Устройство для измерения уровня жидкости в скважине Советский патент 1983 года по МПК E21B47/04 

ff

Изобретение относится к строителству и может быть использовано для экспресс-каротажа скважин, преимущественно наклонных, буримых при цементации оснований плотин или под установку глубоких анкеров, а также при полевых гидрогеологических изысканиях и исследованиях и с другими целями. .

Известен уровнемер для экспрессопределения уровня воды в вертикальных скважинах, содержащий мерный шнур с разметкой и прикрепленный к нему индикатор, которцй-может быть. выполнен или в виде датчика-электрода (в эл.ектроуро-внемере) , или в виде, хлопушки, т.е. трубки, закрытой с того конца, где прикрепляется шнур. Измерения, этим уровнемером производятся путем опускания его в скважину до соприкосновения с водой и извлечения на дневную поверхность d J. .

Недостаггком этого уровнемера является то, что он предназначен только для вертикальных скважин и не может быть использован в наклонных . скважинах, .поскольку при опускании в скважину уровнемер тормозится ее стенками и останавливается, не достгая поверхности жидкости, особенно если расстояние до нее (считая о устья) составляет более 10 м.

Известно также устройство для экспресс-измерения уровня жидкости наклонной скважине, содержащее рродольный элемент, выполненный в виде стержня, на одном конце которого жестко закреплен индикатор в.видедатчика-электрода или хлопушки, а другой конец связан с мерным шнуром, и грузы обтекаемой формы, закрепленные на продольном элементестержне, проходящем через центральные отверстия грузов, которые не имеют возможности вращения вокруг оси, перпендикулярной к стержню. Кроме того, грузы могут иметь обоймы с расположенН лми в них шариками. Измерение глубины уровня жидкости в наклонной скважине этим уровнемером заключается в том, что он опускаетс в нее путем скольжения по наклонной желобчатой поверхности скважины под действием составляющей силы тяжести грузов до соприкосновения индикатор с жидкостью. Глубина воды от устья скважины фиксируется по мерному шнуру, после чего устройство извлекается на дневную поверхность t23.

Недостатки этого устройства заключаются в следующем. При опускании в скважину, пробуренную в скале, он может затормозится и не достигнуть поверхности жидкости, если поверхность стенок скважины имеет большую шероховатость или каверны, особенно при пологих углах наклона скважины

к горизонту. Проходимость устройства по наклонной скважине несколько повышается, когда гладкие грузы имеют обоймы с шариками по всей поверхности обойм, однако такое повышение проходимости оказывается заметным образом только в достаточно чистых скважинах, пробуренных в крепких, породах где нет большого осыпания стенок и широких трещин, редко встречаемых на практике. Чаще всего гнезда в обоймах под шарики забиваются песком и глиной и перестают вращаться, в результате чего налипает много грунта на поверхность обойм между шариками и грузы становятся более тормозящимися , чем грузы без обойм с шариками. Это делает устройство.ненадежным в работе,особенно при проведении измерений уровня воды в достаточно, глубокой и сильнозагрязненной скважине. При подъеме устро.йства из скважины оно может -либо создать пробку из осыпавшегося грунта, либо заехать в длинные и глубокие каверны и упереться торцом продольного элементастержня в уступ каверны. В этих случаях устройство не может быть, извлечено на поверхность и оставляется в скважине. При этом может оказаться бросовой и .дама ск важина, если заклинившееся устройство и мерный шнур Н€г позволят использовать эту скважину для довторых измерений или для установки в нее анкерных конструкций, что потребует дополнительных затрат труда на бурение новой скважины. Изготовление обойм с шариками и уход за ними при эксплуатации трудоемки, что снижает производитёль г ность труда. Такая конструкция ус±ройства требует повышенного расхода материала на 4actryTO замену мерного шнура, так как. он быстро перетирается о кромки уступов каверн, поскольку при подъеме уровнемера натянутый шнур имеет сильный перегиб на таких уступах...

Цель изобретения - повышение надежности в работе в наклонных скважинах. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения уровня жидкости в скважине, содержащее стержень, грузы обтекаемой формы;, . прикрепленный к стержню с .одной стороны мерный шнур, а с другой - индикатор, стержень выполнен в виде двух жестко соединенных межд.у собой скоб и снабжен серьгой, размещенной между мерным шнуром и скобами, при этом грузы расположены между скобами на осях, перпендикулярных осям скоб.

Кроме того, устройство снабжено колесами,, установленными в месте присоединения серьги к скобам и выступающими за торец последних. На фиг. 1 изображено предлагаемо устрой.ство в наклонной- скважине, ви сбоку; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - устройство с серьгой, вид сбоку-; н.а фиг. 5 - устройство с серьгой- и с колесами на торце скоб; на фиг. б - устройство при упирании в уступ каверны (отсут ствуют Серьга и колеса). Устройство для измерения уровня жидкости в скважине состоит из двух же.стко соединенных между собой скоб 1, в нижней части которых жест ко закреплен индикатор 2 в виде рас труба, обращенного открытым торцом в. сторону забоя скважины, а другой конец их связан с шнуром 3, межfly скобами расположены грузы 4 обтекаемой ормы, напримерв форме .эллипсоидов или бочек, которые наса жены на оси 5 (фиг. 1)., Для исключения заклинивания -уров немера в кавернах при его подъеме верхняя часть скоб снабжена . гой б, закрепленной на оси 7, к которой прикреплен мерный шнур 3 (фиг. 4)... Для улучшения проходимости по скважине при подъеме устройст во снабжено колесами 8, насаженными на ось 7 по обе стороны от серьги, причем колеса выступают за торец скоб (фиг. 5). С целью повышения проходимости устройства по.скважине грузы могут быть насажены на оси (или полуоси). 5 через подшипники. Для облегчения Переноса устройства от скважины к скважине грузы могут быть облегчены путем выполнения в них внутренних иолостей. Индикаторы 2 могут быть выполнен в виде датчика-электрода, от которого к мерному шнуру по скобам прокладывается провод, а сам мерный шнур выполняется из электропроводящего изолированного материала. В этом случае устройство используется как электроуровнемер. Устройство работает следующим об разом. Устройство опускают в скважину н шнуре, причем за счет скатывания на вращающихся грузах и за счет их эллипсоидной (или бочкообразной) формы обеспечивается безостановочное дв жение устройства по скважине независимо от неровностей поверхности стенок скважины и их загрязненности Опускание производят до удара индикатора о поверхность воды, что сопровождается характерным гулким звуковым сигналом - хлопком, и по длине мерного шнура, ушедшего в скважину до появления этого сигнала, определяют на .устье глубину уровня воды в скважине 1, после чего мерный шнур сматывают, устройство извлекают, переносят на другую скважину и измерение повторяют. При оснащении устройства серьгой 6 тянущее усилие, передаваемое устройству оператором посредством мерного шнура, .прикладывается к нему через рычаг, образуемый серьгой, что приподнимает его и помогает-преодолеть уступ глубокой каверны (фиг. 4). При отсутствии такой серьги устройство может упереться торцом скоб в уступ, что не позволит извлечь, его из скважины (фиг. 6). При оснащении устройства торцовыми колесами 8 процесс преодоления уступов глубоких каверн облегчается,- поскольку при этом торец скоб перекатывается через уступ. Оснащение устройства серьгой и торцовыми колесами помимо повышения проходимости его по скважине при подъеме уменьшает также опасность обрыва и быстрого изнашивания мерного шнура из-за перетирания о кромки уступов каверн, дольше сохраняет разметку на ш.нуре и требует меньших Физических усилий оператора. - В варианте исполнения предлагаемого устройства в виде злектроуровнемера фиксация глубины уровня жидкости по мерному шнуру производится в момент отклонения стрелки на милли амперметре или по загоранию электрической лампочки, подсоединенным к мерному шнуру возле устья скважины. Наличие в электроуровнемере шарнирной серьги 6 и торцовых колес 8 повышает срок службы изолированного электропроводного шнура за счет уменьшения истирания изоляции о кромки уступов каверн. Преимущество предлагаемого устройства для измерения уровня жидкости состоит в том, что оно позволяет надежно измерять уровень воды в наклонных скважинах, пробуренных преимущественно в скальных и полускальных породах. При этом оно просто в изготовлении, удобно в работе, имеет долгий срок службы, не требует частой замены мерного шнура и может использоваться как глубиномер для оперативного определения глубин скважин при приемке выполненных буровых работ и контроле их качества.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ В СКВАЖИНЕ, содержащее стержень, грузы обтек аемой формы прикрепленный к стержню с одной стороны мерный шнур, а с другой - индикатор., отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе в наклонных скважинах, стержень выполнен в 1зиде двух жестко соединенных между собой скоб и снабжен серьгой, размещенной между мерным шнуром и скобами, при этом грузы расположены между. скоба чи на осях, перпендикулярных осям скоб. 2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что оно снабkn жено колесси 4и, установленными в месте присоединения серьги к скобам и выступающими за торец последних.