Устройство для крепления измерительных приспособлений в скважине Советский патент 1982 года по МПК E02D5/80 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ В СКВАЖИНЕ Изобретение относится к строительству. И естно устройство для крепления измерительных приспособлений в скважине, включающее головку с механизмом перемещения в эпастичную оболочку со срезывакжшми лопастями 1 Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройстер для крепления измерительных приспособлений в скважине включающее J№. линдрический корпус с закрепленной на нем эластичной оболочкой, наружные пластины с лопастями, равномерно расположенными по окружности рядами, при чем лопасти одного ряда перекрьюают промежутки между лопастями соседнего ряда 2. Недостатки этих устройств заключаю ся в невысокой надежности крепления их в скважине, что приводит к низкой точности измерений, а также в невысокой надежности. Цель изобретения - повышение точности измерений и надежности работы устройства. Эта цель достигается тем, что устройство для крепления измерительных приспособлений в скважине, включающее цилиндрический корпус с закрепленной на нем эластичной оболочкой, наружные плао- . тины с лопастями, равномерно-расположенными по окружности рядами, причем лопасти одного р5вда перекрывают проме- 5«угки между лопастями сосеанего рнца, снабжено кольпевыми пружинами и дополнительными пластинами с накладками, причем дополнительные пластины установлены между эластичной оболочкой и наружными пластинами и соединены с последними накладками, корпус выполнен полым и снабжен торцовыми фланцами с боковыми цилиндрами, наружные пластины и боковые цилиндры снабжены шар1псами, ус- тановлеными по их торцам, а кольцевые . пружины охватьшают наружные пластины. На фиг. 1 изображено устройство при спуске в скважину i на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 { на фиг. 4 - устройство в рабочем пбложении; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4. Устройство состоит из полого корпуса 1 с торповьи/и фланцами 2 и 3 и с боковыми цилиндрами 4 и 5. Полый корпус 1 имеет отверстия 6, и охвачен цилшщрической эластичной оболочкой 7. Сверху оболочка 7 прижата к корэтусу 1 фланцем 2 с помощью болтов, снизу оболочка 7 прижимается с помрщър кольца 8 навинченного на корпус 1. К корпусу 1 с помошыо резьбы крепится также фланец 3 «Ьланиы 2 и 3, корпус 1 и упругая обо-, почка 7 образуют замкнутую рабочую камеру 9. Внутри боковых цилиндров 4 и 5 расположены по вертикали в двух уровнях лопасти верхнего ряда 10 и нижнего 11, имеющие форму неправильного многоуголь ника (фиг. 2). По горизонтали верхний ряд лснтастей 10 смещен по отношению к нижнему ряду 11 по дуге окружности на половину ширины лопасти (фиг. 5). Устройство с шестью лопастями в одном урйвне (Ъ 6)..Каждая из-лопастей жес ко связана, например, с помощгло сварки с наружной пластиной 12 по одному из торцов. Наружная пластина 12 гибко свя зана, например, с помощы накладки из стеклоткани 13 с внутренней пластиной 1 Наружные пластины 12 имеют шшиндргческую форму с радиусом кривизны по наружной поверхности, равным внутреннему радиусу боковых цилиндров 4 и 5. Кроме этого, на .сетгрикасакацихся поверхностях боковых шшиндров 4 н 5 и наруж ных пластин 12 выполнены конические переходы 15. В фпакшх 2 и 3, пластинах 11 и 12 выполнены направлякхцне канавки 16. В гнездах, устроеншос по свободным торцам боковых рцгавдров 1 и 2 и наружных пластин 12, устан(жле ны шарики 17. В Наружных пластинах 12 .шлполнены пазы, в которых установлены плоские пружины 18. На фпанпы 3 навинчены верхний 19 ц нижний 2О фигурные цилиндры, которые служат надрав ляющими и препотврашают разрушение стенок скважины прв опускании уст ройства. К . рабочей камере 9 через ввинченный в фпа нец 2 штуцер 21 подведен трубсшровод 2 К фланцу 2 с помощью болтов прикреп-глены натяжной г вбкий элемент 23 и сей модатчик (тип И-О01В) 24 с электрическими проводами 25. К-фланцу 3 приварена петля 26 для крепления приборов, опускаемых в скважину. Удержание устройства на заданной глубине в скважине осуществляется с помощью хомута 27, прикрепленного на болтах к фланцу 2 и троса . Для обеспечения нормальной работы и наиболее полного использования несущей способности устройс-геа при выбранном радиусе кривизны внутренней поверхности боковых цилиндров корпуса размеры основных конструктивных элементов и их заимоположение должны удовлетворять слеадтощему неравенству : /0,5(R-()-(f, где R - внутренний радиус боковых цилиндров 4 и 5; V - наружный радиус полого корпуса 1; g - соответственно толщина наружной и внутренней пластин; Y - количество лопастей в одном i - ширина зоны опирания внутренней пластины на наружную. Максимальная площадь рабочей поверхности пластин, врезаемых в стенку скважины, достигается в том случае, когда приведенное выражение выполняется как равенство. Устройство для крепления измерительных приспособлений в скважинах работает следующим образом. Подготсжленое к работе устройство, находящееся в исходном положении (фиг. 13), опускают в заранее пробуренную скважину, диаметр которой на 10 мм больше габаритного диаметра устройства, и удерживают на заранее заданной глубине с цомоздыо троса 28 (фиг. 1, устройство П удержания не цоказано). Затем через трубояровоа 22 ти штуцер 21 в рабочую к&м&ру 9 нагнетают под Явлением рабочую жцдкость (или воздух). Давпенн жшхкоств через отверстия. 6 в стенках полшч) корпуса передается на упругую цшшщфичесвую оболочку 7. Оболочка 7, дефоркпфуясь, передает давление в начальной стадии только на внутренние цпаствны 14, а в последующем, по мере раэданжения, н на наружные, пластины 12 вместе с лтастями 1О и 11 перемещаются в сторону стенок скважины. Направление перемещения лопастей и их взаимшюложевие при этом ориентировано направляющими канавками 16 и шариками 17. Взаимоположение наружных 12 и внутренних 14 лопастей при их перемещении изменяется, что возможно благодаря наличию гибкой связи 13 между ними и необходимо для равномерного по периметру врезания лопастей 1О,и 11 н предохранения гибкой оболочки 7 от повреждения. Сила, под действием которой происходит врезание лопастей 10 и 11 в стенки скважины может регулироваться давлением зкидкости (воздуха) и конструк Т1ШНЫМ изменением высоты раздвижных пластинок (все это зависит от вида груатав в скважине). Врезание лопастей в стенки сквахшны продолжается до тех пор, пока наружные элементы 12 не упрутся в боковые цилиндры 4 и 5, а конические переходы на их соприкасающихся поверхностях совпадут. Такое положение устройства - рабочее (фиг. 4 и 5). Дальнейшая работа устройства зависит от поставленной задачи. Если устройство используется для измерения перемещений слоев грунта в скважине, то натяжной гибкий эяемент 23 соединяют на поверхностн со специалышм приспособлением, которое позволяет язмерять эти перемещения. Если устройство используется для измерения кОлебанЕй слоев грунта от динамических и сейсмических воздействий, то в этом случае электропровода 25 от сейсмодатчшса 24 соединяют с регистрирующей аппаратурой, благрдаря которой 4ввассируется и измеряется амплитуда или размах динамических колебаний. Возможно и одновременное измерение статических и динамических перемещений сло грунта. Если устройство используется в качестве анкера, то выдергивающее уси- лие передается на него непосредственно через трос 28. Применение предлагаемого устройства для крепления в скважинах с анкерами винтовыми Сваями, применяемыми при полевых штамповых испытаниях в шурфах показывает, что оно дает значительное снижение затрат. Формула изобретения Устройство для крепления взмернтвпь ных приспособлений в скважине, включающее цилиндрический корпус с за1феш1енвой на нем эластичной оболочкой,- наружные пластины с лопастями, равномерно расположенными по окружнЬсти рядами, пр чем лопасти одного рада перекрывают промежутки между лопастями соседнего ряда, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измереиий Л надежности работы устройства, оно снабжено кольцевыми пружинами и дополи тельными пластинами с накладками, при- чем дополнительные пластины установле- ны между эластичной оболочкой и иаруж ными пластинами и соединены с последними накладками, корпус выполнен полым и снабжен торцовыми фланпэми с боковым ш(лшшрами, наружные пластины и боковые цилиндры снабжены шариками, уставовлеяными по их торшм, а кольцевые цружниы охватывают наружные пластины. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 3398О8, кл. G01 U 1/О2, 1971. 2.Авторское свидетельство СССР 6О7884, кл. Е О2 В 5/8О, 1977 прототип).

I