Устройство для определения деформаций и напряжений в горных породах Советский патент 1985 года по МПК E21C39/00 

наш.

СП

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ, содержащее стержень с элементами подвода жидкости, соединенные с ним обоймы,3 которых закреплена эластичная оболочка,и раздвижную составную оправу из внутренних и наружных элементов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено опорными кольцами, закрепленными на обоймах, внутренние и наружные элементы составной оправы попарно соединены штифтамиj а соприкасающиеся поверхности внутренних и наружных элементов составной i оправы имеют соответственно проточку и выступ.

(35

О5

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения деформационных свойств и напряженного состояниякак слабых горных пород и искусственного массива твердеющей, закладки, так и определения деформационных свойств и напряжений пород высокой прочности.

Известно устройство для определения деформаций и напряжений в горных породах, включающее стержень, на котором установлена резиновая цилиндрическая оболочка, штуцеры, ниппели и обоймы, в которых закреплены и загерметизированы концы оболочки .

Недостатком данного устройства является ограниченная область использования рабочим давлением до 15 МПа. При, более высоких давлениях, например 45-50 МПа, необходимых для определения деформационньк свойств и напряжений горных пород высокой прочности, эластичная оболочка проникает в зазор между обоймами и стенками скважины и разрывается или расклинивает устройство.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для определения деформаций напряжений в горных породах, включающее стержень с элементами подвода жидкости, соединенные с ним обоймы, в. которых закреплена эластичная оболочка, и раздвижную составную оправу из внутренних и наружных элементов 2.

Недостатком известного устройства является низкая надежность вследствие того, что возможно проникновение эластичной оболочки в зазор между обоймами и оправами.

Цель изобретения - повьшгение надежности работы устройства.

Указанная цель достигается тем,. что устройство для определения деформаций и напряжений в горньк породах, содержащее стержень с элементами подвода жидкости, соединенные с ним обоймы, в которых закреплена эластичная оболочка, и раздвижную составную оправу из внутрейних и наружных: элементов, снабжено опорными кольцами, закрепленными иа обоймах, внутренние и наружные элементы составной оправы .попарно соединены штифтами, а соприкасающиеся поверхности внутренних и наружных элементов составной опра13Ы имеют соответс иемпо ирсггочку и выступ.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, рабочее состояние; на фиг . 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - раздвижное кольцо, поперечное сечение.

Устройство состоит из стержня 1,

эластичной оболочки 2, концы которой закреплены в обоймах 3 с помощью ниппелей 4, штуцеров 5, герметизирующих внутреннюю полость оболочки, опорных колец 6, скрепленных резьбой

с обоймами 3, раздвижньк оправ 7, установленных на эластичной оболочке 2 с касанием торцов опорных колец.

Раздвижные оправы 7 образованы внутренним кольцом 8, имеющим проточку, и наружным кольцом 9, имеющим выступ и проточку (фиг. 5). Внутреннее 8 и наружное 9 кольца состоят не менее чем из трех частей, соединенных попарно штифтом 10. В проточке

наружного кольца 9 размещено эластичное кольцо 11. Проточка и выступ на частях внутреннего 8 и наружного 9 колец, а также эластичное кольцо 11 удерживают части раздвижной оправы 7

в собранном виде и способствуют быстрой установке его на эластичной оболочке. 2.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливают в скважине на заданной глубине. Ручным насосом по трубопроводу (не показан) через штуцер 5 закачивают рабочую жидкость, которая заполняет пространство между

стержнем 1 и эластичной оболочкой 2. По мере увеличения объема жидкости внутри устройства эластичная оболоч-ка 2 расширяется последовательно от средней части в направлении обойм

и прижимает раздвижные оправы 7 к торцам опорных колец 6. Составные части внутреннего кольца 8 и соединенные с ними штифтами части наружного кольца 9 усилием рас1Ш1ряквдейся

оболочки перемещаются до упора в стенки скважины. При этом зазоры между частями внутреннего кольца 8 постоянно перекрыты частями наружного кольца 9.

Таким образом, перекрываются заг зоры между oбoймaмIi и стенками скважины и полностью предотвращается проникновение оболочки, которая 3I пступает в контакт со CTenKiiMVi сквяжины и передает заданное давление, После окончания работ переключают вентиль ручного насоса и под воздействием давления и упругой эластичной оболочки рабочая жидкость выталкивается в бак насоса и оболочка возвращается в исходное состояние. Раздвижные оправы 7 возвращаются в исходное состояние при помощи эластичных колец 11. Предлагаемое устройство в сравнении с известным позволяет изучать деформационные свойства и напряжения б4 также и п пчродах высокой npi4iiiH-r:i, так как рабочее давление РГП на пчи ки скважины составляет 50-60 МЛа, которое является достаточным для получения результатов в известных методах скважинных испытаний. Конструкция прибора обеспечивает многократность его применения и надежность в работе, так как исключена возможность проникновения упругой оболочки в зазор между оправой и обоймой и расклинивания устройства в скважине.

I

Г

Фиг. 1

Фиг. 2

Фиг. ГО

Фи2: 4

X.