Устройство для определения состояния горных пород в массиве Советский патент 1985 года по МПК E21C39/00 

ел 1 Изобретение относится к средствам контроля свойства и состояния горны пород в массиве, к устройствам ультразвукового измерения скоростей распространения упругих волн в маесине гор1Ц 1х пород с последующим опре делением физических свойства и дейст вующих в нем напряжений. Известно устройство, включающее зонд, сист.ему преобразователей, блок возбуждения, измерительную и регистрирующие части, коммутатор, причем расположенные на зонде преобразовате ли строго ориентированы друг относительно друга . Это устройство позволяет регистри ровать характеристики состояния массива только в направлении шпура (скважины ), в котором располагается зонд. Известно устройство дпя определения состояния горных пород в массиве включающее ультразвуковой прибор, основной и параллельный зодп.ы с электрокабелем, досылочные штанги, фиксатор для закрепления положения и взаимной ориентировки зондов, пневмоприводы и резервуар для сжатого воздуха 2. Это устройство не позволяет perHC рировать характеристики массива в направлении, совпадающем с направлением шпуров в которые вставлены зонды. Цель изобретения повьшение точности определения состояния массива путем измерения скорости упругих вол в трех различных направлениях. Цель достиЬается тем, что устройс во, включающее ультразвуковой прибор основной и параллельный зонды с электрокабелем, досылочные штанги, фиксатор для закрепления положения и взаимной ориентировки зондов, пнев моприводы, шланги и резервуар для сжатого воздуха, снабжено дополнительным зондом, соединенным с основным при помощи гибкого стержня с пневмоканалом, соединяющим пневмоприводы дополнительного и основного зондов, и трехпозиционным переключателем, соединяющим зонды с ультразвуковым прибором, при этом гибкий стержень и фиксатор положения зондов имеют акустически-электроизолирующие вставки. Наличие дополнительного зонда, соединенного с основным при помощи гибкого стержня с пневмоканалом, 52 позволяет измерить скорости распространения упругих волн в трех различных направлениях при одноразовой установке зондов. Гибкость стержня обеспечивает свободное передвижение зондов в шпурах с неровностями, лучшее прилегание зонда к образующей шпура. Трехпозиционный переключатель позволяет в короткое время производить прозвучивание массива между основным и дополнительным, основным и параллельным, параллельным и дополнительным зондами. Наличие акустическиэлектроизолирующих вставок в гибком стержне и фиксаторе положения зондов устраняет проникновение акустических и электроимпульсных помех от зондаизлучателя к зонду-приемнику. На чертеже изображено предложенное устройство, общий вид. Основной 1 и дополнительный 2 зонды расположены по одной прямой. Параллельный зонд 3 размещен своим преобразователем 4 напротив преобразователя 5 основного зонда 1, параллельно основному и дополнительному зонду и фиксируется в этом положении при помощи досылочных тптанг 6 и фиксатора 7. Основной 1 и дополнительный 2 зонды соединены гибким стержнем 8, в котором располагается пневмоканал 9, соединяющий пневмоприводы зондов. Пневмоканал, пневмоприводы зондов соединены шлангами с резервуаром сжатого воздуха 10. Выходы усилителя и генератора ультразвукового прибора 11 соединены с зондами через трехпозиционный переключатель 12 электрокабелями 13. В фиксаторе и гибком стержне 8 предусмотрены акустически-злектроизолирую-t щие вставки 14. Устройство для опреде.ления состояния горных пород массива работает следукмцим образом. Перед измерениями устройство устанавливается в шпуры и передвигается по ним в требуемую точку массива. Производится отсчет расстояния между шпурами, определяются их взаимные углы непараллельности и несоосности. Затем подачей сжатого воздуха из резервуара 10 сжатого воздуха производится прижим преобразователей зондов к стенкам шпуров. В положении А трехпозиционного переключателя 12 производится прозвучивание массива между зондами 1 и 2. Затем переключатель переводится в положение Б для

прозвучивания массива между зондами и 3. В положении В переключателя производится прозручивание массива между зондами 2 и 3. На заключительном этапе производят расчет элементов индикатрисы скоростей, а также составляющих поля напряжений, действующих в массиве горных пород.

Возможность измерения скорости распространения упругих волн в трех

различных найравленкях при одноразовой установке зондов, устраняет необходимость совмещения путей распространения ультразвуковых колебаний

в массиве при вьтолнении последовательных операций прозвучивания и каротажа. Тем самым устройство для определения состояния горных пород массива повыщает точность и проивводительность измерений.

10

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД В МАССИВЕ, включающее ультразвуковой прибор, основной и параллельный зонды с электрокабелем, досьшочные штанги. фиксатор для закрепления положения и взаимной ориентировки зондов, пневмоприводы, шланги и резервуар для сжатого воздуха, отличающееся, тем, что, с целью повышения точности определения состояния массива путем измерения скорости распространения упругих волн в трех различных направлениях, оно снабжено дополнительным зондом, соединенным с основным при помощи гибкого стержня с пневмоканалом, соединяющим пневмоприводы дополнительного и основного зондов, и трехпозииионным переключателем, соединяющим зонды с ультразвуковым прибором, при этом гибкий стержень и фиксатор положения (Л зондов Имеют акустически-электроизолирующие вставки.