RU2035592C1

RU2035592C1 - Plant for determination of hole surface configuration

Info

Publication number: RU2035592C1
Authority: RU
Inventors: С.Н. Петров; П.Н. Васильев; А.П. Винокуров; А.С. Марченко; В.В. Стриганов
Original assignee: Институт горного дела Севера СО РАН
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1995-05-20

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: novelty consists in that plant has measuring unit including casing, two parallel sidepieces and fixed and movable axles located between sidepieces. The axles are connected with extending hinged system of parallelograms, pulling and measuring branches. Plant also has centering unit controlled by centralizers-stops, rod system and surface unit which provides for holding plant, its orientation in horizontal and vertical planes, and measurement of extension value of parallelogram system joined by means of hinges. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для определения конфигурации поверхности стенок вертикальных и наклонных скважин при ведении взрывных работ. The invention relates to the mining industry and can be used to determine the surface configuration of the walls of vertical and deviated wells during blasting.

Известно устройство для оценки размеров котла вертикальных скважин, включающее металлический стержень, подвешенный на шнуре. Размер котла определяется по степени отклонения стержня, упирающегося в дно котловой полости, от вертикали до стенок, что фиксируется величиной опускания шнура [1]
Недостатки известного устройства невозможность применения для наклонных скважин, невозможность пpоизводства замеров в любом месте скважины, неконтролируемость замеров в разных направлениях, низкая точность производства замеров.A device for evaluating the size of the boiler vertical wells, including a metal rod suspended on a cord. The size of the boiler is determined by the degree of deviation of the rod resting on the bottom of the boiler cavity, from the vertical to the walls, which is fixed by the value of lowering the cord [1]
The disadvantages of the known device is the inability to use for deviated wells, the inability to take measurements anywhere in the well, uncontrolled measurements in different directions, low accuracy of measurements.

Наиболее близким к заявленному является устройство [2] для определения размеров полостей в грунтовом массиве, содержащее измерительный и поверхностный узлы, полые направляющие секционные штанги, скрепляющиеся соединительными муфтами, гибкую тягу с тяговой и измерительной ветвями, блок с ручкой для наматывания гибкой тяги и направляющий элемент, служащий для закрепления установки в скважине. Closest to the claimed is a device [2] for determining the size of the cavities in the soil mass, containing measuring and surface nodes, hollow guide sectional rods fastened with couplings, a flexible rod with traction and measuring branches, a unit with a handle for winding a flexible rod and a guide element serving to fix the installation in the well.

Недостаток низкая точность замеров. The disadvantage is low measurement accuracy.

Цель изобретения обеспечение замеров высокой точности в любом месте и в разных направлениях как в вертикальных, так и в наклонных скважинах. The purpose of the invention the provision of measurements of high accuracy in any place and in different directions in both vertical and deviated wells.

Поставленная цель достигается тем, что установка состоит из измерительного узла, представленного кожухом измерительного узла, содержащего во внутренней части две параллельных щеки, между которыми расположены неподвижная и подвижная оси, скрепленные с выдвигающейся шарнирно соединенной системой параллелограммов, включающей подвижные элементы, связанные соответственно с подвижной осью и последней осью шарнирно соединенной системы параллелограммов тяговой и измерительной ветвей, скрепленного с измерительным узлом центрирующего узла, управляемого центраторами-упорами, к которому крепится нижняя штанга, сочлененная с последующими штангами соединительными узлами штанг, и поверхностного узла, снабженного кожухом центраторов-упоров, в который входят центраторы-упоры и который жестко связан с двутавром, удерживающим установку, на котором размещена фиксационная втулка с вырезами ориентации, предназначенными для пальца, проходящего через равномерно расположенные сквозные отверстия верхней штанги. В конец верхней штанги вставлена втулка блоков, жестко связанная через пластины крепления блоков с двумя блоками, имеющими ручки для наматывания на них пропущенной сквозь направляющую трубку тяговой и измерительной ветвей, и тормоза, один из которых снабжен измерительной рейкой, служащей для оценки степени выдвижения шарнирно соединенной системы параллелограммов. This goal is achieved in that the installation consists of a measuring unit, represented by a casing of the measuring unit, containing two parallel cheeks in the interior, between which there are a fixed and a movable axis, fastened to a retractable articulated parallelogram system, including movable elements associated respectively with the movable axis and the last axis of the pivotally connected system of parallelograms of the traction and measuring branches, fastened to the measuring node of the centering node controlled by centralizers-stops, to which the lower rod is attached, articulated with subsequent rods by connecting nodes of the rods, and a surface node equipped with a casing of centralizers-stops, which includes centralizers-stops and which is rigidly connected to the I-beam, which holds the installation, on which the fixing a sleeve with orientation cutouts intended for a finger passing through evenly located through holes of the upper bar. A block sleeve is inserted at the end of the upper rod, rigidly connected through the block fixing plates with two blocks having handles for winding traction and measuring branches passed through the guide tube, and brakes, one of which is equipped with a measuring rail, which serves to assess the degree of extension of the articulated joint parallelogram systems.

На фиг. 1 дана схема расположения установки в скважине во время измерений; на фиг.2 измерительный узел; на фиг.3 поверхностный узел. In FIG. 1 shows the layout of the installation in the well during measurements; figure 2 measuring unit; figure 3 surface node.

Установка для определения конфигурации поверхности скважины состоит из измерительного 1 и центрирующего 2 узлов, штанг 3, соединенных между собой соединительными узлами 4, а также поверхностного узла 5. Измерительный узел 1 представлен двумя щеками 6, между которыми по вертикали в пазах перемещается подвижная ось 11, раскладывающая шарнирно соединенную систему параллелограммов, состоящую из подвижных элементов 8. Шарнирно соединенная система параллелограммов выдвигается до соприкосновения с боковой поверхностью скважины. В нижней части щек 6 расположена неподвижная ось 12. Перемещение подвижной оси 11 вверх и вниз производится тяговой ветвью 9 и измерительной ветвью 10. Измерительный узел 1 закрыт кожухом 7 измерительного узла, имеющим боковой вырез, через который происходит выдвижение шарнирно соединенной системы параллелограммов. Центрирующий узел 2 предназначен для совмещения оси установки с осью скважины посредством выдвижения центраторов-упоров 13. Поверхностный узел 5 также центрирует установку центраторами-упорами 13, которые соединены с кожухом 14 центраторов-упоров, удерживает ее в скважине двутавром 15, обеспечивает перемещение тяговой ветви 9 и измерительной ветви 10 блоками 20. Поверхностный узел 5 ориентирует установку в горизонтальной плоскости с помощью фиксационной втулки 16 и оценивает степень выдвижения шарнирно соединенной системы параллелограммов измерительной ветвью 10 на измерительной рейке 23, Блоки 20 крепятся на пластинах 18 крепления блоков, которые соединены с втулкой блоков 17. Вращение блоков 20 производится ручками 19, торможение тормозами 21. Тяговая ветвь 9 пропущена через направляющую трубку 22. Installation for determining the surface configuration of the well consists of measuring 1 and centering 2 nodes, rods 3, interconnected by connecting nodes 4, as well as the surface node 5. The measuring node 1 is represented by two cheeks 6, between which the movable axis 11 moves vertically in the grooves, an articulated parallelogram system consisting of movable elements 8. The articulated parallelogram system extends to touch the side surface of the well. In the lower part of the cheeks 6 there is a fixed axis 12. Moving the movable axis 11 up and down is carried out by the traction branch 9 and the measuring branch 10. The measuring unit 1 is closed by the casing 7 of the measuring unit having a lateral cutout through which the articulated parallelogram system is extended. The centering unit 2 is designed to align the installation axis with the axis of the well by extending the centralizers-stops 13. The surface node 5 also centers the installation by centralizers-stops 13, which are connected to the casing 14 of the centralizers-stops, holds it in the borehole with an I-beam 15, provides traction branch 9 and the measuring branch 10 in blocks 20. The surface unit 5 orientates the installation in the horizontal plane using the fixation sleeve 16 and evaluates the degree of extension of the articulated parallelogram system and this decline branch 10 on the measuring rail 23, blocks 20 are mounted on mounting plates 18, blocks that are connected to the hub unit 17. The rotation unit 20 is performed handles 19, braking brakes 21. Pulling branch 9 is passed through the guide tube 22.

Установка для определения конфигурации поверхности скважины работает следующим образом. Installation for determining the configuration of the surface of the well works as follows.

Установку опускают в скважину, соединяя между собой с помощью соединительного узла 4 штанги 3. Тяговую ветвь 9 и измерительную ветвь 10 пропускают внутри штанг 3. Количество штанг 3 определяют местом на боковой поверхности скважины по ее длине, где необходимо произвести замеры. Последняя штанга 3, расположенная у устья скважины, имеет фиксационные равномерно расположенные сквозные отверстия по длине, в которые вставляется палец, упирающийся при опускании установки в фиксационную втулку 16 поверхностного узла 5. Таким образом, осуществляют удержание установки в скважине на нужном уровне и ее ориентацию в горизонтальной плоскости на фиксационной втулке 16 сделаны вырезы ориентации (8 вырезов), в которые вставляют палец. На поверхностном узле 5 тяговую ветвь 9 пропускают через направляющую трубку 22 и наматывают на блок 20 с помощью ручки 19. На противоположной стороне поверхностного узла 5 расположен также блок 20, на который ручкой 19 в свою очередь наматывают измерительную ветвь 10, пропускаемую сверху измерительной рейки 23. Оба блока 20 с целью предотвращения сматывания тяговой ветви 9 и измерительной ветви 10 оснащены тормозами 21. На измерительную рейку 23 по длине нанесена градуировочная шкала, по которой путем перемещения указателя измерительной ветви определяют степень выдвижения шарнирно соединенной системы параллелограммов из измерительного узла 1 до стенки скважины. После опускания установки на требуемый уровень ее ориентируют в каком-либо направлении и производят замер расстояния от оси до точки на поверхности скважины. При этом вначале шарнирно соединенная система параллелограммов находится в сжатом (исходном) положении, тяговая ветвь 9 и измерительная ветвь 10 в натянутом состоянии, указатель измерительной ветви 10 на нулевой отметке градуировочной шкалы. Затем ручкой 19 вращают блок 20 тяговой ветви 9 так, что тяговая ветвь 9 наматывается на блок 20 и тем самым перемещает вниз подвижную ось 11. Подвижная ось 11, изменяя свое положение, раскладывает шарнирно соединенную систему параллелограммов до соприкосновения со стенкой скважины. В результате прикрепления к крайнему звену шарнирно соединенной системы параллелограммов измерительная ветвь 10 вытягивается на определенное расстояние и вместе с ней вдоль градуировочной шкалы на аналогичный отрезок перемещается указатель измерительной ветви, отмечая линейную величину от оси скважины до точки на ее поверхности. После производства замеров на данном уровне в определенном направлении установку последовательно фиксируют по окружности путем расположения пальцев во всех других вырезах фиксационной втулки 16 и тем самым аналогично определяют положения других точек поверхности скважины. Затем установку опускают или поднимают на другой уровень, для чего палец вставляют в выше или ниже расположенные на штанге сквозные отверстия, упирают его в фиксационную втулку 16 и производят замеры во всех направлениях уровня. И так для всего оцениваемого участка скважины. После производства замеров установку извлекают из скважины для дальнейшего использования. По результатам произведенных измерений осуществляют построение конфигурации боковой поверхности скважины на изучаемом участке и определяют его необходимые параметры. The installation is lowered into the well, connecting the rods 3 using the connecting unit 4. The traction branch 9 and the measuring branch 10 are passed inside the rods 3. The number of rods 3 is determined by the length on the side surface of the well where it is necessary to make measurements. The last rod 3, located at the wellhead, has fixing evenly spaced through holes in length, into which a finger is inserted, which abuts when lowering the installation into the fixing sleeve 16 of the surface assembly 5. Thus, the installation is held in the well at the desired level and its orientation is a horizontal plane on the fixation sleeve 16 made orientation cutouts (8 cutouts) into which a finger is inserted. On the surface node 5, the traction branch 9 is passed through the guide tube 22 and wound onto the block 20 with the handle 19. On the opposite side of the surface node 5 there is also a block 20, on which the measuring branch 10, which is passed from above the measuring rail 23, is wound on it with the handle 19. Both units 20 are equipped with brakes 21 to prevent the winding of the traction branch 9 and the measuring branch 10. A calibration scale is applied along the measuring rail 23 along which, by moving the pointer of the measuring branch, determine the degree of extension of the articulated joint system of parallelograms from the measuring node 1 to the wall of the well. After lowering the installation to the required level, it is oriented in any direction and the distance from the axis to a point on the surface of the well is measured. In this case, at the beginning, the articulated parallelogram system is in a compressed (initial) position, the traction branch 9 and the measuring branch 10 are in tension, the pointer of the measuring branch 10 is at the zero mark of the calibration scale. Then, the handle 20 rotates the block 20 of the traction branch 9 so that the traction branch 9 is wound on the block 20 and thereby moves down the movable axis 11. The movable axis 11, changing its position, unfolds the articulated parallelogram system until it contacts the well wall. As a result of attaching the articulated parallelogram system to the extreme link, the measuring branch 10 is stretched to a certain distance and along with it along the calibration scale the pointer of the measuring branch moves to a similar segment, marking a linear value from the axis of the well to a point on its surface. After making measurements at a given level in a certain direction, the installation is sequentially fixed around the circumference by arranging the fingers in all other cutouts of the fixing sleeve 16 and thereby similarly determine the positions of other points of the well surface. Then the installation is lowered or raised to another level, for which the finger is inserted into the through holes located on the rod higher or lower, abut it in the fixation sleeve 16 and measure in all directions of the level. And so for the entire evaluated section of the well. After making measurements, the installation is removed from the well for further use. According to the results of the measurements, the configuration of the side surface of the well in the study area is carried out and its necessary parameters are determined.

Преимущества предложенной установки для определения конфигурации поверхности скважины:
возможность применения для наклонных скважин;
возможность производства замеров в любом месте и в разных направлениях скважины;
высокая точность производства замеров.The advantages of the proposed installation for determining the surface configuration of the well:
possibility of application for deviated wells;
the ability to take measurements anywhere and in different directions of the well;
high accuracy of measurements.

Claims

INSTALLATION FOR DETERMINING A WELL SURFACE CONFIGURATION, comprising a measuring unit, a hollow rod, consisting of sections connected by couplings, a flexible rod with traction and measuring branches, a surface node, which includes a unit with a handle for winding a flexible rod, a guiding element and an element, holding the installation at the wellhead, characterized in that it contains a centering unit having centralizers-stops, and located on the surface node of the second unit with a handle for winding the measuring twi of flexible traction and a measuring rail, both units are equipped with brakes, a guide tube for the traction branch, while the measuring unit includes a measuring unit casing in which two parallel cheeks are fixed, between which there are fixed and movable axes, with which it can be articulated the connected parallelogram system consisting of movable elements, the traction and measuring in respectively attached to the movable axis and to the last axis of the articulated parallelogram system with flexible traction, the guiding element of the surface assembly consists of centralizers-stops of the surface assembly located in a casing rigidly connected with an I-beam placed at the wellhead to hold the installation, on which a fixation sleeve with cutouts of orientation is placed, a finger intended for placement in evenly spaced free openings of the upper section of the hollow rod, in the end of which a sleeve of blocks is inserted, rigidly connected through the plate mounting blocks with two blocks for winding a flexible rod, with em measuring rod is used to assess the degree of extension articulated parallelogram system.