Деформометр Советский патент 1982 года по МПК E21C39/00 

(5) ДЕФОРМОМЕТР

Изобретение относится к горному делу и может быть исгпользовано для исследования напряженного состояния, деформаций и свойств массива горных пород. Известен деформометр, состоящий из корпуса, упругих чувствительных элементов, опор и соединительных элементов 1. Недостатком конструкции этого деформометра является то, что при измерении деформаций в скважине он не препятствует развитию неупругих деформаций вокруг скважины, а переход от замеренных деформаций к напряжениям осу.ществляется по формулам теории упругости. Поэтому напряжения, измеренные например, в углях при помощи деформометра такой конструкции, отличаются от напряжений, измеренных при помощи гидродатчиков или прессиометров, более чем в 1,5 раза, т. е. точность измерения напряжений из-за перечисленных факторов недостаточна. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является деформометр, включающий корпус с крышкой, привод, соединенный посредством шарнирных тяг с корпусом, и контактные опоры, установленные на среднем соединительном шарнире тяг 23. Недостатками устройства являются недостаточная точность и надежность измерения деформации в скважине за счет того, что измерения напряжений производятся только по одному измерительному направлению, а также то, что контроль за изменением деформаций осуществляется по изменению давления в гидроцилиндре (как известно, точность гидравлически датчиков значительно ниже, чем например, у тензометрических, емкостных и т. п.). Цель изобретения - повышение точности измерений и надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что в деформометре, включающем корпус 3977 с крышкой, привод, соединенный посредством шарнирных тяг с корпусом, и контактные опоры, установленные на среднем соединительном шарнире тяг, деформометр снабжен тензометрическими балками, одни концы которых укреплены на корпусе под тягами, другие - посредством дополнительных тяг соединены со средним соединительным шарниром тяг. а провода тензометров размещены в полости корпуса, при этом привод выполнен в виде симметрично размещенных по .контуру корпуса отдельных поршней, со общенных между собой. На фиг. 1 показан деформометр, раз рез; на фиг, 2 - вид по стрелке А на фиг. 1. Деформометр состоит из корпуса 1 , крышки 2, которая через прокладку 3 соединена с корпусом 1, восьми поршней t, штуцера 5 уплотнительной гайки 6, кабеля 7, восьми контактных опор 8, каждая из которых при помощи тяги 9 соединена со своим поршнем k, а при помощи тяги 10 - с корпусом 1. Для каждой из восьми контактных опор имеется своя тензометрическая балочка 11, которая одним своим концом закреплена на корпусе 1, а другим концом при помощи тяги 12 соединена со своей контактной опорой 8. В крышке 2 имеется кольцевая полость 13 сообщающаяся с восемью отверстиями 14, которые выполняют роль поршневых полостей для поршней k. Деформометр работает следующим образом. Прибор помещают и ориентируют в скважине. Через штуцер 5 и кольцевую полость 13 рабочая жидкость под давле нием поступает в отверстия и вызывает перемещение поршней . Поршни k в.свою очередь, посредством тяг 9 и 10 воздействуют на контактные опоры 8, вызывая., их перемещение до вступления в контакт со стенками скважины (таким образом задается требуемый распор деформометра) . Такая конструкция деформометра поз воляет использовать его для измерений в скважинах некруглого сечения, так как контактные опоры 8 не связаны между собой кинематически, и если некото рые из них уже вступили в контакт со стенками скважины, то они не мешают раздвигаться остальным до их вступления в контакт со стенками скважины. 5 Измерение напряжений в массиве горных пород с помощью деформометра осуществляется следующим образом. Изменение напряжений вокруг скважины вызывают деформации, ее контура, которые через контактные опоры 8 и тяги 10 передаются на тензометрические балочки 11, вызывая их прогиб. Величина прогиба улавливается тензодатчиками, сигнал от которых через кабель 7, закрепленный уплотнительной гайкой 6, поступает на регистрирующую аппаратуру. Контроль за изменением напряжений вокруг скважины может осуществляться и по изменению давления в гидросистеме , вызываемого перемещением контактных опор В, шарнирно связанных тягами 9 с поршнями Ц, Применение предлагаемого деформометра позволит устранить образование неупругой зоны вокруг скважины ( чтоимеет существенное значение при работе в с.лабых углях, где доля неупругих деформаций значительна), проводить измерения в скважинах, имеющих форму сечения, отличающуюся от круглого, а также при наличии в скважинах каверн и остатков штыба. Формула изобретения Деформометр, включающий корпус с крышкой, привод, соединенный посредством шарнирных тяг с корпусом, и контактные опоры j установленные на среднем соединительном шарнире тяг, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы деформометра, он снабжен тензометрическими балками, одни концы- которых укреплены на корпусе под тягами, другие - посредством дополнительных тяг соединены со средним соединительным шарниром тяг, а провода тензометров размещены в полости корпуса, при этом привод 8ь1полнен в виде симметрично размещенных по контуру корпуса отдельных поршней, сообщенных между собой, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР К 58725, кл. Е 21 С 39/00, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР № А70622, кл. Е 21 С 39/00, 1975 (прототип).