УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СМЕЩЕНИЙ JVIACCHBA ГОРНЫХ ПОРОД Советский патент 1974 года по МПК E21C39/00 

1

Известны устройства контроля смещений массива горных пород, содержащие реперы из магиитоактивного материала, обсадную трубу, металлическую штангу, датчик с корпусом из диэлектрического материала, пыле- и влагоочистители, редукторы, привод, устройство определения положения датчика с постоянными магнитами и герконами, генератор радиосигналов, счетчики импульсов, приемное и исиолнительное устройства.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что катушки индуктивности генератора датчика расположены радиально в одной плоскости, образуя диск с разомкнутым внешним магнитопроводом, перпендикулярным оси репера и штанги, один конец которой соединен с корпусом датчика, а второй - через фрикционную передачу и редуктор с устройством определения положения датчика и приемным устройством, включенным в цепи унравления счетчиков импульсов. Это позволяет повысить точность измерения смещений массива горных пород.

На фиг. 1 и 2 изображены кинематическая и электрическая схемы предлагаемого устройства.

Устройство контроля смещений массива горных пород состоит из реперов 1, закрепленных на необходимом расстоянии друг от друга, и обсадпой трубы 2 с опорной плитой 3. На пли2

те установлен корпус 4 с направляющими отверстиями 5, пыле- и влагоочистителями 6, .индуктивным контуром 7 и фрикциоииой передачей 8 с редуктором. На валу последнего закреплен металлический диск 9, диэлектрическая скоба 10 с постоянными магнитами и геркопами. Привод 11 соединен валом с фрикционной передачей 8. Через направляющие отверстия 5 в корпусе 4, пыле- и влагоочистители 6, индуктивный контур 7 и фрикционную передачу 8 проходит составная металлическая штанга 12. На одном конце штанги установлен датчик 13, содержащий блок питания 14, генератор 15 си11усоидальных колебаний и индуктивные катушки 16. В корпусе 4 установлено приемное устройство 17, исполнительное устройство 18, счетчики 19 и 20 электрических импульсов, устройство 21 определения положения датчика 13 и блок питания 22.

Репер 1 представляет собой полый самораспирающийсг: в сквалчиие стальной цилиндр и предназначен для фиксирования во времени и пространстве коитрольпой точки исследуемого горного массива.

Обсадная труба 2 представляет собой отрезок трубы, приваренный к опорной плите 3, которая уста авл1шается в устье скважины иа быстротвердеющем цементе.

Корпус 4 выполнен из диэлектрического материала и предназначен для размещения в

нем измерительных устройств, приборов, фрикционных и зубчатых передач.

Направляющие отверстия 5 предназначены для пропуска штанги 12 и исключения ее отклонения в момент возвратно-поступательного движения.

Индуктивный контур 7 представляет собой катушку индуктивности с отверстием в центре диэлектрического каркаса, которая предназначена для приема сигналов, распространяющихся вдоль штанги 12 как по волновОлТ,у.

Фрикционная передача 8 представляет собой металлические диски с резиновым покрытием по окружности, которые жестко соединены с валами, предназначена для передачи штанге 12 возвратно-поступательного движения.

Датчик 13 предназначен для передачи информации по штанге 12 как по волноводу, об изменении расстояний между контрольными точками исследуемого массива горных пород, т. е. между реперами 1.

Устройство работает следующим образом.

При включении привода 11 через фрикционную передачу 8 штанге 12 сообщается поступательное движение, а через редуктор вращение передатся на диск 9. Таким образом начало поступательного движения штанги 12 и начало вращения диска 9 происходит в один и тот же момент времени. При этом диск 9, вращаясь, своими разрезами поочередно открывает доступ магнитному потоку от постоянных магнитов к параллельно соединенным герконам, которые подают питание на измерительную цепь одного из счетчиков электрических импульсов (например, счетчика 19). Так как датчик 13 в начале своего поступательпого движения со штангой 12 находится в обсадной трубе 2, то у генератора 15 сорвана генерация, и сигналы на индуктивный контур 7 приемного устройства 17 не поступают, а следовательно, исполнительное устройство 18 не включает измерительную цепь счетчика 20 импульсов.

При выходе датчика 13 из обсадной трубы 2 в момент пересечения ее торца плоскостью установки индуктивных катушек 16 генератор 15 начинает генерировать синусоидальные колебания, которые по штанге 12 поступают через индуктивпый контур 7 и приемное устройство 17 в исполнительное устройство 18. Исполнительное устройство 18 разрывает измерительную цепь счетчика 19 и соединяет измерительную цепь счетчика 20. При поступательном движении датчика 13 до пересечения плоскостью установки индуктивных катушек

16 торца репера 1, т. е. до срыва генерации генератора 15, счетчик 20 отсчитывает количество импульсов, пропорциональное пройденному датчиком 13 пути в массиве горных пород.

В момент срыва генерации срабатывает исполнительное устройство 18, отключает измерительную цепь счетчика импульсов 20 и включает измерительную цепь счетчика импульсов 19, который отсчитывает электрические импульсы до тех пор, пока при выходе датчика 13 из репера 1 плоскость установки нидуктивных катушек 16 не пересечет противоположного торца репера 1. При этом счетчик импульсов 19 отсчитывает количество электрических импульсов, поступивших от устройства определения положения датчика 13 и пропорциональное длине репера 1. Затем измерительная цепь счетчика импульсов 19 отключается исполнительным устройством 18, которое включает в этот момент измерительную цепь счетчика импульсов 20, и т. д.

Полученное значение количества имнульсов на счетчике импульсов 19 при перемещении

датчика 13 от момента входа до момента выхода из репера 1 является контрольной цифрой, так как известна длина репера 1 и пропорция между единицей длины и количеством имцульсов, нриходящи.хся на эту единицу. Путем несложного математического вычисления определяется точность измерения отрезка пути, пройденного датчиком 13.

Предмет изобретения

Устройство контроля смещений массива горных пород, содержащее реперы из магиитоактивного материала, обсадную трубу, металлическую штангу, датчик с корпусом из диэлектрического ма1ериала, пыле- и влагоочистители, редукторы, привод, устройство определения положения датчика с постоянными магнитами и герконами, генератор радиосигналов, счетчики импульсов, приемное и исполнительное устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, катушки индуктивности генератора датчика расположены радиально в одной плоскости, образуя диск с разомкнутым внешним

магнитопроводом, перпендикулярным оси репера и штанги, один конец которой соединен с корпусом датчика, а второй - через фрикционную цередачу и редуктор с устройством определения положения датчика и приемным

устройством, включенным в цепи управления счетчиков импульсов.

; /3

2 3

f yPn-v - т::

7 8 W 9

rpv Й1§Л

/

..;-4

.t

5 /

//

/5 // tJi/. 2