Многокомпонентный гидродеформометр дляопределения деформаций ctehok скважин инапряжений b горных породах

 

ОП И САН И Е(п1827787

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СОюз СОВетских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.06.79 (21) 2778560/22-03 с присоединением заявки № (51) М. Кл.з

Е 21С 39/00

Е 21В 47/08

Е 21В 59/00

Государтеоииый комитет (23) П

23 Приоритет (53) УДК 622.35 (088.8) по делам изобретений (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 и открытий (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (72) Авторы изобретения В. И. Борщ-Компониец, М. В. Курленя и Ю. А. Лебедев

k (71) Заявитель Московский ордена Трудового Красного Знамени геоло орйзведочный институт им. С. Орджоникидзе

f (54) МНОГОКОМПОНЕНТНЫЙ ГИДРОДЕФОРМОМЕТР

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ СТЕНОК СКВАЖИН

И НАПРЯЖЕНИЙ В ГОРНЪ|Х ПОРОДАХ

Изобретение относится к горному делу, а может быть использовано для исследования напряженного состояния массива горных пород и конструктивных элементов систем разработки месторождений полезных ископаемых.

Известно устройство для определения деформаций стенок скважины и найряжений в горных породах, включающий съемный цилиндрический корпус, стержень с выступами и эластичную оболочку (1).

Недостатком указанного устройства является невозможность определения напряженно-деформированного состояния породного массива одновременно по различным направлениям.

Наиболее близким является многокомпонентный гидродеформетр, определения деформаций стенок скважин и напряжений в горных породах, включающий съемный цилиндрический корпус, фигурный стержень с выступами, эластичные измерительные камеры (2).

Недостатком указанного устройства является низкая точность измерения напряженно деформированного состояния породного массива, обусловленная невозможностью создания в измерительных камерах фиксированного высокого начального давления, приводящего к вытеканию эластичной камеры в зазор между фланцем и стенками скважины или к ее разрыву.

Целью настоящего изобретения является расширение области применения устройства и повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что корпус гидродеформометра выполнен в виде нескольких секторных элементов, снабженных продольными цилиндрическими па1р зами, образующими с такими же пазами на выступах фигурного стержня цилиндрические полости для размещения эластичных измерительных камер, причем каждая эластичная камера имеет дополнительный

15 стержень, герметизирующие обоймы, установленные с возможностью взаимодействия с дополнительными стержнями и соединенные с секторными элементами шайбами, которые жестко закреплены на торцах секторных элементов и установлены с возможностью радиального перемещения относительно торцов фигурного стержня.

На фиг. 1 изображен вид деформометра сбоку, совмещенный с продольным разрезом; на фиг. 2 — вид с торца, совмещенный с поперечным сечением.

Гидр одеформо метр включает цилиндрический съемный корпус, состоящий из нескольких секторных элементов 1 с проЗО дольными цилиндрическими пазами, фигур827787

15 ный стержень 2 с продольными цилиндрическими пазами на выступах, эластичные измерительные камеры 3, каждая из которых имеет дополнительный стержень 4, герметизирующие обоймы 5, специальные шайбы 6, надетые до упора на обоймы 5 и жестко закрепленные на торцах секторных элементов с возможностью радиального перемещения относительно торцов фигурного стержня 2. При этом для возврата устройства в исходное состояние каждая пара диаметрально противоположных секторных элементов снабжена упругими кольцами 7 из эластичного материала.

Кроме того, фигурный стержень снабжен центральным отверстием 8 с резьбой для крепления досылочной штанги, герметизирующие обоймы снабжены штуцерами 9, а дополнительные стержни — каналами 10 для нагнетания рабочей жидкости в полости между стержнями и эластичными оболочками.

Устройство работает следующим образом.

С помощью досылочной штанги деформометр помещают на необходимую глубину измерительной скважины, ориентируя при этом эластичные измерительные камеры в заданных направлениях. Насосным устройством по напорным трубопроводам, соединенным штуцерами 9 посредством каналов

10 с измерительными камерами, нагнетают в них рабочую жидкость. Давление жидкости расширяет эластичные оболочки камер 3 и перемещает секторные элементы

1 с закрепленными на них специальными шайбами 6 в радиальном направлении по выступам фигурного стержня до контакта со стенками скважины, при этом специальные шайбы удерживают эластичные камеры от вытекания в зазор между фланцем и стенками скважины.

Давление, необходимое для обеспечения плотного контакта между секторными элементами деформометра и стенками скважины считают начальным. Повышая давление в измерительных камерах, выбирают необходимое рабочее давление, перекрывают гидросистему и по монометрам ведут наблюдения за изменением давления в измерительных камерах. По данным измерений и тарировочным зависимостям судят о напряжениях в горных породах.

Зо

4

По окончании измереййй в гидросистеме деформометра снимается давление и его извлекают из скважины. Предлагаемое устройство позволяет расширить область применения гидродеформометров за счет активного воздействия измерительными камерами на стенки скважин, а также повысить точность измерений за счет выбора оптимального рабочего давления в измерительных камерах и возможности измерения деформаций стенок скважин в заданных направлениях.

Формула изобретения

1. Многокомпонентный гидродеформометр для определения деформаций стенок скважин и напряжений в горных породах, включающий съемный цилиндрический корпус, фигурный стержень с выступами и эластичные измерительные камеры, о тл ичающийся тем, что, с целью расширения области применения устройства и повышения точности измерений, корпус гидродеформометра выполнен в виде нескольких секторных элементов, снабженных продольными цилиндрическими пазами, образующими с такими же пазами на выступах фигурного стержня цилиндрические полости для размещения эластичных измерительных камер, причем каждая эластичная камера имеет дополнительный стержень, герметизирующие обоймы, установленные с возможностью взаимодействия с дополнительными стержнями и соединенные с секторными элементами шайбами, которые жестко закреплены на торцах секторных элементов и установлены с возможностью радиального перемещения относительно торцов фигурного стержня.

2. Гидродеформометр по п. 1, о т л и ч ающи и с я тем, что его корпус выполнен в виде четырех секторных элементов, а каждая пара диаметрально противоположных секторных элементов снабжена упругим кольцом из эластичного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2738622/22-03, кл. Е 21С 39/00, 28.09.79.

2. Авторское свидетельство СССР № 318802, кл. E 21В 59/00.

827787 бРиг. 2

Редактор Т. Авдейчик

3 к аз 649/17 Изд. № 304 Тираж 634 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Л. Березкина

Техред Л. Куклина

Корректоры: Е. Осипова и А. Галахова