Эхолот для измерения глубины скважин

 

п11 570703

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.06.75 (21) 2147490, 03 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30,08.77. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 01.09.77 (51) М. Кл. Е 21В 47, 04

G 01F 23/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 556.343(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. Б. Аранович и Л. H. Руднев

Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции, ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Г. В. Плеханова (54) ЭХОЛОТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ СКВАЖИН

Изобретение относится к звуколокационной технике, в частности к устройствам для измерения расстояний в газовой среде, а более конкретно для измерения глубины взрывных скважин в горнодобывающей промышленности.

Известен эхолот, предназначенный для измерения расстояний в газовой среде, содер?кащий генератор, коммутирующие устройства, электроакустический преобразователь, усилитель и регистратор измеряемых расстояний (1).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является эхолот для измерения глубины сква?кин, включающий электрическую схему, приемоизлучающее,устройство и индикатор (2).

Однако схема прибора и индикатор такого эхолота позволяют фиксировать только одно измеряемое расстояние, а приемоизлучающее устройство не позволяет измерять глубину скважин различного диаметра непосредственно от их устья. Кроме того, данный эхолот не обеспечивает точность измерения расстояния, так как не учитывает фактической скорости звука, которая меняется в зависимости от температуры, влажности и других параметров шахтной атмосферы, что отрицательно сказывается на производительности и точности измерений.

Целью изобретения является повышение производительности и точности измерений в сква?кинах .различного диаметра.

Это достигается тем, что приемоизлучающее

5 устройство выполнено в виде полой усеченной конусной насадки с наружным упорным кольll 0 M i i ? i o B I i?K H bI M H р е Й к а ми, D o c H o !3 a I I I! i которой на базовом расстоянии от внутреннего кольцевого выступа насадки, кратном цене

10 деления отсчетной шкалы индикатора, установлен электроакустический преобразователь, причем индикатор выполнен проблесковым с вращающимся диском, имеющим коллимационную шсль с утолщением.

15 На фиг. 1 представлена схема предлагаемого эхолота; на фиг. 2 — схема работы эхолота при измерении глубины скважины; на фиг. 3 — кинематическая схема проблескового индикатора; на фиг. 4 — отсчетная круго20 вая шкала индикатора.

Эхолот включает проблесковый индикатор

1, генератор 2, коммутатор 3, соединенный с

2 ii 3 e!i pon ii = j . i !ecicmi преооразователсм 4, l ñè",èòåëü 5, кон, сную насад25 ку б, имеющую внут",еннпй кольцевой калпб розочнь и HLIcTi II 7 H Hi .p жное I lорпое Ko Ibцо 8 с подвижнымц отсчстнымп рсй амн 9, которая уcTàíoâëå:ÿ в устье скважины 10. В основании коцусной насадки помещен элсктго30 акустический преобразователь 4. Упорное

570703

55 кольцо 8 с рейками 9 крепйтся на насадке с помощью фиксатора 11. Эластичное покрытие

12 обеспечивает плотный контакт конусной насадки с устьем скважиы. Генератор, коммутатор, усилитель и блок питания, составляющие электрическую схему, устройства, помещены в контейнер 13, связь между которым и элекпроакустическим преобразователем осуществляется кабелем 14.

На валу 15 электродвигателя с корректором показаний 16 имеются контактные кольца

17 и 18, которые через токосъемники 19 и 20 и подводящие провода 21 соединяются соответственно со входом генератора и выходом усилителя. На конце того же вала закреплен диск 22, имеющий утолщение с коллимационной щелью 23 и индикаторной неоновой лампочкой 24. Все перечисленные узлы помещены в кожух 25, в торце которого находится прозрачная отсчетная круговая шкала 26 с делениями. Коллимационная щель 23 представляет собой про резь в утолщении диска 22.

По внешней окружности шкалы 26 нанесены деления 27, число которых соответствует наибольшему значению глубины измеряемых скважин. Нулевой импульс 28 показывает начало отсчета, калибровочный импульс 29 — базовое расстояние и импульс 30 — измеряемое расстояние.

Буквой Н обозначена определяемая глубина скважины, L — измеряемое эхолотом расстояние между электроакустическим преобразователем и забоем скважины r — измеряемое эхолотом базовое расстояние, 1 — расстояние от электроакустического преобразователя до устья скважины (домер).

Работает эхолот следующим образом.

Конусную насадку 6 устанавливают в .устье скважины и по рейке 9 определяют домер l.

Включают рабочий режим эхолота, при котором происходит непрерывное вращение д иска

22 с неоновой лампочкой 24, В момент прохождения коллимационной щели 23 через начало отсчета шкалы 26 замыкается контакт кольца 18 с токосъемником 20 и происходит запуск генератора 2, который через коммутатор 3 подает электрический импульс на электроакустический преобразователь 4. Электрический импульс преобразуется в акустический, последний, распространяясь в среде, сначала отражается от кольцевого калибровочного выступа, а затем от забоя скважины с расстояния L. Отраженные импульсы, пройдя через коммутатор 3 и усилитель 5, поступают на токосъемник 19 и контактное кольцо 17 и вызывают вспышку неоновой лампочки 24. Корректором показаний 16, который представляет собой встроенный в электродвигатель центробежный регулятор скорости вращения, изменяют скорость вращения диска 22 до совмещения калибровочного импульса 29 с первым или кратным делением шкалы 26. Равенство калибровочного отсчета шкалы базовому расстоянию означает соответствие скорости вращения диска 22 фактической скорости распространения звука в данной среде. После калибровки берут отсчет по импульсу 30, т. е. определяют расстояние L от электроакустического преобразователя до забоя скважины.

Отсчеты по шкале 26 практически не имеют ошибок параллакса благодаря коллимационной щели, глубина кото рой равна величине утолщения диска. Искомая глубина скважины

H определяется как разность между расстоянием L и домером 1.

Предлагаемый эхолот позволяет измерять скважины любого из существующих диаметров с высокой производительностью и точностью. Время измерения веера из шестнадцати скважин составляет 2 — 7 мин, что означает повышение производительности замеров в среднем в 8 — 10 раз в сравнении с ранее применявшимися средствами мак ршейдерского контроля взрывных скважин.

Формула изобретения

Эхолот для измерения глубины скважин, включающий электрическую схему, приемоизлучающее устройство и индикатор, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и точности измерений в скважинах различного диаметра, приемоизлучающее устройство выполнено в виде полой усеченной конусной насадки с наружным упорным кольцом и подвижными рейками, в основании которой на базовом расстоянии от внутреннего кольцевого выступа насадки, кратном цене деления отсчетной шкалы индикатора, установлен электроакустический преобразователь, причем индикатор выполнен проблесковым с вращающимся диском, имеющим коллимационную щель с утолщением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Колесников И. К. Основы гидроакустики и гидроакустические станции. Л., «Судостроение», 1970, с. 306.

2. Авторское свидетельство № 340900, кл. G

01F 23/00, 1973.