Устройство для измерения смещений Советский патент 1983 года по МПК E21C39/00 

IT

uz.f Изобретение относится к горному делу и предназначено для измерения смещений горных пород по оси скважи Известно устройство для определе ния смещений массива горных пород, содержащее реперы и измерительные приспособления СОНедостатком данного устройства является низкая эффективность его работы, связанная с тем, что измери тельные приспособления не могут использоваться многократно. Известно устройство для измерени смещений, содержащее реперы, выполненные в виде колец из диэлектри- ческого материала и с электрически ми контактами, стержень из диэлектрического материала,который пропуще через кольца реперов и имеет электр ческий контакт и проводник, соединя ющий контакты реперов С2 J. Недостатком известного устройств является его малая эффективность, поскольку измерительное приспособле ние, выполненное в виде стержня, мо жет быть использовано только в одно скважине. . Целью изобретения является повышение эффективности измерения за счет сокращения количества измерительных приспособлений и их многократного использования. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения смещений, содержащем реперы, выполненные в виде колец из диэлектри ческого материала и с электрическими контактами, стержень из диэлектрического материала, который пропущен через кольца реперов и имеет электрический контакт и проводник, соединяющий контакты реперов,электр ческие контакты реперов размещены на их внутренней поверхности, а кон такт стержня расположен на его боко вой поверхности и выполнен в виде спирали, при этом шаг спирали равен длине стержня, а сам стержень имеет возможность поворота вокруг своей оси. На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1, на фиг.З - се чение Б-Б на фиг.1; на фиг. - сече ние В-В на фиг.1. Устройство состоит из ряда реперов 1, установленных по оси стержн Репер выполнен в форме кольца из 382 диэлектрического материала и имеет один электрический контакт 2. Все электрические контакты 2 реперов 1 соединены друг с другом проводником 3, включенным в цепь измерительного прибора (не показан ). Стержень k с электрическим контактом 5 в виде спирали установлен в отверстие реперов 1 соосно скважине и имеет возможность вращаться вокруг своей оси. При такой конструкции устройства смещения реперов по оси сважины или па оси стержня приводят к более раннему или более позднему, в зависимое ти от .направления смещения, замыканию контактов репера и стержня при вращении стержня вокруг своей оси, т.е. смещение репера выражается в изменении угла ориентации стержня на момент замыкания электрических контактов. Здесь каждый репер не связан своей струной с аппаратурой, а связан с ней через общий контакт стержня и один проводник, соединяющий контакты всех реперов. Следовательно, отсутствие стесняющих условий и взаимного влияния реперов друг на друга позволяет повысить их количество в одной скважине без ущерба для точности измерений. Кроме того, отсутствует непо--1 средственное соединение стержня с реперами, и поэтому один стержень, снабженный измерительной аппаратурой, может обслуживать несколько скважин с установленными в них реперами, чему способсувует тот факт, что стержень имеет контакт в форме лишь одного витка, что обеспечивает простую расшифровку снятых отсчетов относительно первого репера. Возможность увеличения количества не влияющих друг на друга реперов и применение одного измерительного стержня на нескольких скважинах при небольшой их длине позволяет повысить эффективность исследований. Устройство работает следующим образом. Сразу после сборки устройства в. скважине производят определение начального положения реперов 1, для чего стержень А поворачивают вокруг своей оси на ЗбО° При этом каждый из реперов 1 поочередно замыкает электрическую цепь по схеме прибор (не показан )- контакт 5 - контакт 2проводник 3 прибор. Момент замыкания цепи фиксируется прибором, напри: мер, путем загорания лампочки, и для ЭТОГО момента фиксируется угловое положение стержня t. По известному шагу спирали, с которым установлен .контакт 5, и угловому положению стержня k определяют начальное положение каждого из реперов 1. Затем, по мере надобности, производят снятие отсчетов со скважины, для чего проделывают описанную операцию и производят определение текущего положения реперов 1. Изменение положения репера относительно своего начального положения при его смещении вдоль оси скважины приводит к изменению момента замыкания контактов электрической цепи и соответствующей угловой ориентации стержня. Лосле снятия отсчетов в одном отверстии стержень k извлекают и переносят вместе с прибором в следующую скважину, и операция снятия отсчетов повторяется. В качестве измерительного прибора может, быть, использован из серий но выпускающихся приборов, способный фиксировать угловые перемещения. Простейшим устройством, фиксирующим момент замыкания контактов, может служить батарейка с лампочкой. В лабораторных условиях применения устройства, например при измерении деформаций образцов с отверстия, процесс снятия отсчетов может быть механизирован, для чего стержень 4 соединяют с приводом, вращающим его с постоянной скоростью, а момент замыкания контактов записывают на пленку осциллографа одновременно с метками времени. Рассчитать смещение реперов по этим данным не трудно, и при таком подходе можно производить измерения при кратковременных экспериментах. Это есть наиболее оптимальные условия применения предлагаемого устройства. В целом устройство обеспечивает высокую точность при сравнительно ма108 лых глубинах скважин ( до нескольких метров ). Рекомендуется следующая конструкция для реперов. Они могут быть изготовлены двухслойными, наружный ИЗ эластичного материала, например резины, а внутренний слой из жесткого материала, например эбонита, что облегчает установку и извлечение реперов из скважин и препятствует зажатию стержня при радиальных смещениях скважины. Установку реперов производят с помощью трубы, извлекают с помощью крючьев. Контакт можно изготовить из подпружиненного металлического шарика, заглубляемого в теле репера, В центре шарика проделывают отверстие для размещения общего для всех реперов проводника 3. Установка реперов заключается в следущем, С помощью монтировочной трубы устанавливают дальний от устья отверстия репер с прикрепленным к нему общим проводником. Затем свободный конец общего проводника вставляют в отверстие шарика контакта следующего репера и, перемещая репер вдоль проводника по осискважины, устанавливают его на требуемую глубину и переходят к следующему реперу. Наружный диаметр репера должен быть на 1-2 мм больше диаметра скеажин, что обеспечивает ему надежную установку -за счет эластичных свойств верхнего слоя кольца. Извлечение реперов производится в обратном порядке. Стержень может быть изготовлен из металлического прутка, покрытого слоем изолирующего вещества, например эпоксидной смоты. Поверх изолирущего слоя наклеивается полоска фольги в форме винтовой линии, которая служит контактом стержня,.

УСТРОЙСТВО ДЛЯИЗМЕРЕНИЯ .СМЕЩЕНИЙ, содержащее реперы, выполненные в виде колец из диэлектрического материала и с электрическими контактами, стержень из диэлектрического материала, который пропущен через кольца реперов и имеет электрический контакт и проводник, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности измерений, электрические контакты реперов размет щены на их внутренней поверхности, а контакт стержня расположен на его боковой, поверхности и выполнен в виде спирали, при этом шаг спирали равен длине стержня, а сам стержень имеет возможность поворота вокруг . своей оси.о 0