RU2377406C1

RU2377406C1 - Deformometre

Info

Publication number: RU2377406C1
Application number: RU2008136413/03A
Authority: RU
Inventors: Евгений Васильевич Лодус (RU); Евгений Васильевич Лодус
Priority date: 2008-09-09
Filing date: 2008-09-09
Publication date: 2009-12-27

Abstract

FIELD: mechanics.

SUBSTANCE: invention refers to mining engineering and is intended for measuring well deformations. Deformometre includes installation device in the form of a screw with a nut and screw turning device, spacer assembly connected to nut and rheostatic measuring assembly. According to invention, nut has device for being moved along screw; screw has swing lock pin; spacer assembly is made in the form of spring-loaded punch radially installed on nut, and measuring assembly is installed on punch.

EFFECT: improving accuracy of measurements by recording radial deformations throughout the well wall surface.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области горного дела и предназначено для измерения деформаций скважин.The invention relates to the field of mining and is intended for measuring deformation of wells.

Известен деформометр (патент РФ №1033738, кл. Е21С 39/00, 1983), содержащий установочное приспособление в виде стержня из диэлектрического материала, распорный узел и измерительный узел.Known deformometer (RF patent No. 1033738, class E21C 39/00, 1983), containing the installation device in the form of a rod of dielectric material, an expansion node and a measuring node.

Недостаток деформометра состоит в низкой точности измерений, поскольку радиальные деформации не регистрируются.The disadvantage of the strain gauge is the low accuracy of the measurements, since radial deformations are not recorded.

Известен деформометр (патент РФ №1323712, кл. Е21С 39/00, 1987), содержащий установочное приспособление в виде стержня из диэлектрического материала, распорный узел и измерительный узел.A known strain meter (RF patent No. 1323712, class Е21С 39/00, 1987), comprising a mounting device in the form of a rod of dielectric material, an expansion unit and a measuring unit.

Недостаток деформометра состоит в низкой точности измерений, поскольку радиальные деформации измеряются только в отдельных точках поверхности стенки скважины.The disadvantage of the strain gauge is the low accuracy of the measurements, since radial strains are measured only at individual points on the surface of the borehole wall.

Известен деформометр (патент РФ №1344901, кл. Е21С 39/00, 1987), принимаемый за прототип. Деформометр содержит установочное приспособление в виде винта с гайкой и средством для поворота винта, распорный узел, связанный с гайкой, и реостатный измерительный узел.Known deformometer (RF patent No. 1344901, class E21C 39/00, 1987), taken as a prototype. The strain gauge comprises a mounting device in the form of a screw with a nut and means for turning the screw, a spacer assembly associated with the nut, and a rheostatic measuring unit.

Недостаток деформометра состоит в низкой точности измерений, поскольку регистрируются радиальные деформации по одной образующей линии по поверхности стенки скважины. Это не позволяет следить за деформациями всей цилиндрической поверхности скважины. Деформации цилиндрической поверхности отражают изменения напряжений вокруг скважины, что и является конечной целью измерения деформаций в скважинах. При измерениях деформаций всей цилиндрической поверхности регистрируются все главные и промежуточные напряжения, что невозможно определить при регистрации деформаций по одной образующей.The disadvantage of the strain gauge is the low accuracy of measurements, since radial deformations are recorded along one generatrix line along the surface of the borehole wall. This does not allow to monitor the deformation of the entire cylindrical surface of the well. The deformations of the cylindrical surface reflect changes in stresses around the well, which is the ultimate goal of measuring deformations in the wells. When measuring deformations of the entire cylindrical surface, all principal and intermediate stresses are recorded, which cannot be determined when registering deformations from one generatrix.

Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений путем регистрации радиальных деформаций по всей поверхности стенки скважины.The technical result of the invention is to increase the accuracy of measurements by recording radial deformations over the entire surface of the well wall.

Технический результат достигается тем, что в деформометре, содержащем установочное приспособление в виде винта с гайкой и средством для поворота винта, распорный узел, связанный с гайкой, и реостатный измерительный узел, согласно изобретению гайка имеет приспособление для перемещения вдоль винта, винт имеет фиксатор поворота, распорный узел выполнен в виде подпружиненного пуансона, радиально установленного на гайке, а измерительный узел установлен на пуансоне.The technical result is achieved by the fact that in the strain gauge containing the mounting device in the form of a screw with a nut and means for turning the screw, the spacer assembly associated with the nut and the rheostatic measuring unit, according to the invention, the nut has a device for moving along the screw, the screw has a rotation lock, the spacer unit is made in the form of a spring-loaded punch radially mounted on a nut, and the measuring unit is mounted on the punch.

Перемещение гайки с подпружиненным пуансоном вдоль винта приводит к тому, что динамометр измеряет радиальные деформации по спиральной траектории по поверхности стенки скважины. Поворачивая винт между измерениями, получают набор спиральных траекторий, по которым определяют изменение внутренней цилиндрической поверхности скважины, что повышает точность измерений по сравнению с измерениями по одной образующей линии, как в прототипе.Moving the nut with a spring-loaded punch along the screw causes the dynamometer to measure radial deformations along a spiral path along the surface of the borehole wall. Turning the screw between the measurements, get a set of spiral paths, which determine the change in the inner cylindrical surface of the well, which increases the accuracy of the measurements compared with measurements on one generatrix line, as in the prototype.

На чертеже представлена схема динамометра.The drawing shows a diagram of a dynamometer.

Деформометр содержит установочное приспособление в виде винта 1 с гайкой 2 и средством 3 для поворота винта, распорный узел 4, связанный с гайкой 2, и реостатный измерительный узел 5.The strain gauge comprises a mounting device in the form of a screw 1 with a nut 2 and means 3 for turning the screw, an expansion unit 4 connected to the nut 2, and a rheostatic measuring unit 5.

Гайка 2 имеет приспособление 6 для перемещения вдоль винта 1. Винт 1 имеет фиксатор поворота 7. Распорный узел выполнен в виде подпружиненного пуансона 4, радиально установленного на гайке 2. Измерительный узел 5 установлен на пуансоне 4.The nut 2 has a device 6 for moving along the screw 1. The screw 1 has a rotation lock 7. The spacer assembly is made in the form of a spring-loaded punch 4 radially mounted on the nut 2. The measuring unit 5 is mounted on the punch 4.

На конце пуансона 4 установлен шарик 8 для качения по стенке скважины 9. Приспособление 6 для перемещения гайки 2 выполнено в виде гибкой тяги, огибающей блок и концами закрепленной на гайке 2. На торце винта 1 установлен центрирующий блок, состоящий из подпружиненных упоров 11 и колес 12. В скважине 9 динамометр закрепляется с помощью колеса 13 и винтов 14. Колесо состоит из наружного обода 13 и внутреннего обода 15, соединенных между собой спицами 16. Пуансон соединен с монтажной гибкой тягой 17, огибающей блок 18. Витки резьбы на винте 1 имеют шаг, обеспечивающий перемещение гайки 2 вдоль винта с поворотом вокруг оси под действием усилия со стороны тяги 6. Аппаратура измерительного узла 5 на чертеже не показана.At the end of the punch 4, a ball 8 is installed for rolling along the wall of the well 9. The device 6 for moving the nut 2 is made in the form of a flexible rod enveloping the block and fixed with the ends of the nut 2. At the end of the screw 1, a centering block is installed, consisting of spring-loaded stops 11 and wheels 12. In the borehole 9, the dynamometer is secured with a wheel 13 and screws 14. The wheel consists of an outer rim 13 and an inner rim 15 interconnected by spokes 16. The punch is connected to an assembly flexible rod 17 enveloping the block 18. Thread turns on screw 1 have step to ensure ivayuschy movement of the nut 2 along the screw with the rotation around the axis by the force from the thrust 6. Apparatus measuring unit 5 is not shown in the drawing.

Деформометр работает следующим образом.Deformometer works as follows.

Устанавливают деформометр в скважину 9, для чего гибкой тягой 17 смещают пуансон 4 в направлении винта 2, вводят в устье скважины центрирующий блок 11,12, перемещают деформометр до торца скважины. Центрирующий блок обеспечивает расположение деформометра, близкое к оси скважины. Затем закрепляют деформометр в скважине с помощью винтов 14, освобождают тягу 17. Пуансон 4 входит в контакт со стенкой скважины и динамометр занимает положение, показанное на чертеже. Для измерения деформаций перемещают гайку 2 вдоль винта 1 с помощью приспособления 6 в направлении устья или торца скважины. Приспособление 6 последовательно переносят в промежутки между спицами 16. Пуансон 4 перемещает шарик 8 по спиральной траектории по стенке скважины, а шарик 8 перемещает пуансон 4 в осевом направлении в соответствии с изменениями радиуса скважины. Реостатный узел 5 фиксирует перемещения пуансона, что позволяет определять изменения радиусов скважины вдоль заданной спиральной траектории. Для измерений по другой спиральной траектории фиксатором 7 освобождают винт 1, поворачивают его приспособлением 3 на заданный угол и фиксируют в новом положении. Измерения проводят описанным выше образом. Повторные измерения по тем же траекториям и сравнение показаний с предыдущими замерами выявляют изменения соответствующих радиусов цилиндрической поверхности стенки скважины.A strain gauge is installed in the well 9, for which a flexible rod 17 displaces the punch 4 in the direction of the screw 2, a centering block 11.12 is inserted into the wellhead, and the strain gauge is moved to the well end. The centering unit provides a strain gauge location close to the axis of the well. Then, the strain gauge is fixed in the well with screws 14, the thrust is released 17. The punch 4 comes into contact with the wall of the well and the dynamometer occupies the position shown in the drawing. To measure the deformations, the nut 2 is moved along the screw 1 using the device 6 in the direction of the wellhead or well end. The tool 6 is sequentially transferred between the spokes 16. The punch 4 moves the ball 8 along a spiral path along the wall of the well, and the ball 8 moves the punch 4 in the axial direction in accordance with changes in the radius of the well. The resistor node 5 captures the movement of the punch, which allows you to determine changes in the radii of the well along a given spiral path. For measurements on another spiral path, the retainer 7 releases the screw 1, turns it with the device 3 at a predetermined angle and fixes in a new position. Measurements are carried out as described above. Repeated measurements along the same trajectories and comparison of readings with previous measurements reveal changes in the corresponding radii of the cylindrical surface of the borehole wall.

Предлагаемый деформометр повышает точность измерений благодаря регистрации радиальных деформаций по всей поверхности стенки скважины.The proposed strain gauge improves the accuracy of measurements by registering radial deformations over the entire surface of the well wall.

Claims

Деформометр, содержащий установочное приспособление в виде винта с гайкой и средством для поворота винта, распорный узел, связанный с гайкой, и реостатный измерительный узел, отличающийся тем, что гайка имеет приспособление для перемещения вдоль винта, винт имеет фиксатор поворота, распорный узел выполнен в виде подпружиненного пуансона, радиально установленного на гайке, а измерительный узел установлен на пуансоне. A strain gauge containing a mounting device in the form of a screw with a nut and means for turning the screw, a spacer assembly associated with the nut, and a rheostatic measuring unit, characterized in that the nut has a device for moving along the screw, the screw has a rotation lock, the spacer assembly is made in the form a spring-loaded punch radially mounted on the nut, and a measuring unit mounted on the punch.