RU2191899C2 - Устройство для определения деформаций стенок скважин - Google Patents
Устройство для определения деформаций стенок скважин Download PDFInfo
- Publication number
- RU2191899C2 RU2191899C2 RU2000108682A RU2000108682A RU2191899C2 RU 2191899 C2 RU2191899 C2 RU 2191899C2 RU 2000108682 A RU2000108682 A RU 2000108682A RU 2000108682 A RU2000108682 A RU 2000108682A RU 2191899 C2 RU2191899 C2 RU 2191899C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- central rod
- parabolic spring
- converter
- deformation
- coaxially
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для дистанционного определения деформаций стенок скважин при оценке напряженно-деформированного состояния массива горных пород. Изобретение решает задачу упрощения конструкции устройства и повышения надежности его работы. Устройство содержит центральный стержень, установленные на нем соосно распорные упругие элементы и элемент передачи деформаций, преобразователь линейных перемещений и подключенный к нему блок индикации, размещенный в горной выработке. Центральный стержень снабжен головным элементом, на котором одним концом закреплены дополнительные центрирующие пружины и распорные упругие элементы. Элемент передачи деформаций выполнен в виде плоских пружин, расположенных диаметрально противоположно, одни концы которых закреплены на головном элементе, и параболической пружины, установленной соосно с центральным стержнем с возможностью свободного перемещения вдоль него. Концы параболической пружины жестко соединены с другими концами плоских пружин. Преобразователь линейных перемещений может быть выполнен в виде линейки герконов, установленной на центральном стержне, и ленточного магнита, закрепленного одним концом на внутренней поверхности параболической пружины в ее центральной части, а другой конец которого размещен на линейке герконов с возможностью перемещения вдоль нее. Преобразователь линейных перемещений может быть снабжен упорным кольцом для регулировки его нулевого положения, установленным соосно на центральном стержне с упором на внешнюю поверхность параболической пружины. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для дистанционного определения деформаций стенок скважин при оценке напряженно-деформированного состояния массива горных пород.
Известно устройство для измерения деформаций стенок скважин, содержащее корпус, распорные элементы, преобразователь линейных перемещений стенок скважины в электрические колебания посредством размещения в скважине пассивного передающего контура и индуктивно связанного с ним активного приемного контура гетеродина, блок индикации (патент РФ 2023157, кл. Е 21 С 39/00, 1994 г. ). Для данного устройства характерно то, что использование электрических колебаний для определения перемещений стенок скважины не обеспечивает достаточную точность и надежность измерений, особенно при наличии влаги в скважине, изменении минералогического состава пород, повышенной естественной трещиноватости массива и в рудосодержащих породах. Требуется тщательная тарировка устройства и обработка полученной информации.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному является устройство для измерения деформаций горных пород, принятое за прототип, содержащее корпус, установочный стержень, упругие элементы, размещенные в корпусе, элементы передачи деформаций, преобразователи линейных перемещений и блок индикации сигнала (авторское свидетельство СССР 1382955, кл. Е 21 С 39/00, 1988). Элементы передачи деформаций в устройстве выполнены в виде четырех пар шарнирно соединенных рычагов, свободные концы пар рычагов шарнирно прикреплены к концам стоек и параллельным этим стойкам пазам противолежащих втулок, благодаря которым деформации стенок скважины передаются на преобразователь перемещений, а стойки закреплены на противоположенных концах установочного стержня и повернуты одна относительно другой на 90o. Изменение частоты выходного сигнала, преобразователя деформаций фиксируется блоком индикации - частотомером.
Такое устройство для измерения деформаций стенок скважин характеризуется тем, что имеет сложные узлы как в элементах передачи деформаций, так и в преобразователях линейных перемещений, что в целом усложняет конструкцию и вносит погрешность в измерения.
Кроме того, устройство не позволяет производить измерения в сильнодеформирующихся скважинах, например разгрузочных от повышенного горного давления, так как невозможно перемещать его вдоль разрушающейся скважины, а небольшой диапазон преобразования деформаций стенок скважины ограничивает область применения устройства.
Изобретение решает задачу упрощения конструкции устройства и повышения надежности его работы.
Для этого центральный стержень снабжен головным элементом, на котором одним концом закреплены дополнительные центрирующие пружины и распорные упругие элементы, а элемент передачи деформаций выполнен в виде плоских пружин, расположенных диаметрально противоположено, одни концы которых также закреплены на головном элементе, и параболической пружины, установленной соосно с центральным стержнем с возможностью свободного перемещения вдоль него, концы которой жестко соединены с другими концами плоских пружин. Преобразователь линейных перемещений выполнен в виде линейки герконов, установленной на центральном стержне, и ленточного магнита, закрепленного одним концом на внутренней поверхности параболической пружины в ее центральной части, а другой конец которого размещен на линейке герконов с возможностью перемещения вдоль нее. Преобразователь линейных перемещений снабжен упорным кольцом для регулировки его нулевого положения, установленным соосно на центральном стержне с упором на внешнюю поверхность параболической пружины.
Изобретение поясняется чертежами, на которых на фиг.1 показано заявляемое устройство, установленное в скважине, вид сбоку; на фиг.2 - вид устройства со стороны хвостовой части; на фиг.3 - поперечный разрез.
Устройство для определения деформаций скважин содержит центральный стержень 1 с жестко закрепленными на нем головным элементом 2 и хвостовым элементом 3.
Для ориентировки устройства в скважине хвостовой элемент 3 имеет ограненную поверхность. На головном элементе 2 размещены диаметрально противоположно и закреплены под заданным углом к центральному стержню 1 распорные упругие элементы 4 и установленный соосно с ними элемент передачи деформаций, выполненный в виде прямых плоских пружин 5, одними концами закрепленных на головном элементе 2, и параболической пружины 6, жестко соединенной своими концами с другими свободными концами пружин 5. Угол наклона распорных упругих элементов 4 выбирают достаточным для обеспечения надежного раскрепления устройства в скважине, а угол наклона пружин 5 принимают в зависимости от расчетного диаметра скважины. Параболическая пружина 6 имеет по центру отверстие 7 диаметром, несколько большим диаметра центрального стержня 1, и установлена на нем соосно с возможностью свободного перемещения вдоль стержня.
Преобразователь линейных перемещений выполнен в виде линейки герконов 8 и ленточного магнита 9. Герконы 8 установлены в корпусе 10 из диэлектрического материала с шагом, пропорциональным изменению диаметра скважины. Корпус 10 жестко закреплен на стержне 1, а контакты герконов 8 электрически подключены к блоку индикации (не показан), расположенному в горной выработке. Ленточный магнит 9 установлен на немагнитной пластине 11, которая закреплена одним концом на параболической пружине 6 в ее центральной части, а другим концом свободно опирается на корпус 10 с герконами 8 с возможностью перемещения вдоль него. Для центровки устройства в скважине к головному элементу 2 прикреплены одним концом центрирующие пружины 12. На центральный стержень 1 со стороны вогнутой части параболической пружины 6 установлено с трением упорное кольцо 13, которое фиксирует первоначальное положение магнита 9 при нулевом отсчете, соответствующем конструктивно заданной в устройстве величине, равной расчетному диаметру скважины.
При необходимости определения деформаций скважины в двух взаимоперпендикулярных плоскостях может быть использовано аналогичное устройство (не показано) с параболической пружиной, выгнутой в противоположенном направлении, установленное на головном элементе 2 под углом 90o к основному.
Блок индикации, расположенный в горной выработке, фиксирует последовательность замыкания контактов герконов 8. При этом герконы 8 расположены в корпусе 10 с интервалами, соответствующими долям расчетной величины изменения диаметра скважины в процентном или абсолютном выражении.
Устройство работает следующим образом. В скважине с помощью досылочных штанг, надетых на хвостовой элемент 3 стержня 1, устанавливают устройство в заданной плоскости, в которой необходимо определить деформации ее стенок. При этом прямые пружины 5 элемента передачи деформаций ориентируют в этой плоскости, а с помощью распорных упругих элементов 4 и центрирующих пружин 12 раскрепляют и центрируют устройство в стенках скважины.
Соединительной линией подключают выводы преобразователя линейных перемещений к блоку индикации и по нему проверяют соответствие первоначального фактического диаметра скважины, пробуренной в массиве, величине диаметра устройства, заданной конструктивно. При этом в блоке индикации срабатывает индикатор, связанный с контактами геркона 8, размещенного в первоначальном положении, принятом за нулевое. В случае расхождения этих величин производят корректировку первоначального нулевого отсчета с помощью упорного кольца 13, которое перемещают досылочными штангами по центральному стержню 1. Одновременно с перемещением кольца 13 прогибается пружина 6 и магнит 9 передвигается до ближайшего геркона 8, срабатывающего под действием его магнитного поля. Это положение принимают за нулевой отсчет и фиксируют его в блоке индикации. Досылочные штанги убирают из скважины.
По мере деформирования скважины смещение ее стенок передается через упругие элементы 4 и прямые пружины 5 на параболическую пружину 6, которая, прогибаясь, перемещает ленточный магнит 9 вдоль корпуса 10 с герконами 8. От магнитного поля магнита 9 контакты герконов 8, находящиеся в зоне его действия, срабатывают, что фиксируется блоком индикации. Зная пропорциональную зависимость между смещениями стенок скважины и интервалами установки герконов 8, определяют величину деформации скважины по отношению к ее первоначальному диаметру.
Ленточный магнит 9 удерживает своим магнитным полем все контакты перекрытых им герконов 8 в замкнутом состоянии, сохраняя этим полный объем информации. При необходимости в скважине устанавливают несколько таких устройств для определения деформаций стенок по ее длине.
Применение устройства позволяет повысить надежность определения деформаций скважин, поскольку фиксация смещений стенок скважин производится сразу в линейных единицах измерения, а применение герконов и магнита исключает негативное влияние многих факторов (влага, трещиноватость, состав пород и др.) на конечные результаты. Использование ленточного магнита, кроме того, надежно обеспечивает получение полного объема информации о деформировании скважины за счет срабатывания контактов всех перекрытых им герконов, позволяет исключить многие элементы, значительно упростить конструкцию и за счет этого повысить точность получаемых результатов в широком диапазоне смещений стенок скважины.
Claims (3)
1. Устройство для определения деформаций стенок скважин, содержащее центральный стержень, установленные на нем соосно упругие элементы и элемент передачи деформаций, преобразователь линейных перемещений и подключенный к нему блок индикации, размещенный в горной выработке, отличающееся тем, что центральный стержень снабжен головным элементом, на котором одним концом закреплены дополнительные центрирующие пружины и распорные упругие элементы, а элемент передачи деформаций выполнен в виде плоских пружин, расположенных диаметрально противоположно, одни концы которых также закреплены на головном элементе, и параболической пружины, установленной соосно с центральным стержнем с возможностью свободного перемещения вдоль него, концы которой жестко соединены с другими концами плоских пружин.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем преобразователь линейных перемещений выполнен в виде линейки герконов, установленной на центральном стержне, и ленточного магнита, закрепленного одним концом на внутренней поверхности параболической пружины в ее центральной части, а другой конец которого размещен на линейке герконов с возможностью перемещения вдоль нее.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что преобразователь линейных перемещений снабжен упорным кольцом для регулировки его нулевого положения, установленным соосно на центральном стержне с упором на внешнюю поверхность параболической пружины.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000108682A RU2191899C2 (ru) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | Устройство для определения деформаций стенок скважин |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000108682A RU2191899C2 (ru) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | Устройство для определения деформаций стенок скважин |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000108682A RU2000108682A (ru) | 2002-02-10 |
RU2191899C2 true RU2191899C2 (ru) | 2002-10-27 |
Family
ID=20232986
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000108682A RU2191899C2 (ru) | 2000-04-11 | 2000-04-11 | Устройство для определения деформаций стенок скважин |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2191899C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109738297A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-05-10 | 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 | 水平井井眼变形红外监测装置及方法 |
RU2794875C1 (ru) * | 2023-01-16 | 2023-04-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Устройство для измерения деформаций на стенках горных выработок |
-
2000
- 2000-04-11 RU RU2000108682A patent/RU2191899C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЯМЩИКОВ В.С., Контроль процессов горного производства. - М.: Недра, 1989, с.103-114. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109738297A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-05-10 | 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 | 水平井井眼变形红外监测装置及方法 |
CN109738297B (zh) * | 2019-03-01 | 2024-01-05 | 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 | 水平井井眼变形红外监测装置及方法 |
RU2794875C1 (ru) * | 2023-01-16 | 2023-04-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный национальный исследовательский университет" (НИУ "БелГУ") | Устройство для измерения деформаций на стенках горных выработок |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3308476A (en) | Resonant sensing devices | |
EP2359115B1 (en) | Method and apparatus for pressure measurement using quartz crystal | |
US20080307885A1 (en) | Method and Apparatus for Precisely Measuring Wire Tension and Other Conditions, and High-Sensitivity Vibration Sensor Constructed in Accordance Therewith | |
US7954383B2 (en) | Method and apparatus for pressure measurement using fill tube | |
US4149422A (en) | Vibratory-wire pressure sensor | |
US5115680A (en) | Displacement sensor with mechanical preamplification means | |
US2495797A (en) | Electrical bore gauge | |
AU2003215741B2 (en) | Assessment of the condition of fruit and vegetables | |
RU2191899C2 (ru) | Устройство для определения деформаций стенок скважин | |
US4909063A (en) | Pressure calibration method and apparatus | |
US3624684A (en) | Borehole deformation gage | |
US3995247A (en) | Transducers employing gap-bridging shim members | |
US3240073A (en) | Linear accelerometer | |
US3506857A (en) | Compressive mode piezoelectric transducer with isolation of mounting base strains from the signal producing means thereof | |
RU2425215C1 (ru) | Устройство для определения деформаций пород кровли | |
WO1993008478A1 (en) | Microwave vector displacement and acceleration transducer | |
KR102218957B1 (ko) | 구조물의 안전진단을 위해 구조물 내부에 배치된 압력측정장치 | |
RU2065590C1 (ru) | Датчик давления песчаного грунта | |
JP3815789B1 (ja) | 変位伝達装置 | |
US2965866A (en) | Unbonded strain gage counterbalanced transducer | |
RU2078300C1 (ru) | Устройство для измерения искривления технологических каналов | |
SU1174749A1 (ru) | Устройство дл определени углов наклона | |
US2361915A (en) | Weight indicator | |
SU802797A2 (ru) | Уровнемер | |
US4477888A (en) | Microwave system for particle and shock velocity measurement in a geological type material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160412 |