Устройство для измерения деформаций горных пород в скважинах Советский патент 1983 года по МПК E21C39/00 

12

21

СЛ

сл

00

СЛ

6 п№19 го Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении деформации горных пород. Известно устройство, включающее гидроподушку в виде герметичной емкости, заполненную рабочей жидкостью, гидронасос, тензодатчики и регистрирующее устройство 1. Недостатком устройства является сложность конструкции, небольшая точность измерений и невозможность многоразового использования. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения деформации горных пород в скважинах, включающее корпус с герметичной емкостью, заполненной рабочей жидкостью, узел подвода жидкости, подпружиненный пуансон для взаимодействия со стенками скважины и измерительный поршень, жестко соединенный с сердечником каз-ушки индуктивности 2. Недостатком устройства является сложность конструкции и трудоемкость при установке его в скважине. Цель изобретения - упрощение конструкции устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения деформации горных пород в скважинах, включающее корпус с герметичной емкостью, заполненной рабочей жидкостью, узел подвода жидкости, подпружиненный пуансон для взаимодействия со стенками скважины и измерительный порщень, жестко соединенный с сердечником катушки индуктивности, снабжено подпружиненным компенсационным поршнем, а измерительный поршень размещен соосно с пуансоном и жестко соединен с ним, при этом узел подвода жидкости выполнен в виде трубы и размещенного между ней и емкостью управляемого обратного клапана. Кроме того, управляемый обратный клапан имеет запорный орган, выполненный с осерадиальным каналом,сообщающим напорную магистраль с заклапанным пространством, и снабжен дополнительной катушкой индуктивности и взаимодействующей с ней подпружиненной запорной втулкой из магнитного материала, установленной на запорном органе с возможностью осевого перемещения. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство состоит из корпуса 1, жестко соединенного со штангой 2, пуансона 3, жестко соединенного со штоком 4 измерительного поршня 5, который в свою очередь, жестко соединен с сердечником 6 индуктивной катушки 7, компенсационного tuipiiiiiH 8 с пружиной 9, заглушек 10 и 11 ч уз/ia подпода жидкости н устройство. 75 Между измерительным поршнем 5 и перегородкой 12 установлена пружина 13. Узел подвода жидкости состоит из конусного клапана 14 с осерадиальным каналом 15седла 16,пружин 17 и 18, запорной втулки 19 с-каналами 20, катущки 21 индуктивности. Втулка 19 изготовлена из стали. Пружины 17 и 18 необходимы для удержания клапана 14 в закрытом состоянии и предотвращения утечек жидкости из внутренних полостей устройства. Втулка 19 может перемещаться вдоль клапана 14 под воздействием индуктивной катушки 21. Устройство работает следующим образом. С помощью досылочных щтанг 2 его размещают в скважине на необходимой глубине и подают по щтангам 2 жидкость (например, воду) под давлением. Под действием воды клапан 14 вместе с втулкой 19 смещается влево и между ним и седлом 16образуется щель, через которую вода по каналам 20 попадает внутрь устройства и отжимает измерительный поршень 5 вместе с пуансоном 3 вверх до упора последнего в стенку скважины. После того, как давление воды внутри штанги и внутри устройства выравняется, пружина 18 прижимает клапан 14 к седлу 16, а пружина 17прижимает втулку 19 к клапану 14. Затем вода из щтанг 2 сливается, а вода внутри устройства остается под заданным давлением. При помощи регистратора (не показан), размещенного вне скважины, фиксируются показания индуктивной катушки 7, принимая ее за исходную - «нулевую. Деформация стенок скважинь, вызванная смещением горных пород, смещает вниз пуансон 3 и через шток 4 смещает измерительный поршень 5 и сердечник 6. Вода, вытесняемая измерительным поршнем 5, смещает влево компенсационный поршень 8, который сжимает пружину 9. Сердечник 6, перемещаясь вдоль катушки 7 индуктивности, вызывает изменение ее индуктивности. Это изменение фиксируется регистратором и позволяет судить о величине деформации горного массива. Сигнал от индуктивной катушки передается по кабелю (не показан), который размещен внутри штанг 2. После окончания работ по кабелю подается напряжение на катушку 21 индуктивности и запорная втулка 19, сжимая пружину 17, смещается к середине катушки 21. Внутренняя полость устройства оказывается сообщенной с атмосферой, и вода по каналу 20 во втулке 19 и по осерадиальному каналу 15 в клапане 14 выливается внутрь щтанги 2. Пружина 13 смещает вниз измерительный порщень 5, который штоком 4 втягивает пуансон 3 внутрь корпуса 1. После этого устройство может быть извлечено из скважииы.

У предлагаемого устройства по сравнению с известным отсутствует расклинивающий узел с ручным приводом. Это позволяет не только уменьшить размеры конструкции устройства, но и освободить полость скважины от размещения Вней тросов расклинивающего узла и кабеля. Кабель пропущен через став досылочных щтанг, что предотвращает возможность его повреждения о стенки скважины, а корпус без резко выступающих деталей предотвращает заклинивание устроЙ9тва в скважине.

Заполнение внутренней полости устройства водой осуществляется из щахтной водопроводной сети и приведение устройства в рабочее состояние не представляет затруднений.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИИ ГОРНЫХ ПОРОД В СКВАЖИНАХ, включающее корпус с герметичной емкостью, заполненной рабочей жидкостью, узел подвода жидкости, подпружиненный пуансон для взаимодействия со стенками скважины и измерительный поршень, жестко соединенный с сердечником катушки индуктивности, отличающееся тем, что,с целью упрощения конструкции устройства, оно,снабжено подпружиненным компенсационным поршнем, а измерительный поршень размещен соосно с пуансоном и жестко соединен с ним, при этом узел подвода жидкости выполнен в виде трубы и размещенного между ней и емкостью управляемого обратного клапана. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что управляемый обратный клапан имеет запорный орган, выполненный с осерадиальным каналом, сообщающим напорную магистраль с заклапанным пространством, и снабжен дополнительной катушкой индуктивности и взаимодействующей с ней подпружиненной запорной втулкой (Л из магнитного материала, установленной на запорном органе с возможностью осевого перемещения.