Деформометр Советский патент 1989 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу, в частности к устройствам для измерения напряжений в массиве горных пород.

Цель изобретения - повьшение надежности.

На чертеже показан деформометр, продольное сечение.

Деформометр содержит корпус 1, размещенные в нем розетку 2 для подключения проводов 3 к наземной аппаратуре (не показана), ориентатор 4, в качестве которого используется, например, ртутный датчик положения, и штуцер 5 с обратным пневмоклапаном

6,стержень 7 со сквозным осевым и радиальными каналами и уплотнитель- ной нарезкой на наружной поверхности герметично соединенный со штуцером 5 эластичную оболочку 8, охватывающую стержень 7 и выполненную в виде стакна, наружная поверхность которого герметична соединена с корпусом 1, тензодатчики 9, установленные в гнез дах, выполненных на боковой поверхности эластичной оболочки 8, тензо- датчик 10, закрепленный на торце эластичной оболочки 8, источник 11 давления, сообщенньй воздухопроводом 12 со штуцером 5, дополнительный обратный пневмоклапан 13, установленный в радиальном канале стержня

7,дроссельный пневмоклапан 1 4, вмонтированный в осевой канал стержня 7

в хвостовой его части, пневмозаглуш- ку 15, уста новленную в отверстии, выполненном в образующей эластичной оболочки 8, предохранительный пневмоклапан 16, установленный на воздуховоде 12 со стороны источника II давления, ограничительные кольца 17 и 18, и пружину 19, установленные на наружной поверхности эластичной оболочки 8.

Кольцо 17 сжимает участок эластичной оболочки 8 вокруг уплотнительной нарезки стержня 7, в результате чего внутренняя полость оболочки 8 делится на две полости А и Б. Ограничительное кольцо 18 и пружина 19 препятствуют радиальному расширению участка оболочки 8, ограничивающему полость Б, и обеспечивают возможность его продольного растяжения. Стакан 20, запрессованный в оболочку 8 при ее отливке, обеспечивает ровную поверхность торца оболочки 8. Тензодатчики 9 и 10 соединены с рог

зеткой 2 проводами 3, уложенными в каналы 21, выполненные в оболочке 8.

Пороговые давления срабатывания пневмоклапанов 6,13 и 14 и предельные давления, вьщерживаемые пневмозаг- лушкой 15 и эластичной оболочкой 8, выбраны из соотношения

Р

Р,Р, Р - Р,

JQ J5

20 5-о

5

0

45

0

где Р, Р2.э пороговые давления

срабатывания пневмоклапанов 6, 13 и 14 соответственно; 4 Pf предельные давления, вьщерживаемые пневмо- заглушкой 15 и эластичной оболочкой 8 соответственно ,

Пневмозаглушка 15 может быть выполнена в виде пары закрепленных цилиндров с осевым каналом, который перекрывается диском из тонкой резины.

Деформометр работает следующим образом.

Перед установкой деформометра в скважину давление срабатывания регулируемого предохранительного пнев- моклапана 16 устанавливают несколько меньшим предельного давления Р, выдерживаемого пневмозаглушкой 15. Затем деформометр штангами (не показаны) досьшают в скважину, не доводя тензодатчик 10 на несколько миллиметров до забоя скважины. После чего включают источник 1 и воздух по воздухопроводу 12 через пневмо- Клапан 6, осевой и радиальные каналы стержня 7 поступают в полость А эластичной оболочки 8. Под действием давления воздуха диаметр эластичной оболочки 8 увеличивается и прижимает тензодатчики 9 к стенкам скважины, одновременно центрируя деформометр в скважине и фиксируя его.

При дальнейшем нагнетании воздуха срабатывает дроссельный пневмоклапан 14, воздух поступает в полость Б и воздействует на стакан 20, который через торец оболочки 8 прижимает тензодатчики 10 к забою скважины. В процессе бурения разгрузочной скважины тензо датчики 9 и 10 действием сжатого воздуха, который удерживается в эластичной оболочке 8 пневмоклапаном 6, постоянно прижаты к забою и стенкам скважины.

Для снятия деформометра после проведения измерений устанавливают пороговое значение давления срабатывания предохранительного пневмокла- пана 16 большим предельного давления Рц , вьщерживаемого пневмозаглушкой

15, и нагнетают в эластичную оболочку 8 воздух до тех пор, пока не произойдет разрутчение уплотнительного элемента пневмозаглушки 15, например резинового диска, что нарушает герметичность эластичной оболочки 8, В результате этого давление в полостях А и Б оболочки 8 падает, поскольку воздух из нее через обратный . пнев- моклапан 13 и осевой и радиальные каналы стержня 7 поступает в полость А, освобождая тем самым деформометр, который за воздухопровод 12 извлекают из скважины.

Для проведения последую1 щх замеров в пневмозаглушку 15 устанавливают новый уплотнительный элемент,

Таким обраэом, наличие пневмо- клапанов 14 и 13 обеспечивает при установке деформометра сначала его центровку, фиксацию и прижатие тензо- датчиков 9 к стенкам скважины и только затем прижатие уже отцентрирован- ного тензодатчика 10 к забою скважины, что исключает перемещение тензо- датчиков 9 и 10 по стенкам и забою скважины после их контактами, как следствие, уменьшает вероятность обрыва или нарушения нормальной работы тензодатчиков 9 и 10 при установке деформометра. Наличие пневмозаглушки 15 обеспечивает разгерметизацию эластичной оболочки 8 при повышении в ней давления без нарушения целостности самой оболочки, что дает возможность легко освободить деформометр из скважины и снять его, не повреждая тензодатчики. Формула изобретения

Деформометр, содержащий корпус, размещенные в нем розетку, ориента

JQJ5 20

25JQ45

71804

тор и Штуцер с обратным пневмоклапа- . ном, стержень с осевым и радиальным каналами, герметично соединенный со штуцером, эластичную оболочку, охватывающую стержень и выполненную в виде стакана, наружная поверхность . которого герметично соединена с корпусом, тензодатчики, установленные на центральной и торцовой частях эластичной оболочки, два ограничительных кольца и пружину между ними, установленные на наружной боковой поверхности эластичной оболочки, и источник давления, сообщенный воздухо- . проводом со-гатуцером,о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью noBbmie- ния надежности, он снабжен дополнительным обратным пневмоклапаном, установленным в радиальном канале хвостовой части стержня, дроссельным пневмоклапаном, установленным в осевом канале хвостовой части стержня, предохранительным пневмоклапаном, установленным на воздухог- проводе, и пневмозаглушкой, установленной на отверстии, выполненном в образующей эластичной оболочки, . при этом пороговые давления срабатывания пневмоклапанов и предельные давления, выдерживаемые пневмозаглзш- кой и эластичной оболочкой, выбраны из соотношения

Р,

Рг-Р

Р, «PS-,

где Р ,P,j и Р, и Р. пороговые давления срабатывания первого, дополнительного и и дроссельного пневмоклапанов соответственно;

предельные давления, вьщерживаемые пневмозаглушкой и эластичной оболочкой соответственно.

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повьппение нгдежности. Б корпусе 1 размещены ориентатор 4 и гттуцер 5 .с обратным .пневмоклапаном (ПК) 6. Стержень 7 герметично,соединен с штуцером 5, связанным воздухопроводом 12 с источ- НИКОМ 11 давления. Эластичная оболочка 8 дпя стержня 7 выполнена в форме стакана, герметично соединенного с корпусом 1. На боковой и торцовой поверхностях оболочки 8 установлены тензодатчики (ТД) 9,10. В радиальном и осевом каналах стержня 7 размещены , соответственно дополнительный обратный ПК 13 и дросселирующий ПК 14. На боковой поверхности оболочки 8 уста-: новлены ограничительные кольца 17, 18 и пружина 19, а в радиальном от-- верстии - пнев мозаглушка 15. На воздухопроводе 12 смонтирован предохранительный ПК 16. Пороговые давления Р, .- Р, срабатывания ПК 6, 13, 14 соответственно и предельные давления Р4 iPs- вьщерживаемые пневмозаглушкой I5 и оболочкой 8, выбраны из соотношения Р, Р, ; Р Р « Ру. Устанав- , ливают давление срабатывания ПК 16 меньшим давления Р . Сжатый воздухе рт источника 11 подают через ПК 6 и каналы стержня 7 в полость А оболочки 8 которая прижимает ТД 9 к стенкам скважины, одновременно центрируя деформометр. Затем срабатывает ПК 14, воздух поступает в полость Б оболочки 8 и прижимает ТД 10 к забою скважины. После проведения измерений устанавливают пороговое давление ПК 16 вьше Рд и нагнетают воздух до разрушения пневмозаглушки 15. 1 ил. /7 S13 19 18 шдта ея1М|КШ Ю а 00 га