Эхолот для измерения глубины скважин Советский патент 1977 года по МПК G01F23/296 E21B47/04 

1

Изобретение относится к звуколокацио-нной технике, в частности к устройствам для измерения расстояний в газовой ореде, а более конкретно для иЗМерения тлубины взрывных скважиН в горнодобывающей промышленности.

Известен эхолот, предназначенный для измерения расстояний в газовой среде, содержащий генератор, коммутирующие устройства, электроакустический преобразователь, усилитель и регистратор измеряемых расстояний 1.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является эхолот для измерения глубины скважин, включающий электрическую схему, приемоизлучающее устройство и индикатор 2.

Однако схема прибора и индикатор такого эхолота позволяют фиксировать только одно измеряемое расстояние, а приемоизлучающее устройство не тюзноляет измерять глубину скважин различного диаметра непосредственно от их устья. Кроме того, данный эхолот не обеспечИвает точность измерения расстояния, так как не учитывает фактической скорости звука, которая меняется в зависимости от температуры, влажности и других параметров шахтной атмосферы, что отрицательно сказывается на Производительности и точности измерений.

Целью изобретения является повышение производительности и точности измерений в скважинах различного диаметра.

Это достигается тем, что приемоизлучающее устройство выполнено в виде полой усеченной конусной насадки с наружным упорнЫМ кольцом и подвижными рейками, в основании которой на базовом расстоянии от внутреннего кольцевого выступа насадки, кратном цене

деления отсчетной шкалы индикатора, установлен электроакустический преобразователь, причем индикатор выполнен проблесковым с вращающимся диском, имеюп1:им коллимапнопную щель с утолщением.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого эхолота; на фиг. 2 - схема работы эхолота при измерении глубины скважины; на фиг. 3 - кинематическая схема проблескового индикатора; на фиг. 4 - отсчетная круговая шкала индикатора.

Эхолот включает проблесковый индикатор 1, генератор 2, коммутатор 3, соединенный с генератором 2 и электроакустическим преобразователСМ 4, усилитель 5, конусную насадку 6, имеющую внутренний кольцсвсй калиб резочный выступ 7 и наружное упорное кольцо 8 с подвижными отсчетнымп рсйхпми 9, которая установлена в устье сКМжины 10. В основании конусной насадки помещен электроакустический преобразователь 4. Упорное

кольцо 8 с рейками 9 крепится на насадке с помощью фиксатора 11. Эластичное покрытие 12 обеспечивает плотный контакт конусной насадки с устьем скважиы. Генератор, коммутатор, усилитель и блок питания, составляющие электрическую схему устройства, помещены в контейнер 13, связь между которым и электроакустическим преобразователем осуществляется кабелем 14.

На валу 15 электродвигателя с корректором показаний 16 имеются контактные кольца 17 и 18, которые через токосъемники 19 и 20 и Подводящие провода 21 соединяются соответственно со входом генератора и выходом усилителя. На конце того же вала закреплен диск 22, имеющий утолщение с коллнмационной щелью 23 и индикаторной неоновой лампочкой 24. Все перечисленные узлы помещены в кожух 25, в торце которого находится прозрачная отсчетная круговая щкала 26 с делениями. Коллимационная щель 23 Представляет собой Прорезь в утолщении диска 22.

По внешней окружности шкалы 26 нанесены деления 27, число которых соответствует наибольшему значению глубины измеряемых скважин. Нулевой импульс 28 показывает начало отсчета, калибровочный импульс 29-базовое расстояние и импульс 30 - измеряемое расстояние.

Буквой Н обозначена определяемая глубина скважины, L - измеряемое эхолотом расстояние между электроакустическим преобразователем и забоем скважины г-измеряемое эхолотом базовое расстояние, / - расстояние от электроакустического преобразователя до устья скважины (домер).

Работает эхолот следующим образом.

Конусную насадку 6 устаНавливают в устье скважины и по рейке 9 определяют домер t. Включают рабочий режим эхолота, При котором происходит непрерывное вращение диска 22 с неоновой лампочкой 24. В момент прохождения коллимационной щели 23 через начало отсчета Шкалы 26 замыкается контакт кольца 18 с токосъемником 20 и происходит запуск генератора 2, который -через коммутатор 3 подает электрический импульс на электроакустический преобразователь 4. Электрический импульс преобразуется в акустическ ий, последний, распространяясь в среде, сначала отражается от кольцевого калибровочного выступа, а затем от забоя скважины с расстояния L. Отраженные импульсы, пройдя через коммутатор 3 и усилитель 5, поступают на токосъемник 19 и контактное кольцо 17 и вызывают вспышку неоновой лампочки 24. Корректором показаний 16, который представляет собой встроенный в электродвигатель центробежный регулятор скорости вращения, изменяют скорость вращения диска 22 до совмещения калибровочного импульса 29 с первым или кратным делением щкалы 26. Равенство калибровочного отсчета Щкалы базовому расстоянию означает соответствие скорости вращения диска 22 фактической скорости распространения звука в данной среде. После калибровки берут отсчет по импульсу 30, т. е. определяют расстояние L от электроакустическОГо преобразователя до забоя скважины.

Отсчеты по шкале 26 практически не имеют ошибок параллакса благодаря коллимационной щели, глубина которой равна величине утолщения диска. Искомая глубина скважины Я определяется как разность между расстоянием L и домером /.

Предлагаемый эхолот позволяет измерять скважины любого из существующих диаметров с высокой производительностью и ТОЧностью. Время измерения веера из шестнадцати скважин составляет 2-7 мин, что означает повЫЩение производительности замеров в среднем в 8-10 раз в сравнении с ранее применявшимися средствами макршейдерского контроля взрывных скважин.

Формула изобретения

Эхолот для измерения глубины скважин, включающий электрическую схему, приемоизлучающее устройство и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и точности измерений в скважинах различного диаметра, приемоизлучающее устройство выполнено в виде полой

усеченной конусной насадки с наруЖНым упорным кольцом и подвижными рейками, в основании которой на базовом расстоянии от внутреннего кольцевого выступа насадки, кратном цене деления отсчетной шкалы индикатора, установлен электроакустический преобразователь, причем индикатор выполнен проблесковым с вращающимся диском, имеющим коллимационную щель с утолщением. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Колесников И. К. Основы гидроакустики и гидроакустические станции. Л., «Судостроение, 1970, с. 306.

2.Авторское свидетельство № 340900, кл. G 01F 23/00, 1973.

107

///////////////////Ai///A////////// ////

н

121 3

П

г

13