например, кольцеобраз ными уплотнениями), которые установлены с усилием трения, меньшим усилия, необходимого для уплотнения керна, На наружном, переднем, торце поршня 7 установлен центральныи шток, снабженный опорной пластиной 9, уст ан овл ен ной на к онц е шт ока пер п ендикулярно оси 10 зонда. На внутреннем торце поршня 7 установлен узел 11 зацепления конца троса. 1,, другой конец которого намотан на барабан 13. 20

Последний установлен с постоянным упругим возвратом в направлении наматывания таким образом, что трос 12 всегда натянут, однако усилие натяжения недостаточно для из вл еч ения заторможенного поршня 7. Барабан 13 кинематически связан с потенциометром 14, показания которого непосредственно зависят от намотки троса 12, Устройство работает следующим образом.

Поршень, 7 устанавливают в крайнее переднее положение, соответствующее максимальному натяжению троса, в котором опорная пластина 9 выступает за пределы корпуса, пересекая эллиптическое сечение 4 входного отверстия по его малой оси, после чего зонд вводят в полость доменной печи через отверстие сопла, Опорная пласти- g0 на 9 вступает в контакт с исследуемым материалом, который заполняет кор" пус I зонда через входное отверстие, Поршень 7 под воздействием керна перемещается в направлении заднего кон- 5 ца 2 зонда, при этом, поскольку поршень установлен в корпусе 1 с малым трением, уплотнение керна незначительно. Перемещение поршня приводит к вращению барабана 13, которое вызывает поворот потенциометра 14. Таким образом, по показаниям потенциометра можно непосредственно судить о величине обратного хода поршня в зонде и, следовательно, о продвижении головки керна внутри зонда, т.е. о действительной длине керна.

Если бы керн не уплотнялся, его длина точно соответствовала бы перемещению зонда внутри доменной печи, которое измеряется обычными средствами, предусмотренными на установке для введения.

На графике фиг.2 абсцисса Х определяет подачу зонда, а ордината Y— фактич ескую длину керна, измеренную предлагаемым зондом. Исходная точка соответствует положению головки сопла введения, а вертикальная ось, показанная прерывистой линией, показывает ось доменной печи. При работе доменной печи в головке сопла образуется полость, называемая турбулентной полостью, которая простирается на расстояние примерно в 1 м или несколько больше от головки.

При зондировании вследствие остановки доменной печи эта полость заполняется твердыми материалами, поступающими от узла загрузки доменной печи. Наполнение, осуществляемое соплом перед каротажем, позволяет дополнить заполнение. Именно это заполнение служит обоснованием того, что кривые на фиг.2 начинаются от исходной точки графика, соответствующей положению головки сопла.

Прямая А (7 = Х) соответствует теоретической кривой, полученной при отсутствии уплотнения. Кривые, получаемые на практике, расположены ниже кривой А в соответствии с уплотнением керна, которое уменьшает Y относительно Х.

Кривые В и С соответствуют двум различным испытаниям, проведенным в доменной печи,,остановленной примерно за 6 ч перед проведением испытаний, Первое испытание проводилось со скоростью перемещения зонда

0,2 м/с, а второе — 0,14 м/с.

Изобретение позволяет следить за мгновенным показателем уплотнения характеризующимся наклоном полученных кривых в каждой точке. Из анализа кривых В и С видно, что мгновен— ный показатель уплотнения является практически неизменным на первой части хода зонда (за исключением местного отклонения для кривой С), а затем резко падает до другой, меньшей, также близкой к постоянной величине на втор ой части хода (начиная примерно от 3, 50 м хода ) . Зная з нач ения упл отнения в каждый момент, можно сде— лать точные выводы при последующем анализе керна.

Барабан 13 может зак епл

1650017 ельно зонда, так и се с воэможнос относительтью скольжения при еннои печи. В этом сл взаимодействии с к . Ройство позв учае уст- б керном и с усилием озволяет производит окового трения м ния разност ить измере- б меньшим усилия нет у нои проникноти м ежду гл би о ходимого для уплотнения керна и

1 зонда и длиной керна ,устройством я и на тическое о на, т.е. факя измерения перемещеуплотнение. ния поршня относит

Предложе " ет осительно корпуса. дл енный зонд может б

2. Зонд по и ° 1 менен как п ет ыть прии., о т л и ч а юк при каротаже о щийся тем чей, так и и доменных печто устройство для измерения ер щен жа, в частности, ка о карота- нено в ви е я поршня выпопно в виде троса, одни конец рого со котоФ о оединен с поршнем, а ормула и з об намотан на ба б а другой о р ет ения ара ан с возвратным натяжением.

1 5 Зонд цилиндрич ес ки и ко п ащий щ и и .я отлич аюцовым отверстием в п р ус с входным т ор- циомет ом а жен потено тличаю и

ðî9 бараб

4, аном. щиися тем ч

ЗОнд по пв1 с целью расши что, отличаю ширения информати щи ис я тем что можносте и и повышения п вных воз- 20 отверстие выпал о входное торцово е ности п об пр едс тавит ель олнено скошенным. и про ы за счет оп ел

5. Зонд по п пени уплати ределения сте.1, отличаюдатчиком п нд снабжен то он Выполнен с ом положения гало входным астк но сительно ко и овки керна от- ным о ком, сопряженным р уса, выполненным тверстием и выпал к с вход виде поршня с

ым в . 25 мет о олненным с диаустановленного в в корпуньшим ВН Т корпуса. треннего диаметРа

1650017

У(т) 1 2 Ю 1 Х Ю

Риг.2

Х(л) Составитель С. Бражников

Техред N.Èoðãåíòàë

Редактор Л. Пчолинская

Корректор Т. Палий

Заказ 1527 Тираж 396 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101