Устройство для установки тензорезисторов в скважине

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИНЕСКИХ 17141 СПУБЛИ ц 5 Е 21 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1312 ФЯ ИЭ 1 ФО 8 ИЯЗ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Криворожский горнорудный институт (72) Г,Т.Фаустов, В.Е.Василенко, А.С.Соколенко и Л.П.Буян(56) Авторское свидетельство СССР М 1427069, кл, Е 21 С 39/00, 1986.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСТАНОВКИ ЗОРЕЗИСТОРОВ В СКВАЖИНЕ(57) Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение удобства эксплуатации путем исключения потребления электриче-. ской энергии при установке и снятии устройства. На корпусе (К)1 закреплены верхняя 2 и нижняя 3 крышки. На крышке 2 установлена неподвижная втулка (В) 4, а на крышке 3 - разъем 5 с кабелем 6 и патрубок 7. Внутри К 1 соосно с ним размещена подвикная В 9 с установленными на ней разьемом 10 для тензодатчика 11 и диском 12 горной породы с тензорезистором 13. Соосно с К 1 в последнем закреплена неподвижная трубка (Т) 14, на которой, охватывая ее, установлена подвижная Т 16, В стенке К 1 установлены распорные штоки 17 и сдвоен 10 1 У б ЕУ 92 ВБВ,В 171 В 2122 ная В 19 с фиксатором 20 и стопором 21, Во В 19 установлены запорные штоки 22, 23, На Т 16 установлены подпружиненные муфты 24, 25, соединенные тягами 30 с распорными штоками 17. Внутри Т 14 установлены пол зун ы 31 - 33. Ползуны 31, 32 тягами 35, 36 шарнирно соединены с запорными штоками 22, 23, Ползун 33 через прорезь жестко соединен с Т 16. Конец В 9 установлен в Т 14. Между В 9 и ползуном 31 установлена пружина 37, между ползунами 32 и 33 - пружина 38, а между В 9 и крышкой 2 - пружина 39, Внутри К 1 закреплены два блочка 40 с тросиком 41, один конец которого соединен со стопором 21, а другой - с кабелем 6. При взведенном устройстве все пружины сжаты, а штоки утоплены; При упоре в забой муфты 24, 25 и ПТ 16 освобождаются. Штоки 17 упираются в поверхность скважины, фиксируя устройство. Срабатывает замковый узел В 9, которая пружиной 37 перемещается и прижимает смазанный клеем тензодатчик 11 к забою скважины. Для извлечения устройства через тросик 41 отгибают стопор 21. Штоки 22, 23, перемещаясь, освобождают пружины 37 и 38. Штоки 17 и В 19 утапливаются в устройство, которое за кабель 6 извлекают"из скважины. 3 з,п.ф-лы,.1 ил.2 ВЗВ 171 В З10 15 Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для определения напряжений в массиве пород по их деформации методом разгрузки в варианте торцовых измерений.Цель изобретения - повышение удобства эксплуатации путем исключения потребления электрической энергии при установке и снятии устройства.На чертеже представлена схема устройства для установки тензорезисторов в скважине.Устройство содержит цилиндрический корпус 12 с верхней и нижней крышками 2,3. На верхней крышке 2 установлена неподвижная втулка 4, а на нижней крышке 3 - разъем 5 с кабелем 6, соединяющим устройство с наземной аппаратурой (не показана), и патрубок 7 для соединения с досылочными штангами 8. Внутри корпуса 1 соосно ему размещена подвижная втулка 9 с установленными на ней разьемом 10 для соединения с тензодатчиками 11 и диском 12 горной породы с компенсирующим тензорезистором 13, Внутри корпуса 1 соосно ему установлена неподвижная трубка 14, закрепленная на нижней крышке 3 и перегородке 15. На неподвижной трубке 14, охватывая ее с возможностью осевого перемещения, установлена подвижная трубка 16. В стенке корпуса 1 установлены шесть распорных штоков 17, смонтированных в направляющих втулках 18, закрепленных на корпусе 1 по его окружности в два разнесенных между собой ряда, по три в каждом ряду с равным расстоянием между ними в ряду.К стенке корпуса 1 закреплена сдвоенная втулка 19, в смежной стенке которой расположен шариковый фиксатор 20, а снаружи установлен пружинный стопор 21, В отверстиях втулки 19 установлены запорные штоки 22, 23. На подвижной трубке 16 установлены с возможностью осевого перемещения две подпружиненные муфты 24,25, пружины 26 и 27 которых упираются в буртики 28,29, выполненные на трубке 16,. Муфты 24,25 соединены тягами 30 с соответствующими распорными штоками 17, В неподвижной трубке 14 установлены с возможностью осевого перемещения три ползуна 31 - 33. Ползуны 31.32 установлены в центральной части трубки 14 и через ее прорезь 34 тягами 35,36 шарнирно соединены с запорными штоками 22,23 соответственно, Ползун 33 установлен в нижней части трубки 14 и через прорезь 34 жестко соединен с подвижной трубкой 16. Свободный конец подвижной втулки 9 установлен в неподвижной трубке 14. Между втулкбй 9 и ползуном 31 установлена первая пружина 20 25 30 35 40 45 50 55 37, а между ползунами 32 и 33 - вторая пружина 38. Между подвижной втулкой 9 и верхней крышкой 2 установлена третья пружина 39, В корпусе 1 на его стенке закреплены два блочка 40 с перекинутым через них тросиком 41, один конец которого соединен с пружинным стопором 21, а второй пропущен через нижнюю крышку 3 и соединен с кабелем 6. Устройство содержит замковый узел муфт 24,25, замковый узел подвижной втул ки 9 и узел блокировки тросика 41. Последний выполнен в виде закрепленной в корпусе 1 втулки 42 с прорезью, Через втулку 42 пропущен тросик 41, на котором жестко закреплен шарик 43, В прорезь втулки 42 входит выступ 44 подвижной трубки 16.который выполнен с возможностью взаимодействия с шариком 43.Замковый узел муфт 24,25 выполнен ввиде расположенного внутри корпуса 1 параллельно его оси запорного стержня 45,один конец которого проходит через верхнюю крышку 2, а второй - через смонтированную в корпусе 1 напротив муфты 25полую стойку 46. В последней установлен .подпружиненный штифт 47, один торец которого опирается на стержень 45, а второй -на боковую поверхность муфты 25,Замковый узел втулки 9 выполнен ввиде установленного в торцовой части последней подпружиненного штифта 48, свободный торец которого опирается навнутреннюю поверхность неподвижнойтрубки 14 с возможностью захода в отверстие 49, выполненное в трубке 14. На трубке14 шарнирно закреплен Г-образный рычаг50, выполненный с возможностью заходаодного из его концов в отверстие 49. Междумуфтой 24 и буртиком 28 трубки 16 установлен соединяющий их шарнирный двухзвенник 51, центральный шарнир которогоопирается на свободный конец Г-образногорычага 50,Устройство работает следующим образом,Перед установкой устройства в скважину его "взводят". Для этого вкручивают винт(не показан) в свободный торец трубки 14,который вкручиваясь перемещает по трубке 14 ползун 33, который в свою очередьза счет жесткого соединения перемещает(вверх по чертежу) подвижную трубку 16 ивместе с ней муфты 24 и 24. При перемещении муфт 24 и 25 через шарнирно соединенные с ними. тяги 30 устанавливаютсяраспорные штоки 17 до упора их головок встенки корпуса 1. Винт закручивают до момента, пока отверстие 52, выполненное вмуфте 25, не окажется над штифтом 47. В1714125 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5этот момент, берясь за головку запорного стержня 45, расположенную в передней части устройства, вытягивают ее до упора хвостовой частью в стойку 46, при этом штифт 47 выходит из выемки 53 и, поднимаясь, входит в отверстие 52, фиксируя тем самым ее положение и положение подвижной трубки 16. После этого винт вывинчивают, обеспечивая возможность перемещения ползуна 33 вниз. Затем, надавливая сверху любым цилиндрическим предметом подходящего диаметра на запорный шток 23, утапливают его во втулку 19 до момента, когда сферическая выемка на нем не поравняется с шариковым фиксатором 20, а этот момент утапливают запорный шток 22 до фиксации его пружинным стопором 21. В этом положении запорные штоки 22 и 23 оказываются зафиксированными (шток 22 удерживается стопором 21, а шток 23 - шариковым фиксатором 20), при этом пружина 38 оказывается сжатой. После этого в разьем 10 вставляют тензодатчик 11 (обычно это тензометрическая розетка с несколькими наклеенными на ее поверхность под различными углами тензорезисторами) и на/ давливая на него перемещают вниз (по чертежу) до момента, когда штифт 48 не войдет в отверстие 49, выполненное в неподвижной трубке 14, при этом пружина 37 оказывается сжатой между ползуном 31 подвижной втулки 9, а подвижная втулка 9застопоренной. Затем смазывают клеем рабочую поверхность тензодатчика 11 и устройство готово к установке в скважину, С патрубком 7 соединяют досылочные штанги 8, с помощью которых перемещают устройство по скважине (не показана) до ее забоя и упирают головной частью в забой.При упоре запорный стержень 45, головная часть которого выходила за выступы втулки 4, утапливается, выемка 53 оказывается под штифтом 47 и он, утапливаясь в выемку 52, освобождает муфту 25 и вместе с ней подвижную трубку 16. Под действием скатай пружины 38, упирающейся одним концом в ползун 32, ползун 33 начинает перемещаться вниз и перемещает за собой подвижную трубку 16, которая через пружины 26,27 передает движение на муфты 24 и 25, также перемещая их. В свою очередь, через тяги 30 движение передается на распорные штоки 17, которые, перемещаясь в неподвижных втулках 18, упираются концами в поверхность стенок скважины, центрируя и фиксируя тем самым устройство в скважине, Подпружинивание муфт 24 и 25 обеспечивает равномерность прижатия штоков 17 даже при некоторой изменяемости диаметра скважины по ее длине. При распирании устройства пружины 27 сжимаются, центральный шарнир двухзвенника 51 давит. на нижний конец Г-образного рычага 50 который, поворачиваясь на оси, давит другим концом на штифт 48, выводя его из зацепления с неподвижной трубкой 14. В результате этого подвижная втулка 9 освобождается и поддействием пружины 37 перемещается вверх и прижимает, смазанный клеем тензодатчик к забою скважины, В таком положении устройство оставляют до отвердения клея. После отвердения клея к концу кабеля 6, выходящему в устье скважины, подключают измерительный прибЬр(не роказан) и замеряют сопротивление тензодатчика 11, значение величины которого используют при определении напряжений в массиве, Затем устройство извлекают из массива. Для этого тянут за выходящий из устья скважины конец кабеля 6: Усилие натяжения передается на скрепленный с кабелем конец тросика 41, который через блочки 40 передает усилие на пружинный стопор 21, отгибая его, В результате этого освобождается запорный шток 22 и под действием пружины 37, .усилие которой передается на него через ползун 31 и тягу 35, перемещается в направлении стенки корпуса, одновременно с этим подвижная втулка 9 под действием пружины 39 движется вниз и выходит из зацепления разъем 10 с тензодатчиком 11. Когда запорный шток 22 при движении по втулке 19 дойдет своей сферической впадиной до уровня шарикового фиксатора 20, шарик под действием выталкивающей силы со стороны запорного штока 23 переместится в сферическую выемку штока 22, освобождая тем самым шток 23. Под действием сжатой пружины 38, перемещающей ползун 32 вверх, шток 23 перемещается по втулке 19, Давление пружины 26 и 27 ослабевает. в результате этого ослабевает и сила приИтия распорных штоков 17 кстенкам скважины и таким образом устройство освобождается. Потянув за кабель 6, устройство извлекают из скважины. Чтобы не произошло расстопаривания запорных штоков 22 и 23 в результате случайного рывка или зацепа кабеля 6 в процессе досылки устройства в скважину, устройство содержит узел блокировки тросика 41, препятствующий передаче усиления с конца тросика 41, соединенного с кабелем 6, на конец, соединенный с пружинным стопором55 21 до момента фиксации устройства в скважине, Когда устройство досылают в скважину то подвижная трубка 16 смещена вверхпрепятствует движению шарика 43 и троси. ка 41 вниз. Следовательно, если в процесседосылки устройства в скважину и произойдет зацеп кабеля б, то это не отразится на дальнейшей работе устройства, После того как устройство установлено и произошло перемещение подвижной трубки 16 вниз, а с ней и перемещение вниз выступа 44, он уже не препятствует передаче усилий с одного конца тросика 41 на другой, что и обеспечивает возможность освобождения устройства из зацепления со стенками скважины при снятии его, Таким образом, при установке тензорезисторов в скважине автоматически сначала происходят центровка и фиксация устройства в ней, затем прижатие тензорезисторов к забою скважины, что обеспечивает возможность качественного склеивания тензорезисторов с горной породой.При установке устройства в скважину и его снятии не требуется электрической энергии. Это преимущество делает устройство более удобным в эксплуатации, особенно в шахтных и полевых условиях. Кроме того, сокращается время на установку тензорезисторов, поскольку фиксация устройства в скважине и прижатие тензорезисторов к забою происходят практически мгновенно,Формула изобретения 1, УСтройство для установки тензорезисторов в скважине, содержащее цилиндрический корпус с верхней и нижней крышками, неподвижную втулку, установленную.на верхней крышке, разъем с кабелем и соединительный патрубок, установленные на нижней крышке, размещенные внутри корпуса соосно ему подвижную втулку с установленным на ней разъемом для подключения тензодатчика и диском горной породы с компенсирующим тензорезистором, пружину, от л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения удобства эксплуатации путем исключения потребления электрической энергии при установке и снятии устройства, оно снабжено установленными внутри корпуса соосно ему неподвижной и охватывающей ее подвижной трубками с прорезями, распорными штоками и сдвоенной втулкой с шариковым фиксатором и пружинным .стопором, установленными в стенке корпуса, двумя запорными штоками, установленными в сдвоенной втулке, двумя подпружиненными муфтами с замковым узлом, установленными с возможностью осевого перемещения на подвижной трубке, тремя ползунами, два 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 из которых установлены в центральной части неподвижной трубки, а третий - в ее нижней концевой части и через прорези жестко соединен с подвижной трубкой, тягами шарнирно соединяющими муфты с соответствующими распорными штоками, верхний и центральный ползуны с соответствующими запорными штоками, второй пружиной, установленной между нижним и центральным ползуном, третьей пружиной, установленной между подвижной втулкой и верхней крышкой корпуса, замковым узлом подвижной втулки, свободный конец которой установлен в неподвижной трубке, двумя закрепленными в корпусе блочками с тросиком и узлом его блокировки, при этом один конец тросика соединен с пружинным стопором, второй пропущен через нижнюю крышку и соединен с кабелем, а первая пружина установлена между подвижной втулкой и верхним ползуном,2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что узел блокировки тросика выполнен в виде закрепленной в корпусе дополнительной втулки с прорезью, через которую пропущен тросик, шарика, закрепленного на последнем и выступа на подвижной трубке, установленного в прорезь дополнительной втулки с возможностью взаимодействия с шариком,3, Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что замковый узел муфт выполнен в виде расположенного внутри корпусапараллельно его оси запорного стержня, один конец которого проходит через верхнюю крышку, а второй через смонтированную в корпусе полую стойку, в которой установлен подпружиненный штифт, один торец которого опирается на запорный стержень, а второй на боковую поверхность одной из муфт,4. Устройство по пп,1 - 3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что замковый узел подвижной втулки выполнен в виде установленного в торцовой части последней подпружиненного штифта, свободный торец которого опирается на внутреннюю поверхность неподвижной трубки с возмокностью захода одного из его концов в отверстие, выполненное в трубке, Г-образного рычага, шарнирно закрепленного на неподвикной трубке с возможностью захода одного из его концов в отверстие трубки, и соединяющего подвижную трубку с одной из муфт шарнирного двухзвенника, центральный шарнир которого опирается на свободный конец Г- образного рычага.