Деформометр Советский патент 1985 года по МПК E21C39/00 

оо со оо

4

СО

Изобретение относится к горному делу и предназначено для измерения деформаций стенок скважины с последующим вычислением по ним действующих в массиве пород напряжений.

Известно устройство для измерения деформаций стенок скважины, содержащее корпус, уплотняющие манжеты для герметизации, распорный узел, прижимные сегменты и резиновые прокладки с тензорезисторами 1.

Недостаток устройства заключается в его сложности, а также ненадежности работы, обусловленной возможностью электрического замыкания тензорезисторов при проникновении к ним влаги из-за некачественной герметизации уплотняющими манжетами в измерительной скважине.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является деформометр, содержащий корпус с кольцевой проточкой на наружной поверхности, эластичный элемент, охватывающий кольцевую проточку корпуса, и соединенные с эластичным элементом тензорезисторы с проводами. Эластичный элемент выполнен в виде оболочки. Тензорезисторы установлены в пазу, выполненном на наружной поверхности оболочки, а провода тензорезисторов проходят через отверстие оболочки 2.

Данное устройство характеризуется недостаточной надежностью работы и точностью измерения, что обусловлено влиянием на результаты измерения деформации в скважине при ее герметизации эластичной оболочки, воздействующей на тензорезисторы и приводящей при этом к неконтролируемому усилию прижатия тензорезисторов к стенке скважины, изменению их ориентировки, а также возможному обрыву проводов.

Цель изобретения - повышение надежности работы и точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в деформаторе, содержащем корпус с кольцевой проточкой на наружной поверхности, эластичный элемент, охватывающий проточку корпуса, и соединенные с эластичным элементом тензорезисторы с проводами, на наружной поверхности корпуса выполнены дополнительные кольцевые проточки, соединенные канавками, эластичный элемент выполнен в виде трубки, а деформометр -снабжен направляющими втулками, установленными в корпусе перпендикулярно его оси с возможностью перемещения и пластинами для размещения тензорезисторов, установленными на втулках и взаимодействующими с витками трубки, расположенными в центральной проточке.

Кроме того, провода тензорезисторов размещены внутри корпуса.

На фиг. 1 показан предлагаемый деформометр, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг, 1.

Деформометр содержит корпус 1, на наружной поверхности которого выполнены проточки 2, соединенные канавками 3, эластичный элемент, выполненный в виде трубки 4,. уложенной в проточках 2 и канавках 3, причем один конец трубки заглущен пробкой 5, а другой через переходник 6 соединен с трубопроводом 7, предназначенным для соединения с источником давления (не показан), направляющие втулки 8, установленные в корпусе 1 перпендикулярно его

5 оси с возможностью перемещения пластины 9, установленные на втулках 8 и взаимодействующие с витками трубки 4, расположенными в центральной проточке 2, тензорезисторы 10, наклеенные на подложки 11, закрепленные на пластинах 9, и спираль ные пружины 12, удерживающие пластины 9 в исходном (нерабочем) положении. Провода 13 тензорезисторов 10 проходят внутрь корпуса 1 через отверстия во втулках 8 и соединены с разъемом 14.

Деформометр работает следующим образом.

Досылочными штангами (не показаны)

деформометр устанавливается в скважину и ориентируется в ней поворотом вокруг оси. От источника давления, расположенного вне скважины, сжатый воздух (или жидкость) по трубопроводу 7 через переходник 6 подается в трубку 4, которая, расширяясь, закрепляет и центрирует деформометр в измерительной скважине. При

этом группа витков трубки 4, расположенных в центральной проточке 2, передает усилие пластинам 9, которые, перемещаясь с втулками 8, прижимаются вместе с тензорезисторами 10 к стенке скважины. Одновременно группы витков трубки 4 в

0 крайних проточках 2 корпуса 1 герметизируют скважину с обеих сторон от места прижатия тензорезисторов 10.

По показаниям деформометра в процессе разгрузки {выбуривания керна с центральной скважиной, где расположен деформометр) устанавливаются деформации стенки скважин в направлениях ориентации тензорезисторов. Полученные значения деформаций позволяют рассчитать напряжения в массиве горных пород.

0 За счет функционального разделения группы витков трубки для герметизации и прижатия тензорезисторов, равномерного поджатия тензорезисторов к стенке скважины и сохранения их первоначальной (принимаемой для расчета) ориентировки, а также исключения обрыва проводов достигается повышение точности и надежности работы деформометра.

0U2.3

1. ДЕФОРМОМЕТР, содержащий корпус с кольцевой проточкой на наружной поверхности, эластичный элемент, охватывающий проточку корпуса, и соединенные с эластичным элементом тензорезисторы с проводами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы и точности измерения, на наружной поверхности корпуса выполнены дополнительные кольцевые проточки, соединенные канавками, эластичный элемент выполнен в виде трубки, а деформометр снабжен направляющими втулками, установленными в корпусе перпендикулярно его оси с возможностью перемещения, и пластинами для тензорезисторов, установленными на втулках и взаимодействующими с витками трубки, расположенными в центральной проточке. 2. Деформометр по п. 1, отличающийся тем, что провода тензорезисторов размещены внутри корпуса.