Устройство для определения давления горных пород в скважинах

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУ БЛИН П 9) ИП ЯОЫЙ НОМИТЕТ СССРРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОСУДАРСТВЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Бюл. 9 44горного дела АН КазСев, М.М.Сыздыков,и Ж.Б.Бибосынов8,8)свидетельство СССРЕ 21 С 39/00, 1979. ПРЕДЕЛЕНИЯ ДАСКВАЖИНАХназначено дляного состояни(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение пр исследования напряж.35(08орскоекл. массива горных пород. Цель изобретения - повьппение точности определения давления за счет обеспеченияпостоянного контакта только заданной длины устройства со стенкой скважины (СС) 13 и равномерного распределения давления по всей длине.Устройство содержит эластичнув оболочку в виде тора (Т)1, надетогона стержень (С) 2 и контактирукщегос упругим зластичиьж стаканом 3. Наконцах С 2 установлены жесткие цилиндрические корпуса 4. В каждом изних выполнены две пары пазов 5, в12735 которых с возможностью перемещения установлены уплотнительные секторы 6. Параллельно С 2 установлены С 7, попарно связанные пружинами 8 исоединенные а полостью Т 1 черезтолкатели 12, Для обеспечения минимального зазора между СС 13 и устройством на концах С 2 посредством контргаек закреплены упругие пластины 9, Полость Т 1 через трубопровод связана с источником давления среды. По мере увеличения объема за" качиваемой в Х 1 жидкости его стен- ки расширяются в сторону СС 13 и в сторону С 2, Стаканы 3, расширяясь, прижимаются к СС 13 и к обращенным к ним торцам корпусов 4, При этом 52дополнительные С 7, вставленные всквозное предельное отверстие Т;1,попарно разжаты пружинами 8 и пере"мещаются относительно С 2 и другдруга, касаясь стенок Т 1 по всейдлине. При достижении у Т 1 рабочего давления все разжатые С 7 прижимаются к С 2, Концы С 7 через толкатели 12 выдвигают секторы 6 к СС 1 Э.Радиусы кривизны их внешней и внутренней поверхностей равны радиусамскважин и центрального отверстиятора, При полном выдвижении все секторы 6 вступают в контакт со СС 13и, прижимаясь к ней, полностью перекрывают кольцевой зазор между СС3 и корпусом 4, 3 ил, Изобретение относится к устрой,ствам, используемым для определениялараметров горных пород путем измерений в скважинах,Цель изобретения - повышение точ,ности эа счет обеспечения постоянного контакта точно заданной длиныустройства со стенкой скважины иравномерного распределения давления.На фиг, 1 показано устройство для 1 Оопределения давления горных пород вскважинах, на фиг. 2 - устройство врабочем состоянии при измерении вскважине; на фиг, 3 - узел секторов.Устройство содержит эластичнуюоболочку, выполненную в виде торанадетого на стержень 2, стаканы 3иэ упругого эластичного материала,контактирумцие с тором 1, жесткие,цилиндрические корпуса 4, в каждом Юиз которых выполнены две пары пазов5, уплотнители в форме секторов 6,установленные с возможностью перемещения в пазах 5, дополнительныестержни 7, установленные параллельно стержню 2 и попарно связанныепружинами 8, торцовые круглые пластины 9, закрепленные на концахстержня 2 посредством контргаек 1 Оисточник (не показан) давления сре- Зрды, связанный через трубопровод 11с полостью тора 1, Стержни 7 черезтолкатели 12 соединены с секторами6. В скважину 13 устройство досылается с помощью штанг (не показаны),прикрепляемых к стержню 2,Устройство работает следующимобразом.Устройство устанавливают на заданном расстоянии от устья пробуренной скважины 13 и по напорномутрубопроводу 11 в него накачиваютжидкость, которая заполняет замкнутый внутренний объем тора 1По мере увеличения объема зака" чиваемой жидкости стенки эластичного тора 1 начинают расширяться в радиальных направлениях как в сторону стенки скважины 13, так и в сторону центрального стержня 2,При этом стенки тора 1, направленные радиально от продольной оси устройства, расширяют эластичные стаканы 3, которые прижимаются к стенке скважины 13 и к торцам корпусов 4, обращенных к стаканам Э. Внутренние стенки тора 1, расширяющиеся в сторону стержня 2, перемещают две пары стержней 7, вставленные в сквозное продольное отверстие тора 1 параллельно друг другу и центральному стержню 2. Стержни 7 касаются стенки тора 1 по всей длине, попарно разжаты пружинами 8, .проходящими через сквозные диаметральные отверстия центрального стер жня 2, При достижении рабочего внут 1273552реннего объема все разжатые стержни 7 вдоль всей длины отверстия тора 1 параллельно прижимаются к центральному стержню 2. Раэжимающие пру. жины 8 при этом полностью помещаются в диаметральных сквозных отверстиях центрального стержня 2. Притаких перемещениях двух пар стержней 7 к цеМгральному стержню 2 ихконцы, Г-образно соединенные с толкателями 12, через толкатели 12 выдвигают секторы 6 строго в радиальных направлениях перпендикулярно кстенке скважины 13, Толкатели 12расположены попарно и могут переме 0 щаться один в другом в противоположР и 6 - соответственно диаметры скважины 13 и корпусов 4, Сквозное отверстие тора 1 имеет диаметр, равный ( 0-6)+6 ., где йс - диаметр центрального стержня 2, что обеспечивает достаточный выход секторов 6 и полное закрытие кольцевого зазора. каждый сектор 6 является 1/4 круга, соответствующего сечению скважины 13, поэтому при выходе всех секторов 6 из их пазов 5 на (Э-й)/2 ради,усы их попарно совпадают и идут параллельно друг другу вдоль одной прямой.При работе в скважине секторы 6 толщиной 5-6 мм надежно закрывают 50 5 ных радиальных направлениях. Выдвигаемье толкателями 12. секторы 6 имеют внешнюю кривизну ци внутрен 1нюю кривизну /11, , где В,б и В, - 20 соответственно радиусы скважины 13 и продольного сквозного отверстия тора . Таким образом, при полном выдвижении всех четырех секторов 6 последние своими внешними контура- д ми образуют полную окрузность,вступающую по всей длине в контакт со стенкой скважины 13 и прижимающуюся к ней. При этом секторы 6 полностью перекрывают кольцевой зазор, образующийся между стенкой сквазйны 13 и корпусами 4. Такое полное за-крытие зазора обуславливается еще тем, что внутренний диаметр сквозного продольного отверстия тора 1 выбирается таким образом, что расстояние .между центральным стержнем 2 и стержнями 7 равно высоте зазора между стенкой скважины 13 и внешним контуром устройства, т.е, перемещение стержней 7 с толкателями 12 до центрального стержня 2 должно быть равно величине - (0-6)/2, где зазоры между устройством и стенкой скважины. Это достигается тем, что секторы изготовлены из прочной стали и не полностью выходят из своих пазов 5. Смещенность каждой парыпазов 5 вдоль оси относительно друг друга и относительно торца корпуса 4 на 10-12 мм обеспечивает устойчивость работы корпусов 4 беэ деформаций при воздействии на них сжимающих сил в осевом направлении,При точном подборе диаметра сменных круглых пластин 9, позволяющих получить минимальный зазор между стенками скважины 13 и устройства, и прочном установлении их на концах центрального стержня 2 достигается точно заданная рабочая упруго-эластичная длина устройства, которая равна расстоянию между серединами корпусов 4 и сохраняется постоянной при работе в скважине, Выдвинутые секторы 6 надежно сохраняют постоянство рабочей длины устройства, что обуславливает точность измерения давления в скважине,При этом также достигается равномерное распределение давления внутри замкнутого объема тора 1, В случае достижения внутри тора 1 давления, соответствующего давлению нетронутого массива горных пород, весь упругий рабочий объем вдоль всей рабочей длины устройства находится под достигнутым в торе 1 давлением. В процессе же измерения в скважине любые изменения давления передаются на весь рабочий упругий объем устройства, что также обуславливает точность измерения давления.Формула изобретенияУстройство для определения давления горных пород в скважинах, содержащее стержень с резьбой на концах, упругую эластичную оболочку с отверстием, надетую.на стержень, стаканы, установленные на концах стержня и контактирующие с эластичной оболочкой и источник давления среды, соединенный посредством трубопровода 1 с эластичной оболочкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения постоянного контакта точно заданной длины устройства со стенкой скважины и равномерного распределения давления, оно снабженоСоставитель В.Тальвойшедактор М.Циткина Техред В.Кадар Коррект липенко каз 6403/28ВН ж 470 дарственного изобретений и Ж, Раушск Ти ИИПИ Гоо дела Москв Подписноомитета СССРоткрытийя наб., д. 4/5 1130 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужг ул. Проектная, 4 5 1273552 Эустановленными на концах стержня . ке и щели в корпусах, и двумя смей- жесткими цилиндрическими корпусами, ными пластинами, закрепленными на в каждом из которых в двух взаимно , концах основного стержня, при этом перпендикулярных диаметральных на- эластичная оболочка выполнена в виправлениях ср смещением вдоль осиде тора, стакана выполнены иэ упру- выполнены две пары пазов, а в обра- гого эластичного материала и имеют щенном к стакану торце две паРы ще- щели для дополнительнвх стержней на лей, уплотнителями в виде секто- торцовых поверхностях, концы дополров, установленных с воэможностью нительных стержней посредством толперемещения в пазах секторов, четырь" 1 О кателей связаны с секторами, а рамя попарно подпружиненными дополни- диусы кривизны внешней и внутренней, тельными стержнями, установленными поверхностей секторов равны соответ" параллельно основному стержню и про- ственно радиусам скважины и цент" ходящими через отверстие в оболоч- рального отверстия тора.