Устройство для установки тензорезисторов в скважине и измерения деформаций

(51)Е 21 С 39/00 ИЗОБРЕТЕНИЯ НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(71) Криворожский горнорудный институт(56) Ардашев К.А. и др. Методы и приборы для исследования проявления горного давления. М.: Недра, 1981, с51. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ТЕНЗОРЕЗИСТОРОВ В СКВАЖИНЕ И ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ(57) Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - снижение трудоемкости и повьппение достоверности и результатов измерения деформаций. Для этого на корпусе (К) 1, имеющем верхнюю и нижнюю крьппки 2 и 3,установлены соосно с ним два стопорных кольца 14 и 15 с закрепленными в них штифтами 16. На нижней крышке 3 К 1 закреплена неподвижная втулка 12. Устр"во имеет кольцевые нагревательные элементы 17-19, один из которых (17) размещен в К 1 вокруг пружины 13 крышки 3. Два других элемента 18 и 19 установлены на К 1 и контактируют с кольцами 14 и 15. При этом пружина 13 и кольца 14 и 15 выполнены из материала, обладающего памятью Формы. На обращенных одна к другой поверхностях крышек 2 и 3 выполнены радиальные пазы 4 для штифтов 16. Под действием тепла элементов 18 и 19последовательно расширяются кольца 14 и 15 и пружина 13, что при установке устр-ва в скважине позволяет автоматически центрировать и фиксировать его. 1 ил,Пзобретение относится к горкомуделу, в частности к устройствам дляустановки тензорезисторов в скважинеи определения напряжений в массивепород по деформации тензорезисторовметодом разгрузки,Цель изобретения - снижение трудоемкости и повьшение достоверности результатов измерения деформаций, 1 ОНа чертеже показана схема устройства для установки тензорезисторов вскважине и измерения деформаций.Устройство содержит цилиндрическийкорпус 1 с верхней 2 и нижней 3 крышками, у которых на обращенных однак другой поверхностях выполнены ради"альные пазы 4, подвижную втулку 5 сразъемом 6 для розетки 7 устанавливаемых тензорезисторов 8, размещенную 20в корпусе 1, диск 9 горной породы снаклеенным на нем компенсирующим тензорезистором 10, закрепленный на подвижной втулке 5, неподвижную втулку11, закрепленную в корпусе 1, дополнительную неподвижную втулку 12, закрепленную на нижней крышке 3, пружину13, установленную в корпусе 1 междувтулками 5 и 11, стопорные кольца 14и 15 с закрепленными в них штифтами16, установленные на корпусе 1 сооснос ним так, что штифты 16 входят в радиальные пазы 4 крыщек 2 и 3, кольцевые нагревательные элементы 17-19,из которых нагревательный элемент 17установлен в корпусе 1 вокруг пружины 13, два нагревательных элемента 18и 19 установлены на корпусе 1 и контактируют соответственно со стопорными кольцами 14 и 15, штуцер 20 с зам- Оком 21, установленный на верхней,крышке 2 и предназначенный для соединения устройства с досылочной штангой 22, и штепсельный разъем 23, закрепленный на втулке 11 и предназка- . 45ченный для соединения нагревательныхэлементов 17-19 и тензорезисторов 8и 10 через кабель 24 с блоком питания и измерительным прибором (не показаны). Пружина 13 и стопорные кольца 14 и 15 выполнены из материала,обладающего памятью Формы, напримерникелида титана.В зазоре между крьпйками 2 и 3 истопорными кольцами 14 и 15 установлены пружины 25, обеспечивающие прижатие стопорных колец 14 и 15 к нагревательным элементам 18 и 19. 1 еждунагревательными элементами 17-19 и корпусом 1 установлены теплоизолирующие прокладки 26 и 27,Устройство работает следующим об" Разом.Розетку 7 с установленными на ней и смазанными клеем тензорезисторами 8 вставляют в разъем 6, От источника . питания (не показан) по кабелю 24 через разъем 23 подают напряжение на нагревательные элементы 17-19. Под действием тепла от нагревательного элемента 17 пружина 13 сжимается и тянет за собой подвижную втулку 5 и вместе с ней розетку 7, утапливая ее за выступы дополнительной неподвижной втулки 12. Одновременно под действи" ем тепла от нагревательных элементов 18 и 19 стопорные кольца 14 и 15 сжимаются и их наружный диаметр становится меньшим дчаметра крышек 2 и 3, В таком положении ст опорных колец 14 и 15 и пружины 13 устройство вставляют в скважину и с помощью досыпочной штанги 22 перемещают по скважине цо упора выступами втулки 12 в забой сквлкины. Затем отключают на-. гревательные элементы 18 и 19 от источника питания, стопорные кольца 14 и 15 остывая, Расширяются и упираются наружной поверхностью в стенки скважины. При Расширении стопорных колец 14 и 15 закрепленные в них штифты 16 перемещаются в пазах 4 крышек 2 и 3, центрируя все устройство в скважине, а по окончании расширения стопорных колец 14 и 15 устройство оказывается зафиксированным в скважине. После этого отключают от источника питания нагревательный элемент 17, "тружика 13, остывая, удлиняется и перемещает подвижную втулку 5 с розеткой 7 в направлении забоя .скважины и прижимает смазанные клеем тензорезисторы 8 к горной породе, Затем извлекают из скважины досылочную штангу 2, для чего тянут ее в каправлекии устья скважины, замок 21 выходит из зацепления со штуцером 20 и освобождает штангу 22, Устройство оставляют в скважине в таком положении до отвердения клея, а штангу 22 используют для установки тензорезисторов в других скважинах. После отвердения клен к кокцу каб - ля 24, выходящему в устье скважины, подключают измерительный прибор (не показан) и замерягт сопротивление тензорезисторов 8 и 10, значения ве142069 2 О Устройство для установки тензоре"зисторов в скважине и измерения деформаций, содержащее цилиндрическийкорпус с верхней и нижней крышками,подвижную втулку с разъемом для ро 25 зетки устанавливаемых тенэореэисторов, размещенную ь корпусе, закрепленный на подьижной втулке, циск горной породы с наклеенным на нем компенсирующим тензорезистором, непод 30 вижную втулку, закрепленную в корпусе, пружину, установленную междувтулками, штепсельный разъем, закрепленный на неподвижной втулке, и штуцер для соединения с досыпочной штангой, закрепленный на верхней крышкео т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью снижения трудоемкости и повьппения достоверности результатов измерения деформаций, оно снабжено уста 4 О, новленныж на корпусе соосно с ним. на шоней крышке, и кольцевыми нагре 45 вательными элементами, один из которых размещен в корпусе вокруг пружины, два других установлены на корпусе и контактируют с стопорными кольцами, при этом пружина и стопорныекольца выполнены из материала, обладающего памятью форьи, а в обращенныходна к другой поверхностях крышеквыполнены радиальные пазы для штифтовстопорных колец,Произв.-полигр, пр-тие, г,личин которых используют как Начальные данные при определении напряжений в массиве. Затем от блока питния по кабелю 24 через разъем 23 подают напряжение на нагревательныйэлемент 17, под действием тепла которого пружина 13 сжимается и тянет засобой подвижную втулку 5 с закрепленным на ней разъемом 6, выводя его иззацепления с контактами розеткитензорезисторов 8. После этого подают напряжение на нагревательные элементы 18 и 19, под действием теплакоторых сжимаются стопорные кольца 14и 15, освобождая устройство, котороекабелем 24 извлекают из скзажины. Последовательное расширение стопорных колец 14 и 15 и пружины 13 при установке устройства в скважине позволяет осуществить автоматическую центровку и фиксацию устройства в скважине и обеспечивает дозирование и равномерное усилие прижатия тенэорезисторов 8 к забою скважины и исключает смещение розетки 7 в скважине после контакта с забоем. Автоматизация процесса и ВОзмОжнОсть использования одного комплекта досылочных штанг для установки тензореэисторов в нескольких скважинах, не дожидаясь .отвердения клея в каждой из скважин, снижает трудоемкость процесса установки тензорезисторов. При установке тензорезисторов в скважинах, направленных вертикально вниз или под углами, близкими к этому направлению, изобретение позволяет вообше отка" заться от досыпочных штанг. При извлечении устройства из скваяины вначале производится рассоединение разъема 6 с розеткой 7 тензорезисторов 8, а затем сжатием стопорных колец 14 и 15 снимается фиксация устройства в скважине, что позволяет исключить возможность нарушения клеевого соединения тензорезисторов 8 с горной породой под действием веса устройства, а это совместно с высоким качеством склеивания повышает достоверность результатов измерения деформаций горных пород. ВНИИПИ Заказ 4834/30 Кроме того, при установке гензорезисторов 8 предлагаемым устройством достигается хорошая центровка розетки 7 с тензорезисторами 8 относительно оси скважины, что дает возможность после обуривания розетки 7 и разгрузки забоя скважины вновь состыковать розетку 7 с разъемом 6 устройства и таким образом, не отрывая керна и не извлекая его из скважины, замерить сопротивления тензорезисторов, что также повышает достоверность измерении, поскольку при отрыве керна часто происходит его растрескивание или разрушение, искажающее результаты измерений.Ф о р м у л а изобретения Тираж 459 Подписное Ужгород, ул. Проектная, 4