Деформометр

,1209860 19 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ВТОРСКОМУ СВИ ЛЬСТ ицкая, шнико СССР1976.ССР198 . ЕТР, включающии ьными отверстияс толстостенной тензорезисторы с тем, что, с целью В иаа 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт горного дела(56) Авторское свидетельство891922, кл, Е 21 С 39/00,Авторское свидетельство С973836, кл. Е 21 С 39/00,(54) (57) 1. ДЕФОРМОМ корпус с осевым и радиал ми, жестко соединенный эластичной оболочкой, и проводами, отличающийся повышения точности измерения и надежности работы, он снабжен двумя тонкостенными оболочками, размещенными коаксиально толстостенной эластичной оболочке, а тензорезисторы установлены между тонкостенными оболочками и расположены последовательно один за другим, образуя коаксиальные эластичным оболочкам и прилегающие друг к другу ряды колец, при этом тензорезисторы в каждом кольце смещены относительно тензорезисторов в прилегающих кольцах.2. Деформометр по п. 1, отличающийся тем, что тензорезисторы в каждом кольце смещены относительно тензорезисторов в прилегающих кольцах на величину, равную половине базы тензорезистора.Изобретение относится к горному делу ипредназначено для измерения величин и направлений напряжений в массиве горныхпород.Цель изобретения - повышение точности измерения и надежности работы деформометра.На фиг. 1 изображен деформометр; нафиг. 2 - разрез Л - А на фиг. 1; на фиг. 3 --ряд тензорезисторов.Деформометр состоит из корпуса, включающего жесткий стержень 1, на которомпри помощи пробки с конусом 2 и стакана3 герметично зажата по торцам толстостенная эластичная оболочка 4, образующаямежду своей внутренней поверхностью и наружной поверхностью корпуса герметичнуюполость 5, куда через радиальное отверстие6 в корпусе подается под давлением рабочая жидкость, На толстостенной оболочкеустановлены внутренняя 7 и наружная 8тонкостенные оболочки, между которыми установлены тензорезисторы 9, расположенныепоследовательно один за другим в видеприлегающих друг к другу рядов 10, образующих по окружности деформометра кольца 11,Коаксиально толстостенной эластичнойоболочке 4 размещены тонкостенные внутренняя 7 и наружная 8 оболочки, междукоторыми установлены тензорезисторы 9.Для того, чтобы одна из оболочек, находящихся в напряженном состоянии (давление изнутри от источника давления и снаружи от стенки скважины), не утеряла своих эластичных свойств, а другие, выполненные из этого же материала, приобрелииные свойства (жесткость) необходимо, чтобы толщина их имела соотношение неменее 20:1, что позволяет тонкостенным оболочкам выстилать изнутри стенки скважины,идеально повторяя ее конфигурацию и образовать двум тонкостенным оболочкамвместе с размещенными между ними тецзорезисторами единый измерительный монолит,что повышает точность измерений.Тензорезисторы 9 расположены последовательно один за другим (фиг. 2, 3), образуя коаксиальные эластичным оболочкамприлегающие один к другому ряды 10 колец 11, при этом тензорезисторы 9 в каждом кольце 11 смещены относительно тензорезисторов 9 в прилегающих кольцах цавеличину неинформативной части тензорезистора, например на половину базы тецзорезистора. Расположение двух колец тензорезисторов подряд со сдвигом между ними в половину базы позволяет осуществить измерение деформаций на участках контура скважины, приходящихся на неицформативную часть, что повышает точность измерения при деформации. Если при измерениях применить не два, а три или более5 ".0 5 20 25 30 35 40 45 50 55 колец тензорезисторов, каждое из которых будет сдвинуто относительно предыдущего на 1/2 своей базы, то точность измерений еце более повысится за счет того, что с одного и того же участка скважины получается два показания (например, в первом и третьем кольце), т.е. за счет избыточности информации.Так как показания тензорезисторов на двух соседних базах не должны существенно отличаться одно от другого, то легко выяснить в каком случае тензорезистор дает неверное показание (неупругое деформирование тензорезистора вследствие показания на микротрещину), либо получить информацию участка скважины в случае обрыва тензорезистора из первого кольца, что повышает точность измерений. Полученный от тецзорезисторов 9 полезный сигнал через кабель 12 подаесся ца измерительное устройство (не показано).Деформометр работает следующим образом.В массиве горных пород выбуривается скважина, в которую вставляется деформометр, От источника давления цо трубопроводу (не показан) под толстостенную эластичную оболочку 4 через герметичную полость 5 подается жидкость или воздух, распирая деформометр в скважине. Внешняя поверхность толстостенной эластичной оболочки увеличивается и она приходит в соприкосновение с внутренней тонкостенной оболочкой 7, которая расположена, но не закреплена на толстостенной оболочке, В ервый момент цри соприкосновении оболочек 4 и 7 за счет зазора между одной (тонкостенной) относительно другой (толстостенной), что, в свою очередь, препятствует передаче деформации собственно толстостенной оболочки к тонкостенной и, следовательно, на тензорезисторы. Кроме того, это также препятствует выведению тензорезистгоров за пределы линейного участка измерений, что повышает точность измерений. При контакте со стенкой скважины положение тонкостенных оболочек (наружной и внутренней) фиксируется, и они начинают работать на сжатие. При дальнейшем повышении давления изнутри происходит увеличение сжатия обо.очек, при этом тонкостенные оболочки утрачивают свои свойства эластичности и приобретают иные, т.е. они становятся жесткими, твердыми, идеально повторяя конгур скВажины, что повыша.т точность измерений, а с каждого тензорезистора 9 в каждом кольце 11 по измерительному прибору (не показан) через кабель 12 снимаются начальные отсчеты. Затем ца расстоянии равном 70 - 100 мм, параллельно цробуривается возмущающая скважина, под действием которой изменяются в той или иной степени показания каждого тензорезистора каждого кольца, что также регистрируется измерительным прибором.1209860 Благодаря этому существенно повышается точность измерений по направлениям в плоскости измерения за счет избыточности получаемой информации. Замыкание рядов тензорезисторов в несколько колец, расположенных по окружности деформометра, позволяет проводить одновременный пространственный контроль деформаций стенок Составите Техред И.Тираж 470Государственн лам изобрете ква, Ж - 35, Патент, г. У Редак Заказ С. Патрушева4ВНИИПИпо д113035, МоФилиал ППП скважины. Это, в свою очередь, как увеличивает точность измерений, так и обеспечивает удобство эксплуатации, ускоряя процесс измерений за счет того, что при разовой установке деформометра в измерительнои скважине получают результаты измерений сразу в нескольких измерительных плоскостях. ть Н. Якимовичерес КорректорПодписноеого комитета СССРний и открытийРаушская наб., д. 4/5жгород, у л. Проектная В М. Самборская