Устройство для установки тензорезисторов в скважине Советский патент 1992 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения напряжений в массиве пород по их деформации методом разгрузки в варианте торцовых измерений.

Цель изобретения - повышение удобства эксплуатации путем исключения потребления электрической энергии при установке и снятии устройства.

На чертеже представлена схема устройства для установки тензорез(истс1ров в скважине.

Устройство содержит цилиндрический корпус 12 с верхней и нижней крышками 2,3. На верхней крышке 2 установлена неподвижная втулка 4, а на нижней крышке 3 разьем 5 с кабелем 6, соединяющим устройство с наземной аппаратурой (не показана), и патрубок 7 для соединения с досылочными штангами 8. Внутри корпуса 1 соосно ему размещена подвижная втулка 9 с установленными на ней разъемом 10 для соединения с тензодатчиками 11 и диском 12 горной породы с компенсирующим тензорезистором 13. Внутри корпуса 1 соосно ему Установлена неподвижная трубка 14, закрепленная на нижней крышке 3 и перегородке 15. На неподвижной трубке 14, охватывая ее с возможностью осевого перемещения, установлена подвижная трубка 16. В стенке корпуса 1 установлены шесть распорных штоков 17, смонтированных в направляющих втулках 18, закрепленных на корпусе 1 поего окружности в два разнесенных между собой ряда, потри в каждом ряду с равным расстоянием между ними в ряду.

К стенке корпуса 1 закреплена сдвоенная втулка 19, в смежйой стенке которой расположён шариковый фиксатор 20, а снаружи установлен пружинный стопор 21. В отверстиях втулки 19 установлены запорные штоки 22, 23. На подвижной трубке 16 установлены с возможностью осевого перемещения две подпружиненные муфты 24,25, пружины 26 и 27 которых упираются в буртики 28,29, выполненные на трубке 16.. Муфть 24,25 соединены тягами 30 с соответствующими распорными штоками 17. В неподвижной трубке 14 установлены с возможностью осевого перемещения три ползуна 31-33. Ползуны 31.32 установлены в центральной части трубки 14 и через ее прорезь 34 тягами 35,36 шарнирно соединены с запорными штоками 22,23 соответственно. Ползун 33 установлен в нижней части трубки 14 и через прорезь 34 жестко соединен с подвижной трубкой 16. Свободный конец подвижной втулки 9 установлен в неподвижной трубке 14. Между втулкой 9 и ползуном ЗГустановлена первая пружина

37, а между ползунами 32 и 33 - вторая пружина 38, Между подвижной втулкой 9 и верхней крышкой 2 установлена третья пружина 39. В корпусе 1 на его стенке закреплены два блочка 40 с перекинутым через них тросиком 41, один конец которого соединен с пружинным стопором 21, а второй пропущен через нижнюю крышку 3 и соединен с кабелем 6.

0 Устройство содержит замковый узел муфт 24.25. замковый узел подвижной втулки 9 и узел блокировки тросика 41. Последний выполнен в виде закрепленной в корпусе 1 втулки 42С прорезью. Через втулку 42 пропущен тросик 41, на котором жестко закреплен шарик 43. В прорезь втулки 42 входит выступ 44 подвижной трубки 16. который выполнен с возможностью взаимодействия с шариком 43.

0 Замковый узел муфт 24,25 выполнен в виде расположенного внутри корпуса 1 параллельно его оси запорного стержня 45. один конец которого проходит через верхнюю крышку 2, а второй - через смонтиро5 ванную в корпусе 1 напротив муфты 25 полую стойку 46. В последней установлен подпружиненный штифт 47, один торец которого опирается на стержень 45, а второй . на боковую поверхность муфты 25.

0 Замковый узел втулки 9 выполнен в виде установленного в торцовой части последней подпружиненного штифта 48, свободный торец которого опирается на внутреннюю поверхность неподвижной

5 трубки 14 с возможностью захода в отверстие49, выполненное втрубке 14. Натрубке 14 шарнирно закреплен Г-образный рычаг 50, выполненный с возможностью захода одного из его концов в отверстие 49. Между

С муфтой 24 и буртиком 28 трубки 16 установлен соединяющий их шарнирный двухэвенник 51, центральный шарнир которого опирается на свободный конец Г-образного рычага 50.

5 Устройство работает следующим образом.

Перед установкой устройства в скважину его взводят. Для этого вкручивают винт (не показан) в свободный торец трубки 14,

0 который вкручиваясь перемещает по трубке 14 ползун 33, который в свою очередь за счет жесткого соединения перемещает (вверх по чертежу) подвижную трубку 16 и вместе с ней муфты 24 и 24. При перемеще5 НИИ муфт 24 и 25 через шарнирно соединенные с ними.тяги 30 устанавливаются распорные штоки 17 до упора их головок в стенки корпуса 1. Винт закручивают до момента, пока отверстие 52, выполненное в муфте 25, не окажется над штифтом 47. В

этот момент, берясь за головку запорного стержня 45, расположенную в передней части устройства, вытягивают ее до упора хвостовой частью в стойку 46, при этом штифт 47 выходит из выемки 53 и, поднимаясь, входит в отверстие 52, фиксируя тем самым ее положение и положение подвижной трубки 16. После этого винт вывинчивают, обеспечивая возможность перемещения ползуна 33 вниз. Затем, надавливая сверху любым цилиндрическим предметом подходящего диаметра на запорный шток 23, утапливают его во втулку 19 до момента, когда сферическая выемка на нем не поравняется с шариковым фиксатором 20, а этот момент утапливают запорный шток 22 до фиксации его пружинным стопором 21. В этом положении запорные штоки 22 и 23 оказываются зафиксированными (шток 22 удерживается стопором 21, а -шток 23 - шариковым фиксатором 20), при этом пружина 38 оказывается сжатой. После этого в разъём 10 вставляют тензодатчик 11 (обычно это тензометрическая розетка с несколькими наклеенными на ее-поверхность под различными углами тензорезисторами) и надавливая на него перемещают (по чертежу) до момента, когда штифт 48 не войдет в отве|эстие 49. выполненное в неподвижной трубке 14, при атом пружина 37 оказывается сжатой между ползуном 31 подвижной втулки 9, а подвижная втулка 9 застопоренной. Затем смазь1вают клеем рабочую поверхность тензодатчика 11 и устройство готово к установке в скважину. С патрубком 7 соединяют досылочные штанги 8, с помощью которых перемещают устройство по скважине (не показана) до ее забоя и упирают головной астью в забой.

При упоре запорный стержень 45, головная часть которого выходила за выступы втулки 4, утапливается, выемка 53 оказывается под штифтом 47 и он, утапливаясь в выемку 52, освобождает муфту 25 и вместе с ней подвижную трубку 16. Под действием сжатой пружины 38, упирающейся одним концом в ползун 32. ползун 33 начинает перемещаться вниз и перемещает за собой подвижную трубку 16. которая через пружины 26.27 передает движение на муфты 24 и 25. также перемещая их. В свою очередь, через тяги 30 движение передается на распорные штоки 17. которые, перемещаясь в неподвижных втулках 18, упираются концами в поверхность стенок скважины, центрируя и фиксируя тем самым устройство в скважине. Подпружиниванце муфт 24 и 25 обеспечивает равномерность прижатия штоков 17 даже при некоторой изменяемости диаметра скважины по ее длине.

При распираний устройства пружины 27 сжимаются, центральный шарнир двухзвенника 51 давит на нижний конец Г-образного рычага 50 который, поворачиваясь на оси, давит другим концом на штифт 48, выводя его из зацепления с неподвижной трубкой 14. В результате этого подвижная втулка 9 освобождается и под действием пружины 37 перемещается вверх и прижимает .смазанный клеем тензодатчик к забою скважины. В таком положении устройство оставляют до отвердения клея. После отвердения клея к концу кабеля 6, выходящему в устье скважины, подключают измерительный прибЬр (не показан) и замеряютсопротивление тензодатчика 11, значение величины которого используют при определении напряжений в массиве. Затем устройство извлекают из массива. Для этого тянут за выходящий из устья скважины конец кабеля 6; Усилие натяжения передается на скрепленный с кабелем конец тросика 41, который через блочки 40 передает усилие на пружинный стопор 21, отгибая его. В результате этого освобождается запорный шток 22 и под действием пружины 37, усилие которой передается на него через ползун 31 и тягу 35, перемещается в направлении стенки корпуса, одновременно с. этим подвижная втулка 9 под действием пружины 39 движется вниз и выходит из зацепления разъем 10 с тензодатчиком 11. Когда запорный шток 22 при движении по втулке 19 дойдет своей сферической впадиной до уровня шарикового фиксатора 20, шарик под действием выталкивающей силы со стороны запорного штока 23 переместится в сферическую выемку штока 22, освобождая тем самым шток 23. Под действием сжатой пружины 38, перемещающей ползун 32 вверх, шток 23 перемещается по втулке 19. Давление пружины 26 и 27 ослабевает, в результате этого ослабевает и сила распорных штоков 17 к стенкам скважины и таким образом устройство освобождается. Потянув за кабель 6, устройство извлекают из скважины. Чтобы не произошло ра,сстопаривания запорных штоков 22 и 23 в результате случайного рывка или зацепа кабеля 6 в процессе досылки устройства в скважину, устройство содержит узел блокировки тросика 41. препятствующий передаче усиления с конца тросика 41, соединенного с кабелем 6. на конец, соединенный с пружинным стопором 21 до мо.мента фиксации устройства в скважине.

Когда устройство досылают в скважину то подвижная трубки 16 смещена вверх v препятствует движению шарика 43 и тросика 41 вниз. Следовательно, если в процессе

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение удобства эксплуатации путем исключения потребления электрической энергии при установке и снятии устройства. На корпусе (К)1 закреплены верхняя 2 и нижняя 3 крышки. На крышке 2 установлена неподвижная втулка (В) 4, а на крышке 3 - разъем 5 с кабелем 6 и патрубок 7. Внутри К 1 соосно с ним размещена подвижная В 9 с установленными на ней разъемом 10 для тензодатчика 11 и диском 12 горной породы с тензорезистором 13. Соос- нос К 1 в последнем закреплена неподвижная трубка (Т) 14. на которой, охватывая ее, установлена подвижная Т 16. В стенке К 1 установлены распорные штоки 17 и сдвоен-101 9 15 Its 51 2S so 3017 IS 21 ?2 2335 73 12 4SfS 3/ ^0 /f tfSB Л 32 «3 М