Устройство для измерения напряжений в горных породах Советский патент 1980 года по МПК E21C39/00 

патрубком 6 с гайкой 7 и болтом 8 с гайкой 9 служат для герметизации корпуса 1. Патрубок 6 снабжен осевым каналом, служащим для подвода жидкости во внутреннюю полость устройства. Каждая розетка 10 продольных деформаций выполнена из четырех тензометрических элементов, наклеенных крест на крест на внутреннюю поверхность корпуса 1. Форма и число розеток выбираются, исходя из конкретных условий измерения. Тензодатчики 14, наклеенные вдоль оси прибора, предназначенные для измерения продольной деформации стенок скважины, причем из трех тензодатчиков 14 один служит для измерения, а два других - для контроля. Тензодатчики 15, наклеенные по окружности в плоскости, нормальной к оси прибора, предназначены для измерения окружных деформаций скважины. Тензодатчики 16 и 17, наклеенные под острым углом к оси прибора, предназначены для фиксирования перекосов корпуса 1 в процессе его деформирования и, следовательно, для замера сдвиговых деформаций в направлениях, параллельных оси прибора. Втулка 11 служит для уплотнения проводов 12, идущих от тензометрических элементов розеток 10 деформаций.

Устройство работает следующим образом. Его внутренняя полость заполняется рабочей жидкостью, после чего оно присоединяется к трубопроводу, соединенному с гидронасосом, ориентируется и устанавливается Б скважине, диаметр которой равен диаметру устройства в рабочем положении. При повыщении давления жидкости тонкостенный корпус 1 за счет гофр 13 несколько расширяется, плотно прилегает к стенкам скважины и в дальнейшем деформируется совместно с ними.

После создания предварительного распора, величина которого регулируется по манометру, снимаются начальные отсчеты как по манометру, так и по всем тензометрическим элементам розеток деформаций. При изменении напряженно-деформированного состояния породы, в которой установлен прибор, стенки скважины деформируются совместно с корпусом прибора. Вследствие этого изменяются давление жидкости внутри прибора и длина тензометрических элементов. Производя повторные отсчеты по .мано.метру и тен.чодатчикам. вычисляют прирост давления жидкости и величину деформаций стенок скважин. По этим величинам, используя формулы теории упругости, вычисляют

величину напряжений нормальных и касательных, действующих в плоскостях, параллельных оси скважины. Приче.м для вычисления последних необходимы одновременные замеры по двум тензометрам, по крайней мере один из которых наклеен под

острым углом к оси скважины.

Для вычисления обеих касательных напряжений, действующих в плоскостях, параллельных оси скважины, необходимы замеры по нескольким розеткам деформаций, ориентированным под углом друг к другу.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения напряжеНИИ в горных породах, включающее металлический тонкостенный цилиндрический корпус с гофрами и заполненный жидкостью под давлением, переднюю и заднюю гер.метизирующие обоймы с распорными кольцами и розетку деформаций с тензометрическими элементами, отличающееся те.м, что, с целью измерения нормальных и касательных напряжений, действующих в плоскостях, параллельных оси скважины, оно снабжено дополнительными розетками деформаций, укрепленными на внутренней цилиндрической поверхности корпуса, причем тензометрические элементы в каждой розетке ориентированы под острым углом к оси скважины.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что внешняя поверхность корпуса вблизи его торцов выполнена рифленой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Аксенов В. К. и Курленя М. В. Аппаратура для исследования напряженного

состояния массива горных пород методом разности давлений. Сб. «Измерение напряжений в массиве горных пород. Новосибирск, «Наука, 1968, с. 134-142.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 1993476/03, кл. Е 21 С 39/00, 08.02.74.

(прототип).