Устройство для определения деформаций и напряжений в горных породах

-" т ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(46) 07.05.85. Бкл.Р 17 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ(71) Институт горного дела Сибирского отделения АН СССР(56) 1.Курленя М.В. и др. Руководство по оценке состояния и свойств угольного массива скважинными гидравлическими датчиками. Новосибирск, ИГД СО АН СССР, 1979, с. 20-22.2.Авторское свидетельство СССР . 9 796421, кл. Е 21 С 39/00, 1979.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ В ГОРНЬЗХ ПОРОДАХ, содержащее стержень с элементами подвода жидкости, соединенные с ним обоймы, в которых закреплена эластичная оболочка, и раздвижную составную оправу из внутренних и наружных элементов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, оно снабжено опорными кольцами, закрепленными на обоймах, внутренние и наружные элементы составной оправы попарно соединены штифтами, а соприкасающиеся поверхности внутренних и наружных элементов составной а оправы имеют соответственно проточку и выступ.Изобретение относится к горному депу и может быть использовано для определения деформационных свойств и напряженного состояния как слабых горных пород и искусственного массива 5 твердеющей, закладки, так и определения деформационных свойств и напряжений пород высокой прочности.Известно устройство для определения деформаций и напряжений в горных породах, включающее стержень, на котором установлена резиновая цилиндрическая оболочка, штуцеры, ниппели и обоймы, в которых закреплены и загерметизированы концы оболочки Г 13.Недостатком данного устройства является ограниченная область использования рабочим давлением до 15 МПа. При. более высоких давлениях, например 45-50 МПа, необходимых для определе-. ния деформационных свойств и напряжений горных пород высокой прочности, эластичная оболочка проникает в зазор между обоймами и стенками скважины и разрывается или раскличивает устройство.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для определения деформаций напряжений в горных породах, включающее стержень с элементами подвода жидкости, соединенные с ним обоймы, в которых закреплена эластичная оболочка, и раздвижную составную оправу из внутренних и наружных элементов 35 21.Недостатком известного устройства является низкая надежность вследствие того, что возможно проникновение эластичной оболочки в зазор между обойма О ми и оправами. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.Указанная цель достигается тем,.45 что устройство для определения деформаций и напряжений в горных породах, содержащее стержень с элементами подвода жидкости, соединенные с ним обоймы, в которых закреплена эластич 50 ная оболочка, и раздвижную составную оправу из внутренних и наружных элементов, снабжено опорными кольцами, закрепленными иа обоймах, внутренние и наружные элементы составной оправы .попарно соединены штифтами, а соприкасающиеся поверхности внутренних и наружных элементов составной оправы имеют соответсч веяло нрточку выступ.На фиг, 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же, рабочее состояние; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг, 3; на фиг. 5 - раздвижное кольцо, поперечное сечение.Устройство состоит из стержня эластичной оболочки 2, концы которой закреплены в обоймах 3 с помощью ниппелей 4, штуцеров 5, герметизирующих внутреннюю полость оболочки, опорных колец 6, скрепленных резьбой с обоймами 3, раздвижных оправ 7, установленных на эластичной оболочке 2 с касанием торцов опорных колец.Раздвижные оправы 7 образованы внутренним кольцом 8, имеющим проточку, и наружным кольцом 9, имеющим выступ и проточку (фиг. 5). Внутреннее 8 и наружное 9 кольца состоят не менее чем из трех частей, соединенных попарно штифтом 1 О. В проточке наружного кольца 9 размещено эластичное кольцо 11. Проточка и выступ на частях внутреннего 8 и наружного 9 колец, а также эластичное кольцо 11 удерживают части раздвижной оправы 7 в собранном виде и способствуют быстрой установке его на эластичной оболочке. 2.Устройство работает следующим образом.Устройство устанавливают в скважине на заданной глубине, Ручным насосом по трубопроводу не показан) через штуцер 5 закачивают рабочую жидкость, которая заполняет пространство между стержнем 1 и эластичной оболочкой 2. По мере увеличения объема жидкости внутри устройства эластичная оболочка 2 расширяется последовательно от средней части в направлении обойм и прижимает раздвижные оправы 7 к торцам опорных колец 6. Составные части внутреннего кольца 8 и соединенные с ними штифтами части наружного кольца 9 усилием расширяющейся оболочки перемещаются до упора в стенки скважины. При этом зазоры между частями внутреннего кольца 8 постоянно перекрыты частями наружного кольца 9.Таким образом, перекрываются заг зоры между обоймами и стенками скважины и полностью предотвращается проникновение оболочки, котораяВсту 113 ет В контакт СО стен кам 11 скважиныы и передает заданное давление.После окончания работ переключают вентиль ручного насоса и под Воздействием давления и упругой эластичной оболочки рабочая жидкость выталкивается в бак насоса и оболочка Возвращается в исходное состояние. Раздвижные оправы 7 возвращаются в исходное состояние при помощи эластичных ко О лец 11.Предлагаемое устройство в сравнении с известным позволяет изучать деформационные свойства и напряжения аь 64Также и В ПорОЦВХ В 111 Сок11 11 р 1111 ч 111,так как рабочее давлениего на от 11.ки скважинь 1 составляет 50-бП МПВ,которое является достаточным дляполучения результатов в известных методах скважинных испытаний. Конструкция прибора обеспечивает многократность его применения и надежность В работе, так как исключена возможность проникновения упругой оболочки в зазор между оправой и обоймой и расклинивания устройства в скважине,/31 Тираж ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Москва, Подписноеенного комитета СССРтений и открытий5, Раушская наб., д.4/5