Устройство для измерения скорости и направления движения грунта относительно подземного трубопровода

Изобретение относится к транспорту углеводородов в нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при эксплуатации трубопроводов, расположенных в местах с возможными оползневыми явлениями, для принятия своевременных мер по их защите от разрушения при перемещениях грунтовых масс, вызванных нарушением весового баланса в результате сезонного оттаивания, насыщения грунта или иными причинами. Устройство для измерения скорости и направления движения грунта относительно подземного трубопровода состоит из измерительного телескопического двухзвенного рычага с датчиком удлинения, шарнира, узла отсчета перемещений. Шарнир и измерительный телескопический двухзвенный рычаг помещены в защитный гибкий футляр, причем измерительный телескопический двухзвенный рычаг в футляре закреплен с помощью пружинных центраторов, а также в измерительный телескопический двухзвенный рычаг встроен узел расстыковки тросика удлинения измерительного телескопического двухзвенного рычага. Технический результат состоит в обеспечении длительной безотказной работы устройства и удобства его обслуживания без трудоемких земляных работ. 1 ил.

 

Изобретение относится к транспорту углеводородов в нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при эксплуатации трубопроводов, расположенных в местах с возможными оползневыми явлениями, для принятия своевременных мер по их защите от разрушения при перемещениях грунтовых масс, вызванных нарушением весового баланса в результате сезонного оттаивания, насыщения грунта или иными причинами.

Известно устройство для измерения направления и скорости движения грунта относительно подземного трубопровода, содержащее корпус, соединенный с ним посредством сферического шарнира измерительный рычаг с измерительным наконечником на одном, выступающем из корпуса конце, двухкоординатный узел отсчета перемещений, размещенный внутри корпуса и взаимодействующий с другим концом измерительного рычага. [1] (Патент RU 2205919, кл. C2 7 E02D 1/100, G01B 5/00, оп. 20.07.2000 г.).

Недостатком данного устройства является малый диапазон и низкая точность измерения перемещений при работе устройства в связных (глинистых) грунтах. Часть измерительного рычага с пластинами находится в грунте, который при своем смещении оказывает сопротивление угловым перемещениям рычага. С увеличением угла наклона рычага уменьшается эффективная площадь пластин, на которую воздействует давление грунта, что уменьшает и силу, вращающую рычаг. По мере увеличения наклона возрастает сила, растягивающая рычаг, а сила давления рычага на грунт соответственно уменьшается. Поэтому при определенном угле наклона силы сопротивления повороту рычага уравновесят силы, вращающие его, и, соответственно, получение информации о перемещениях грунта станет невозможным.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому устройству является устройство для измерения скорости и направления движения грунта относительно подземного трубопровода, измерительный узел которого представляет собой измерительный телескопический двухзвенный рычаг с датчиком удлинения, шарнир, узел отсчета перемещении. [2] (Патент RU 2338031 C2).

Недостатком данного устройства является непосредственный контакт измерительного телескопического двухзвенного рычага и шарнира с грунтом, что может привести к загрязнению и коррозии их трущихся поверхностей и сказаться на их подвижности. Кроме того, затруднено обслуживание устройства. Так как при замене его отдельных элементов необходимо извлекать весь прибор из грунта, что в твердых скальных грунтах зачастую невозможно.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение длительной безотказной работы устройства и удобства его обслуживания без трудоемких земляных работ.

Эта задача решается за счет применения в устройстве для измерения скорости и направления движения грунта относительно подземного трубопровода гибкого защитного футляра, в который помещается измерительный телескопический двухзвенный рычаг и шарнир, а также центраторов и узла расстыковки тросика датчика удлинения измерительного рычага.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что в заявляемом устройстве для измерения скорости и направления движения грунта относительно подземного трубопровода, состоящем из измерительного телескопического двухзвенного рычага с датчиком удлинения, шарнира, узла отсчета перемещений, согласно изобретению, шарнир и измерительный телескопический двухзвенный рычаг помещены в защитный гибкий футляр, причем измерительный телескопический двухзвенный рычаг в футляре закреплен с помощью пружинных центраторов, а также в измерительный телескопический двухзвенный рычаг встроен узел расстыковки тросика датчика удлинения измерительного телескопического двухзвенного рычага.

На фиг.1 представлено заявляемое устройство для измерения скорости и направления движения грунта относительно подземного трубопровода.

Устройство содержит измерительный телескопический двухзвенный рычаг 1, шарнир 2, узел отсчета перемещений 3, датчик удлинения измерительного телескопического двухзвенного рычага 4, тросик 5, гибкий футляр 6, центраторы 7, узел расстыковки тросика датчика удлинения измерительного телескопического рычага 8. Гибкий футляр 6 представляет собой гофрированную трубу, один конец которой закрепляется на шарнирной основании 9, установленном на трубопроводе 10, а второй конец, после установки устройства на объекте, крепится к корпусу узла отсчета перемещений 3. В гибком футляре 6 размещается измерительный телескопический двухзвенный рычаг 1. Центраторы 7 служат для правильного расположения гибкого футляра 6 вдоль оси измерительного телескопического двухзвенного рычага 1 и предотвращения смятия стенок гибкого футляра 6. Таким образом, гибкий футляр 6 предохраняет все движущие элементы измерительного телескопического двухзвенного рычага 1 от попадания грунта. При воздействии грунта на устройство измерительный телескопический двухзвенный рычаг 1 наклоняется и удлиняется, при этом гибкий футляр 6 тоже наклоняется и растягивается благодаря своей гофрированной структуре.

Для извлечения всего устройства на поверхность необходимо отсоединить верхний конец гибкого футляра 6 от корпуса узла отсчета перемещений 3 и извлечь узел отсчета перемещений 3 вместе со звеном 11 измерительного телескопического двухзвенного рычага 1. При этом тросик 5 датчика удлинения 4 отсоединяется от звена 12 измерительного телескопического двухзвенного рычага 1 благодаря узлу расстыковки 8, имеющего пружинные фиксаторы 13, которые выходят из зацепления со звеном 12 измерительного телескопического двухзвенного рычага 1 при приложении определенного усилия на тросик 5. Сборка устройства производится в обратной последовательности: узел отсчета перемещений 3 совместно со звеном 11 измерительного телескопического двухзвенного рычага 1, тросиком 5 и узлом расстыковки 8 устанавливается в гибкий футляр 6 и звено 12 измерительного телескопического двухзвенного рычага 1, при этом узел расстыковки 8 задвигается звеном 11 в звено 12 измерительного телескопического двухзвенного рычага 1 до срабатывания пружинных фиксаторов 13. Верхний конец гибкого футляра 6 закрепляется на корпусе узла отсчета перемещений 3, устройство для измерения скорости и направления движения грунта относительно подземного трубопровода готово к работе.

Источники информации

1. Патент RU 2205919, кл. C2 7 E02D 1/100, G01B 5/00, on. 20.07.2000 г.

2. Патент RU 2338031 C2.

Устройство для измерения скорости и направления движения грунта относительно подземного трубопровода, состоящее из измерительного телескопического двухзвенного рычага с датчиком удлинения, шарнира, узла отсчета перемещений, отличающееся тем, что шарнир и измерительный телескопический двухзвенный рычаг помещены в защитный гибкий футляр, причем измерительный телескопический двухзвенный рычаг в футляре закреплен с помощью пружинных центраторов, а также в измерительный телескопический двухзвенный рычаг встроен узел расстыковки тросика удлинения измерительного телескопического двухзвенного рычага.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительному производству и предназначено для определения морозного пучения грунта при промерзании сезоннопротаивающего слоя. Способ определения морозного пучения грунта при промерзании сезоннопротаивающего слоя включает бурение скважины перед началом его промерзания, отбор образцов грунта, измерение глубины сезонного протаивания ξ, определение на образцах плотности сухого грунта ρd,th.

Изобретение относится к устройствам измерения распределения деформации, использующим в качестве чувствительного элемента оптическое волокно. .

Изобретение относится к области инженерно-геологических изысканий и может быть использовано для отбора проб материала, слагающего россыпные месторождения. .

Изобретение относится к инженерным изысканиям в строительстве при исследовании деформационных свойств грунтов до начала строительства и при реконструкции старых зданий и сооружений, преимущественно лабораторными методами при определении сжимаемости грунта в компрессионном приборе в режиме релаксации напряжений.

Изобретение относится к приборам для измерения деформаций морозного пучения грунта в лабораторных условиях. .

Изобретение относится к приборам для определения деформаций и сил морозного пучения грунта в лабораторных условиях. .

Изобретение относится к транспорту углеводородов в нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при эксплуатации трубопроводов, расположенных в местах с возможными оползневыми явлениями, для принятия своевременных мер по их защите от разрушения при перемещениях грунтовых масс, вызванных нарушением весового баланса в результате сезонного оттаивания, насыщения грунта или иными причинами.

Изобретение относится к области строительства, а именно к передвижным лабораториям, и может быть использовано для исследования свойств мерзлых и немерзлых грунтов в полевых условиях при проведении инженерно-геологических, гидрогеологических и геофизических изысканий для строительства зданий и сооружений.
Изобретение относится к инженерно-геологическим и почвенно-мелиоративным исследованиям почвогрунтов. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к оценке деформационных свойств смесей глинистых грунтов с крупнообломочными включениями при возведении противофильтрационных устройств, тела дамб, плотин, дорог и др., а также оснований сооружений. Способ оценки содержания крупнообломочных включений на характеристики сжимаемости смесей глинистых грунтов включает отбор пробы грунтовой смеси, определение ее плотности и влажности, плотности скелета смеси, разделение пробы на мелкие и крупные фракции, определение содержания мелких Pм и крупных Pк фракций и плотности частиц мелких и крупных фракций, плотности скелета мелкой и крупной фракций в смеси, определение критического содержания мелкой фракции , при котором крупные фракции образуют жесткий скелет из соотношения. Дополнительно проводят испытания в компрессионном приборе образца из мелкой фракции при разных давлениях σ и определяют его характеристики сжимаемости - коэффициент пористости eм для разных давлений σ, коэффициент сжимаемости mом и модуль деформации Eм в интервале давлений от σi до σi+1 , по полученным данным вычисляют характеристики сжимаемости смесей глинистого грунта и строят графики из соотношений, при этом влияние содержания крупнообломочных включений оценивают коэффициентами при сжимаемость смеси уменьшается при наличии крупных включений в образцах. Технический результат состоит в обеспечении определения влияния содержания крупнообломочных включений на характеристики сжимаемости смесей глинистых грунтов. 1 з.п. ф-лы, 3 п., 3 табл., 3 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и мелиорации земель и может быть использовано при отборе вертикального монолита-образца почвогрунтов ненарушенного (природного) сложения с целью определения их водно-физических и фильтрационных свойств. Комплект устройств для отбора вертикального монолита почвогрунтов включает к-е количество тонкостенных металлических цилиндров-монолитоотборников с заостренным нижним торцом треугольной формы, равное , где i - номер диаметра цилиндра (n≥i≥1), n - число цилиндров разного диаметра, кi - число повторностей цилиндра i-го диаметра (кi≥3), и снабжен пригрузом. Пригруз выполнен в виде (m+1) количества металлических цилиндрических грузов одинакового диаметра с возможностью установки их друг на друга и на каждый цилиндр-монолитоотборник с образованием пригруза цилиндрической формы. При этом один из металлических цилиндрических грузов, непосредственно устанавливаемый на цилиндр-монолитоотборник, выполнен с выемкой цилиндрической формы в одном из его торцов, диаметр которой равен внешнему диаметру цилиндра-монолитоотборника, имеющего максимальный из n цилиндров-монолитоотборников диаметр, и осью симметрии, совпадающей с осью симметрии металлического цилиндрического груза. Кроме того, комплект снабжен (n-1) шайбой с внешним диаметром, равным диаметру выемки, и толщиной, равной высоте выемки в торце металлического цилиндрического груза, с возможностью установки каждой из них в выемку с последующей фиксацией в ней. Причем внутренние диаметры шайб неодинаковы и равны внешнему диаметру каждого из (n-1) цилиндров-монолитоотборников, составляя пару: шайба-цилиндр-монолитоотборник. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении точности определения свойств почвогрунтов по генетическим горизонтам почвенного профиля, а также в снижении времени на отбор монолита и трудоемкости работ при отборе качественного образца почвогрунтов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области строительства, а именно к исследованию физико-механических характеристик грунтов динамическим зондированием. Способ динамического зондирования грунтов, при котором погружают штангу с зондом в грунт посредством периодических ударов и во время каждого удара определяют параметры воздействия грунта на датчики измерительной системы, обеспечивая усиление сигналов от датчиков, их аналого-цифровое преобразование, регистрацию и передачу данных, включая зависимость перемещения зонда от времени и зависимость изменения лобового сопротивления от времени, во внешний блок обработки данных с помощью соответствующего программного обеспечения, в результате чего определяют физико-механические характеристики грунта. Зонд погружают в грунт с помощью гидроударной машины. Подъем гидроударной машины после внедрения штанги с зондом, а также извлечение штанги с зондом после внедрения зонда на заданную глубину производят гидроподъемниками. Дополнительно для измерения перемещения зонда при ударе используют внешний датчик перемещения с автономным регистратором. Регистрацию данных производят с помощью блока регистрации, приспособленного для непосредственного соединения с внешним блоком обработки данных (компьютером). Для определения характеристик грунта производят математическое моделирование и решают обратную задачу на основе экспериментальных зависимостей перемещения зонда от времени, изменения лобового сопротивления от времени и других данных. Технический результат состоит в повышении технологичности, производительности и глубинности исследований. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых и строительстве подземных сооружений открытым способом. Техническим результатом является повышение точности определения местоположения потенциальной поверхности скольжения и изменения геомеханического состояния массива горных пород в окрестностях этой поверхности. Способ включает периодическое определение сдвижения реперов, расположенных на откосе горных пород и прилегающей к нему земной поверхности, в вертикальной и наклонной плоскостях и построение полных векторов смещения поверхности откоса. Реперы размещают в скважинах, пробуренных в откосе горного массива, по сдвижению которых рассчитывают величину относительной деформации горных пород в приоткосной зоне для каждой скважины по математической формуле. По линии, соединяющей точки с критическими значениями относительной деформации, определяют границу потенциальной поверхности сдвижения пород приоткосной зоны. 4 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к определению механических свойств грунтов в полевых условиях при проведении инженерно-геологических изысканий и обследовании грунтов в основании существующих фундаментов. Устройство для комплексного определения физических и механических свойств грунтов в полевых условиях содержит анкер, упорную балку, нагрузочный винт, поворотное кольцо, крыльчатку и режущее кольцо. С целью расширения функциональных возможностей и повышения точности измерений оно снабжено: сервоприводом с винтом, установленным на упорной балке, датчиком крутящего момента, закрепленным на штанге с кольцевым штампом, датчиком силы, закрепленным в нижней части сервопривода, датчиком вертикальных перемещений, установленным на репере. Сервопривод, датчик силы, датчик крутящего момента, датчик вертикальных перемещений подключены к блоку управления и через интерфейс к компьютеру, образуя измерительную систему с прямой и обратной связью между датчиками и сервоприводом. Технический результат состоит в повышении точности нагружения и измерения путем автоматического контроля проводимых испытаний. 4 з.п. ф-лы, 1 пр., 5 ил.

Изобретение относится к промышленному или гражданскому строительству, в частности к определению устойчивости мерзлых грунтов, и может быть использовано при строительстве нефте- и газопроводов для установления степени устойчивости грунтов к термоэрозионному размыву. Способ моделирования горизонтального термоэрозионного размыва мерзлых грунтов включает предварительное размещение образца грунта в кювету, насыщение образца грунта водой до заданной влажности, нанесение на поверхность образца ложбины стока определенной ширины и промораживание образца грунта в кювете с закрытой крышкой в холодильной камере до заданной температуры не менее суток, установку кюветы с подготовленным образцом грунта открытым сектором под водоподающее устройство под углом, в зависимости от заданных параметров моделирования, и размыв образца грунта водотоком. Ширина ложбины стока, температура воды и расход водотока являются регулируемыми, при этом проводятся измерения прямых показателей - глубина протаивания и размыва грунта, температура воды, ширина и глубина потока воды за выбранный интервал времени, на основе которых определяются косвенные параметры термоэрозионного размыва: интенсивность размыва, противоэрозионная устойчивость грунта, механическая энергия потока воды, тепловая энергия потока воды, тепловой поток, расходуемый на плавление мерзлого грунта, тепловой поток за счет диссипации механической энергии, коэффициент теплообмена между потоком воды и мерзлым грунтом по приведенным зависимостям. Технический результат состоит в обеспечении определения совокупности параметров, характеризующих процесс термоэрозии грунтов под воздействием водного потока. 3 табл., 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для отбора почв с нарушенной структурой и может быть использовано при извлечении различного типа почвенно-грунтовых образцов в полевых условиях для комплексного анализа земли сельскохозяйственного назначения. Техническим результатом является повышение производительности отбора почвы и расширение функциональных возможностей. Устройство состоит из корпуса, электродвигателя с валом и накопительного цилиндра-бура. При этом электродвигатель с валом установлен внутри и вдоль вертикальной оси корпуса, выполненного в виде треугольной фермы, состоящей из верхнего и нижнего поясов, которые соединены между собой стойками, имеющими вертикальные пазы для направляющих, установленных внутри фермы перпендикулярно к стойкам с возможностью вертикального перемещения вдоль них и соединенных с корпусом электродвигателя, снабженного рукоятками, выходящими за пределы корпуса. Причем вал электродвигателя снабжен магнитострикционным генератором и на конце имеет телескопический стержень для съемных накопительных цилиндров-буров, подбираемых в зависимости от типа почвы. 2 ил.

Изобретение относится к устройству диагностики и прогноза состояния грунтовых технических систем на слабых грунтах и оползневых склонах. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности устройства при однократном воздействии вибродинамической нагрузки с сохранением высокой точности измерения. Устройство для измерения деформаций грунтов содержит полую стойку, чувствительный элемент, предназначенный для восприятия сдвигающих усилий при смещении грунта, и регистрирующее устройство, включающее измерительную часть, предназначенную для измерения изменения положения чувствительного элемента под действием сдвигающих усилий при смещении грунта, и соединенную с ней регистрирующую аппаратуру, предназначенную для преобразования изменения положения чувствительного элемента под действием сдвигающих усилий в величину смещения грунтов. При этом чувствительный элемент выполнен в виде стержня с коническим наконечником и установлен в полой стойке, и снабжен фиксатором, предназначенным для удержания стержня в вертикальном положении после погружения стойки с чувствительным элементом в скважине и установленным на стержне с возможностью перемещения его вдоль стержня и с возможностью обеспечения свободного отклонения стержня от первоначального положения под действием сдвигающих усилий грунта. Измерительная часть регистрирующего устройства представляет собой горизонтальную пластину с установленными на ней измерительными датчиками для измерения углов наклона стержня относительно оси скважины, при этом горизонтальная пластина регистрирующего устройства укреплена на стержне чувствительного элемента над фиксатором чувствительного элемента. 3 з.п. ф-лы, 4 пр., 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к устройству для измерения скорости и направления движения грунта относительно подземного трубопровода, расположенного в местах с возможными оползневыми явлениями. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения перемещения грунта. Устройство для измерения скорости и направления движения грунта относительно подземного трубопровода состоит из измерительного телескопического двухзвенного рычага с датчиком удлинения, шарнира, узла отсчета перемещений с блоком акселерометров. Причем устройство дополнительно содержит два измерительных телескопических двухзвенных рычага с датчиками, один из которых шарнирно закреплен на трубопроводе и установлен узлом отсчета перемещений вниз, а второй своим якорем установлен в грунт, не подверженный оползневым явлениям, и соединен шарниром с трубопроводом. 1 ил.

Изобретение относится к области физики материального (контактного) взаимодействия, а именно к способу определения угла φн внутреннего трения и удельного сцепления - сн материальной связной среды нарушенной структуры, воспринимающей давление свыше гравитационного. Способ определения физических параметров прочности нарушенной структуры материальной среды заключается в определении при лабораторном сдвиге образцов среды ненарушенной структуры в условиях компрессии угла φ=φстр внутреннего трения и удельного сцепления с=сстр среды ненарушенной структуры при построении графика Кулона-Мора τi=pi·tgφстр+сстр предельного состояния среды под давлением pi, где τi - напряжение сдвига среды под давлением сжатия pi. Для определения угла внутреннего трения среды с нарушенной структурой, образующейся при достижении под штампом давления, равного бытовому давлению рстр.б=рб=(γ·h-сстр)ctgφстр на отметке h массива ее естественного сложения, определяют угол θ=φстр+φн=arcsin[2sinφстр/(1+sin2φстр)]. Определяют угол внутреннего трения среды с нарушенной структурой по выражению φн=θ-φстр, а удельное сцепление материальной среды с нарушенной структурой определяют по зависимости с н = с с т р [ 2 − t g φ н t g φ с т р ] . Технический результат - получение связи физических параметров прочности φн и сн нагруженной материальной среды сверх природного гравитационного (бытового) давления с параметрами структурной прочности среды φстр и сстр.2 ил.

Изобретение относится к транспорту углеводородов в нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при эксплуатации трубопроводов, расположенных в местах с возможными оползневыми явлениями, для принятия своевременных мер по их защите от разрушения при перемещениях грунтовых масс, вызванных нарушением весового баланса в результате сезонного оттаивания, насыщения грунта или иными причинами. Устройство для измерения скорости и направления движения грунта относительно подземного трубопровода состоит из измерительного телескопического двухзвенного рычага с датчиком удлинения, шарнира, узла отсчета перемещений. Шарнир и измерительный телескопический двухзвенный рычаг помещены в защитный гибкий футляр, причем измерительный телескопический двухзвенный рычаг в футляре закреплен с помощью пружинных центраторов, а также в измерительный телескопический двухзвенный рычаг встроен узел расстыковки тросика удлинения измерительного телескопического двухзвенного рычага. Технический результат состоит в обеспечении длительной безотказной работы устройства и удобства его обслуживания без трудоемких земляных работ. 1 ил.

Наверх