RU2305186C1 - Deformation meter for monitoring mode of deformation in block structures of geosphere - Google Patents

Deformation meter for monitoring mode of deformation in block structures of geosphere Download PDF

Info

Publication number
RU2305186C1
RU2305186C1 RU2006109432/03A RU2006109432A RU2305186C1 RU 2305186 C1 RU2305186 C1 RU 2305186C1 RU 2006109432/03 A RU2006109432/03 A RU 2006109432/03A RU 2006109432 A RU2006109432 A RU 2006109432A RU 2305186 C1 RU2305186 C1 RU 2305186C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
movable
probe
measuring probe
deformation
measuring
Prior art date
Application number
RU2006109432/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Николаевич Опарин (RU)
Виктор Николаевич Опарин
Геннадий Григорьевич Сиденко (RU)
Геннадий Григорьевич Сиденко
Владимир Иванович Востриков (RU)
Владимир Иванович Востриков
Владимир Владимирович Аршавский (RU)
Владимир Владимирович Аршавский
Александр Петрович Тапсиев (RU)
Александр Петрович Тапсиев
Original Assignee
Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Институт горного дела Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2006109432/03A priority Critical patent/RU2305186C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2305186C1 publication Critical patent/RU2305186C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry, possible use for monitoring mode of deformation in block structures of geosphere.
SUBSTANCE: deformation meter contains basic probe, at least one measuring probe, interconnected in immoveable manner by bars and pipeline of energy carrier, and controller connected to electric able of measuring probe. Basic probe consists of body and immobile spreader unit with supporting legs, and measuring probe consists of body, spreader unit with supporting legs and measuring device. Body of measuring probe is made collapsible and consisting of force and device branch pipes, its spreader unit is made mobile and positioned in force branch pipe, and measuring device is positioned in device branch pipe. As measuring device, a raster movement indicator with mobile tip is used. Moveable spreader unit is equipped with guiding rod, and force branch pipe is equipped with guiding bushing, in which immoveable board is fastened with a holding socket for mounting the moveable spreader unit in middle position. Guiding rod of moveable spreader unit is let through a guiding bushing and is in constant contact with mobile tip of raster movement indicator.
EFFECT: increased precision of deformation measurement due to removal of radial and axial gaps in units and parts of deformation meter and moveable realization of spreader unit of measuring probe; increased precision when evaluating mode of deformation of rock massif due to possible recording of sign-alternating deviations of rock massif blocks.
4 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для контроля напряженно-деформированного состояния (НДС) в блочных структурах геосферы.The invention relates to mining and can be used to control the stress-strain state (VAT) in block structures of the geosphere.

Известно устройство для измерения деформаций в скважинах по авт. св. СССР №587254, Е21С 39/00, опубл. в БИ №1, 1978 г., включающее измерительные преобразователи с тензодатчиками, задающее приспособление, механизм распора и подводящий кабель. Измерительные преобразователи выполнены в виде скоб, которые посредством шпилек закреплены на задающем приспособлении и ориентированы попарно навстречу одна относительно другой.A device for measuring strain in wells according to ed. St. USSR No. 587254, Е21С 39/00, publ. in BI No. 1, 1978, including measuring transducers with strain gauges, a master fixture, a thrust mechanism, and a supply cable. Measuring transducers are made in the form of brackets, which are fastened by means of pins to the master fixture and oriented in pairs towards one another.

Это устройство имеет сложную конструкцию, которая затрудняет его сборку, монтаж в скважину, обслуживание, что обуславливает низкую надежность работы устройства и, как следствие, снижает точность измерений.This device has a complex structure, which complicates its assembly, installation in the well, maintenance, which leads to low reliability of the device and, as a result, reduces the accuracy of the measurements.

Использование в конструкции тензодатчиков не обеспечивает необходимого контакта при измерениях, что также снижает точность измерений.The use of strain gauges in the design does not provide the necessary contact during measurements, which also reduces the accuracy of the measurements.

Наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков является деформометр для контроля НДС в блочных структурах геосферы по патенту РФ №2097558, Е21С 39/00, опубл. в БИ №33, 1997 г., включающий корпус и установленные в нем штангу, источники и приемник излучения и распорный узел. Согласно техническому решению корпус установлен подвижно относительно штанги, штанга снабжена боковыми отверстиями, каждый источник излучения размещен внутри штанги напротив бокового отверстия, приемник излучения выполнен в виде линейно чувствительных элементов, снабженных электронным выходом и закрепленных в корпусе напротив боковых отверстий штанги. Распорный узел состоит из опорного элемента, эксцентрика с пружиной и подвижного стержня с шарнирным соединением на каждом торце, проходящего через опорный элемент и корпус параллельно штанге. Эксцентрик установлен в опорном элементе, который жестко прикреплен к корпусу.The closest in technical essence and the set of essential features is a strain meter for controlling VAT in block structures of the geosphere according to RF patent No. 2097558, Е21С 39/00, publ. in BI No. 33, 1997, including the housing and the rod installed in it, radiation sources and receiver, and spacer assembly. According to the technical solution, the housing is mounted movably relative to the rod, the rod is provided with side holes, each radiation source is placed inside the rod opposite the side hole, the radiation receiver is made in the form of linearly sensitive elements equipped with an electronic output and mounted in the housing opposite the side holes of the rod. The spacer assembly consists of a support element, an eccentric with a spring and a movable rod with a hinge at each end passing through the support element and the housing parallel to the rod. The eccentric is installed in the support element, which is rigidly attached to the housing.

В процессе бурения скважины разбиваются и их фактические диаметры отличаются от номинальных, а поэтому крепление корпуса деформометра в скважине с помощью эксцентрика ненадежно, что снижает точность измерений. Конструкция сложна в настройке и обладает радиальными люфтами, что снижает надежность работы устройства и, как следствие, снижает точность измерений и усложняет оценку НДС массива по полученной информации.During the drilling process, the wells break up and their actual diameters differ from the nominal ones, and therefore the fastening of the strainmeter body in the well with the help of an eccentric is unreliable, which reduces the accuracy of the measurements. The design is difficult to configure and has radial backlashes, which reduces the reliability of the device and, as a result, reduces the accuracy of measurements and complicates the assessment of the VAT array based on the information received.

Техническая задача, решаемая предлагаемым деформометром заключается в повышении эффективности его работы за счет:The technical problem solved by the proposed deformometer is to increase the efficiency of its work due to:

- повышения точности измерений деформаций путем устранения радиальных и осевых люфтов в узлах и деталях деформометра и выполнения распорного узла измерительного зонда подвижным;- improving the accuracy of strain measurements by eliminating radial and axial backlash in the nodes and details of the strainmeter and making the spacer node of the measuring probe movable;

- повышения точности оценки НДС горного массива путем возможности регистрации знакопеременных отклонений блоков горного массива.- improving the accuracy of estimating the VAT of the massif by the possibility of registering alternating deviations of the blocks of the massif.

Задача решается тем, что в деформометре для контроля НДС блочных структур геосферы, содержащем базовый зонд, по крайней мере, один измерительный зонд, соединенные штангами неподвижно и трубопроводом энергоносителя, и контроллер, соединенный с измерительными зондами электрокабелем, при этом базовый зонд состоит из корпуса и неподвижного распорного узла с опорными ножками, а измерительный зонд - из корпуса, распорного узла с опорными ножками и измерителя, согласно техническому решению корпус измерительного зонда выполнен разъемным и состоит из силового и приборного патрубков, причем распорный узел измерительного зонда выполнен подвижным и размещен в силовом патрубке, а измеритель, в качестве которого использован растровый датчик перемещений с подвижным наконечником, - в приборном патрубке. Подвижный распорный узел снабжен направляющим стержнем, а силовой патрубок - направляющей втулкой, в которой закреплена неподвижная планка с фиксирующим гнездом для установки подвижного распорного узла в среднем положении. Направляющий стержень подвижного распорного узла пропущен через направляющую втулку и постоянно контактирует с подвижным наконечником растрового датчика перемещений.The problem is solved in that in the strain gauge for monitoring the VAT of the block structures of the geosphere containing the base probe, at least one measuring probe connected by the rods motionless and the energy carrier pipe, and the controller connected to the measuring probes by an electric cable, while the basic probe consists of a housing and fixed spacing unit with support legs, and the measuring probe is from the housing, the spacing unit with support legs and the meter, according to the technical solution, the body of the measuring probe is made detachable and it is made up of power and instrument nozzles, and the spacing unit of the measuring probe is made movable and placed in the power nozzle, and the meter, which is used as a raster displacement sensor with a movable tip, is in the instrument nozzle. The movable spacer unit is provided with a guide rod, and the power pipe is equipped with a guide sleeve in which a fixed plate with a fixing socket is fixed for installing the movable spacer unit in the middle position. The guide rod of the movable spacer unit is passed through the guide sleeve and is constantly in contact with the movable tip of the raster displacement sensor.

Выполнение корпуса измерительного зонда разъемным, состоящим из силового и приборного патрубков, и размещение распорного узла в силовом патрубке, а измерителя - в приборном патрубке, делает конструкцию универсальной, в которой силовая и приборная части разделены. Это упрощает конструкцию и позволяет использовать для измерений датчики любых видов. При этом сборка указанных патрубков значительно упрощается, общая сборка сводится к простейшему их соединению и не требует специальной наладки, что повышает надежность работы конструкции и упрощает ее обслуживание.The execution of the housing of the measuring probe is detachable, consisting of power and instrument pipes, and the placement of the spacer unit in the power pipe, and the meter in the instrument pipe, makes the design universal, in which the power and instrument parts are separated. This simplifies the design and allows the use of sensors of any kind for measurements. At the same time, the assembly of these pipes is greatly simplified, the general assembly is reduced to their simplest connection and does not require special adjustment, which increases the reliability of the structure and simplifies its maintenance.

Выполнение распорного узла измерительного зонда подвижным и снабжение его направляющим стержнем, а силового патрубка направляющей втулкой, позволяет центрировать положение распорного узла в корпусе силового патрубка, что исключает радиальные и осевые люфты, повышая точность измерений.Implementation of the spacing unit of the measuring probe movable and supplying it with a guide rod, and the power pipe with a guide sleeve, allows you to center the position of the spacer unit in the body of the power pipe, which eliminates radial and axial play, increasing the accuracy of measurements.

Выполнение измерителя в виде растрового датчика перемещений также повышает точность измерений. Его взаимодействие с направляющим стержнем подвижного распорного узла происходит за счет некоторого перемещения подвижного наконечника указанного датчика, при этом обеспечивается надежный постоянный контакт с подвижным распорным узлом, что также повышает надежность работы деформометра. Силовой патрубок с направляющей втулкой, в которой закреплена неподвижная планка с фиксирующим гнездом для установки подвижного распорного узла в среднем положении дает возможность регистрировать направление отклонений блоков относительно среднего положения подвижного распорного узла от динамических воздействий в горном массиве, что повышает точность оценки его НДС.The implementation of the meter in the form of a raster displacement sensor also improves the accuracy of measurements. Its interaction with the guide rod of the movable spacer unit occurs due to some movement of the movable tip of the specified sensor, while ensuring reliable constant contact with the movable spacer unit, which also increases the reliability of the strainmeter. A power pipe with a guide sleeve in which a fixed bar with a fixing socket is fixed for installing a movable spacer unit in the middle position makes it possible to register the direction of deviations of the blocks relative to the average position of the movable spacer unit from dynamic effects in the rock mass, which increases the accuracy of estimating its VAT.

Целесообразно опорные ножки указанных распорных узлов выполнить со сферическими головками, что облегчает перемещения деформометра в скважине при монтаже и демонтаже за счет малой площади соприкосновения трущихся поверхностей, упрощая обслуживание деформометра.It is advisable to support the legs of these spacer units with spherical heads, which facilitates the movement of the strainmeter in the well during installation and dismantling due to the small contact area of the rubbing surfaces, simplifying the maintenance of the strainmeter.

Целесообразно указанные зонды соединить штангами по коническим поверхностям, чтобы обеспечить общую жесткость конструкции и устранить осевые люфты, что также повышает надежность работы и, как следствие, точность измерений.It is advisable to connect these probes with rods along conical surfaces to ensure overall structural rigidity and eliminate axial backlash, which also increases the reliability of the work and, as a result, the accuracy of the measurements.

Целесообразно также корпусы указанных зондов и штанги выполнить из стеклопластика, а направляющий стержень подвижного распорного узла, направляющую втулку силового патрубка - из углепластика. Это снижает массу конструкции и повышает коррозионную стойкость, что увеличивает продолжительность эксплуатации и упрощает обслуживание.It is also advisable that the housings of these probes and rods be made of fiberglass, and the guide rod of the movable spacer unit, the guide sleeve of the power pipe is made of carbon fiber. This reduces the weight of the structure and increases corrosion resistance, which increases the duration of operation and simplifies maintenance.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения и чертежами, на которых показаны:The essence of the technical solution is illustrated by an example of a specific design and drawings, which show:

фиг.1 - схема размещения деформометра в скважине;figure 1 - layout of the strain gauge in the well;

фиг.2 - конструкция измерительного зонда (продольный разрез);figure 2 - design of the measuring probe (longitudinal section);

фиг.3 - разрез А-А на фиг.2;figure 3 is a section aa in figure 2;

фиг.4 - общий вид подвижного распорного узла измерительного зонда;4 is a General view of a movable spacer unit of the measuring probe;

фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.4;5 is a section bB in figure 4;

фиг.6 - общий вид базового зонда (продольный разрез);6 is a General view of the base probe (longitudinal section);

фиг.7 - положение базового зонда в скважине (поперечный разрез);Fig.7 - the position of the base probe in the well (cross section);

фиг.8 - продольный разрез соединительной штанги.Fig.8 is a longitudinal section of a connecting rod.

Деформометр для контроля НДС в блочных структурах геосферы (далее - деформометр) состоит из базового зонда 1 (фиг.1) и, по крайней мере, одного измерительного зонда 2, соединенных между собой штангами 3 неподвижно, внутри которых пропущен трубопровод 4 энергоносителя, соединяющий распорные узлы зондов 1 и 2 с источником 5 энергоносителя. Через штанги 3 и зонды 1, 2 пропущен кабель 6, соединенный с входом контроллера 7. На контроллер 7 подано электропитание. Информацию снимают непосредственно с выхода контроллера 7, либо передают ее электронными устройствами на компьютер (на фиг.1. не показаны).A strain gauge for monitoring VAT in block structures of the geosphere (hereinafter referred to as a strain gauge) consists of a base probe 1 (Fig. 1) and at least one measuring probe 2, interconnected by rods 3 motionless, inside which an energy carrier pipe 4 is passed, connecting the spacers probe nodes 1 and 2 with a source 5 of energy. A cable 6 connected to the input of controller 7 is passed through rods 3 and probes 1, 2. Power is supplied to controller 7. Information is taken directly from the output of the controller 7, or transmitted by electronic devices to a computer (not shown in Fig. 1).

Контроль НДС в блочных структурах геосферы производят измерительным зондом 2 (фиг.2), который состоит из силового патрубка 8 и приборного патрубка 9. В корпусе силового патрубка 8 выполнены продольные пазы (на фиг.2 не показаны) для перемещения в осевом направлении подвижного распорного узла 10. Благодаря неподвижной планке 11, закрепленной в направляющей втулке 12, подвижный распорный узел 10 может устанавливаться в среднем положении за счет фиксирующего гнезда (на фиг.2 не показано) на неподвижной планке 11. Направляющая втулка 12 закреплена в силовом патрубке 8.The VAT control in the block structures of the geosphere is performed by a measuring probe 2 (Fig. 2), which consists of a power pipe 8 and an instrument pipe 9. In the housing of the power pipe 8, longitudinal grooves (not shown in Fig. 2) are made for axial movement of the movable spacer node 10. Due to the fixed bar 11, mounted in the guide sleeve 12, the movable spacer unit 10 can be installed in the middle position due to the locking socket (not shown in figure 2) on the fixed bar 11. The guide sleeve 12 is fixed in force tion pipe 8.

В приборном патрубке 9 установлен измеритель, выполненный в виде растрового датчика 13 перемещений. Силовой 8 и приборный 9 патрубки соединены в один разборный корпус с помощью втулки 14 из углепластика. Втулка 14 на конце имеет резьбу, с помощью которой она установлена на приборном патрубке 9. На другом ее конце имеются отверстия (на фиг.2 не показаны) для крепления втулки 14 с помощью винтов на силовом патрубке 8. Внутренняя полость силового патрубка 8 предохранена от попадания грязи обечайкой 15, которая установлена с возможностью перемещения вместе с подвижным распорным узлом 10 и закрывает продольные пазы силового патрубка 8. В обечайке 15 выполнены отверстия, через которые проходят опорные ножки 16 (фиг.3) подвижного распорного узла 10 для перемещения обечайки 15.In the instrument pipe 9 a meter is installed, made in the form of a raster sensor 13 movements. Power 8 and instrument 9 nozzles are connected in one collapsible housing using a sleeve 14 of carbon fiber. The sleeve 14 at the end has a thread with which it is installed on the instrument pipe 9. At its other end there are holes (not shown in FIG. 2) for fastening the sleeve 14 with screws on the power pipe 8. The internal cavity of the power pipe 8 is protected from dirt ingress by the shell 15, which is installed with the possibility of movement together with the movable spacer unit 10 and closes the longitudinal grooves of the power pipe 8. In the shell 15 holes are made through which the support legs 16 (Fig. 3) of the movable spacer unit 10 for Shell lining 15.

На концах измерительного зонда 2 размещены наконечники 17, 18 (фиг.2) для соединения со штангами 3, причем наконечники 17,18 соединены с измерительными зондами 2 и базовым зондом 1 с помощью резьбы на клее. Присоединительные поверхности наконечников 17,18 выполнены коническими для безлюфтового соединения. Свободный конец наконечника 17 силового патрубка 8 снабжен резьбой, свободный конец наконечника 18 приборного патрубка 9 имеет гайку (поз. не обозначена). Соединение соответствующих концов зондов 1, 2 и штанги 3 обеспечивает их плотное, безлюфтовое соединение.At the ends of the measuring probe 2 there are placed tips 17, 18 (FIG. 2) for connection with the rods 3, and the tips 17,18 are connected to the measuring probes 2 and the base probe 1 with a thread on the glue. The connecting surfaces of the tips 17,18 are made conical for a backlash-free connection. The free end of the tip 17 of the power pipe 8 is threaded, the free end of the tip 18 of the device pipe 9 has a nut (pos. Not indicated). The connection of the respective ends of the probes 1, 2 and the rod 3 provides a tight, backlash-free connection.

Крепление измерительных зондов 2 в скважине производят за счет подвижного распорного узла 10, который состоит из корпуса 19 (фиг.4), запрессованной в него латунной гильзы 20 (фиг.5) и поршня 21 со штоком. Длина штока такова, что она, за счет утапливания поршня 21 в корпус 19, обеспечивает монтаж собранного подвижного распорного узла 10 в силовой патрубок 8, а для осуществления крепления указанного узла 10 в скважине на шток надевают упор 22 со сферической упорной поверхностью, закрепленный винтом. Корпус 19 (фиг.5) одностороннего действия, за счет пружины 23 подвижный распорный узел 10 в скважине разжат.The mounting of the measuring probes 2 in the well is carried out by means of a movable spacer assembly 10, which consists of a housing 19 (FIG. 4), a brass sleeve 20 (FIG. 5) pressed into it, and a piston 21 with a rod. The length of the rod is such that it, due to the recession of the piston 21 into the housing 19, provides for the assembly of the assembled movable spacer assembly 10 in the power pipe 8, and to fix the specified assembly 10 in the well, a stop 22 is put on the rod with a spherical stop surface fixed by a screw. The housing 19 (figure 5) is single-acting, due to the spring 23, the movable spacer assembly 10 in the well is unclenched.

Внутри пружины 23 поршня 21 размещена пружина 24 фиксатора 25, при этом фиксатор 25 пропущен через крышку (поз. не обозначена) корпуса 19 и при перемещении поршня 21 вниз обеспечивает неподвижное крепление подвижного распорного узла 10 в силовом патрубке 8 за счет фиксирующего гнезда (поз. не обозначена) на неподвижной планке 11.Inside the spring 23 of the piston 21, the spring 24 of the retainer 25 is placed, while the retainer 25 is passed through the cover (pos. Not indicated) of the housing 19 and, when the piston 21 is moved downward, provides a fixed fastening of the movable spacer assembly 10 in the power pipe 8 due to the fixing socket (pos. not indicated) on the fixed bar 11.

Для устранения люфтов и обеспечения центрации подвижного распорного узла 10 в силовом патрубке 8 в корпус 19 подвижного распорного узла 10 ввернут направляющий стержень 26 (фиг.4) из углепластика. В корпусе 19 узла 10 выполнены сквозные отверстия для последовательной подачи энергоносителя через штуцер 27.To eliminate the backlash and to center the movable spacer unit 10 in the power pipe 8, a guide rod 26 (Fig. 4) of carbon fiber is screwed into the housing 19 of the movable spacer unit 10. In the housing 19 of the node 10 is made through holes for sequential supply of energy through the fitting 27.

Для крепления деформометра в скважине относительно выбранного реперного блока введен базовый зонд 1, состоящий из корпуса 28 (фиг.6), неподвижного распорного узла 29, который по конструкции аналогичен подвижному распорному узлу 10 измерительных зондов 2, но не имеет фиксатора 25, направляющего стержня 26, направляющей втулки 12 с неподвижной планкой 11 и фиксирующим гнездом. Благодаря отверстиям в корпусе 28 распорный узел 29 установлен неподвижно. На одном конце корпуса 28 закреплен наконечник 30 для соединения со штангой 3, а на другом его конце установлена заглушка 31. Подачу энергоносителя производят по трубке (поз. не обозначена) и штуцеру 32 (фиг.6).To fix the strainmeter in the well relative to the selected reference block, a base probe 1 was introduced, consisting of a housing 28 (Fig. 6), a fixed spacer assembly 29, which is similar in design to the movable spacer assembly 10 of the measurement probes 2, but does not have a latch 25, a guide rod 26 , guide sleeve 12 with a fixed bar 11 and a locking socket. Thanks to the holes in the housing 28, the spacer assembly 29 is fixedly mounted. At one end of the housing 28, a tip 30 is fixed for connection with the rod 3, and a plug 31 is installed at its other end. The energy is supplied through a tube (pos. Not indicated) and fitting 32 (Fig. 6).

Установку и центрацию зонда 1 в скважине производят с помощью опорных ножек 16. Для устранения самоотвинчивания ножек 16 при перемещении зондов 1, 2 применяют пружинный фиксатор 33 (фиг.7).The installation and centering of the probe 1 in the well is carried out using the support legs 16. To eliminate the self-unscrewing of the legs 16 when moving the probes 1, 2, a spring clip 33 is used (Fig. 7).

Измерительные зонды 2 и базовый зонд 1 соединены штангами 3, представляющими собой стеклопластиковые трубки 34 (фиг.8) с резьбовыми концами, на которые установлены на клею наконечники 35 с резьбой на одном конце и на другом конце наконечники 36 с гайками 37 и запорным кольцом 38. Соединение штанг 3 с зондами 1, 2 и друг с другом производят по коническим поверхностям. Для наконечника 35 с наружной резьбой посадочная коническая поверхность - внутренняя, для наконечника 36 с гайкой 37 посадочная коническая поверхность - наружная. Наличие конических посадочных поверхностей обеспечивает надежное, жесткое, безлюфтовое соединение.The measuring probes 2 and the base probe 1 are connected by rods 3, which are fiberglass tubes 34 (Fig. 8) with threaded ends, onto which glued tips 35 are threaded at one end and at the other end, tips 36 with nuts 37 and a locking ring 38 The connection of the rods 3 with the probes 1, 2 and with each other produce on conical surfaces. For the tip 35 with external thread, the landing conical surface is internal, for the tip 36 with nut 37, the landing conical surface is external. The presence of tapered seating surfaces provides a reliable, rigid, backlash-free connection.

Деформометр работает следующим образом.Deformometer works as follows.

Для запуска деформометра в работу производят его монтаж в скважину отдельными частями с соединением введенных частей между собой при постоянном продвижении их внутрь скважины. Вначале по длине скважины определяют место установки базового зонда 1 в блоке горного массива с условно принятым (относительным) нулевым перемещением (в реперном блоке).To start the strainmeter into operation, it is mounted in the well in separate parts with the connection of the introduced parts to each other with their constant advancement into the well. First, the location of the base probe 1 in the block of the rock mass with conditionally accepted (relative) zero movement (in the reference block) is determined by the length of the well.

В скважину вводят базовый зонд 1 (фиг.1) со штангой 3. Для этого подсоединяют к штуцеру 32 (фиг.6) трубку энергоносителя, затем ее второй конец пропускают через штангу 3, один конец которой с помощью наконечника 36, гайки 37 (фиг.8) соединяют с наконечником 30 базового зонда 1 и подключают к источнику 5 (фиг.1) энергоносителя. Затем включают этот источник 5. Поршень со штоком 21 неподвижного распорного узла 29 (фиг.6) утапливают, и базовый зонд 1 (фиг.1) со штангой 3 вводят в скважину. Собранную часть конструкции перемещают внутрь скважины на глубину, позволяющую присоединять к ее свободному концу следующую часть конструкции.A base probe 1 (FIG. 1) with a rod 3 is inserted into the well. For this, an energy carrier tube is connected to the nozzle 32 (FIG. 6), then its second end is passed through the rod 3, one end of which with the help of the tip 36, nuts 37 (FIG. .8) connected to the tip 30 of the base probe 1 and connected to the source 5 (figure 1) of the energy source. Then turn on this source 5. The piston with the rod 21 of the stationary spacer unit 29 (FIG. 6) is recessed, and the base probe 1 (FIG. 1) with the rod 3 is introduced into the well. The assembled part of the structure is moved inside the well to a depth that allows the next part of the structure to be attached to its free end.

При последующих подсоединениях очередных конструкций в измерительном зонде 2 подвижный распорный узел 10 (фиг.2) устанавливают с помощью фиксатора 25 (фиг.5) в среднем положении силового патрубка 8 (фиг.2) в фиксирующем гнезде неподвижной планки 11 (фиг.2), закрепленной в направляющей втулке 12 (фиг.2) силового патрубка 8. Для дальнейшего перемещения в скважину конструкции поршень 21 с упором 22 отжимают от стенки скважины, одновременно сжимают пружину 24 фиксатора 25 (фиг.5) и фиксатором 25 прижимают подвижный распорный узел 10 к неподвижной планке 11 (фиг.2). Подвижный распорный узел 10 прочно удерживается от перемещений, а всю конструкцию можно передвигать внутри скважины при монтаже или демонтаже.With subsequent connections of the next structures in the measuring probe 2, the movable spacer assembly 10 (Fig. 2) is installed using the lock 25 (Fig. 5) in the middle position of the power pipe 8 (Fig. 2) in the fixing socket of the fixed bar 11 (Fig. 2) fixed in the guide sleeve 12 (figure 2) of the power pipe 8. For further movement into the borehole of the structure, the piston 21 with the stop 22 is pressed from the borehole wall, simultaneously compress the spring 24 of the retainer 25 (figure 5) and the movable spacer assembly 10 is pressed by the retainer 25 to the fixed bar 11 (figure 2). The movable spacer assembly 10 is firmly held against movement, and the entire structure can be moved inside the well during installation or dismantling.

Во время присоединения конструкции источник 5 энергоносителя отключают. Для дальнейшего перемещения подсоединенной части вновь включают источник 5 энергоносителя и всю конструкцию перемещают вглубь скважины и так делают до полного монтажа деформометра. Базовый зонд 1 устанавливают в реперном блоке, а измерительные зонды 2 - в относительно подвижных блоках геосферы. Базовый зонд 1 (фиг.1), штанги 3, силовой патрубок 8, приборный патрубок 9 измерительного зонда 2 (фиг.2) образуют неподвижную систему, относительно которой подвижный распорный узел 10 (фиг.2) измерительного зонда 2 перемещается от деформаций стенок скважины.During the attachment of the structure, the energy source 5 is turned off. For further movement of the connected part, the energy source 5 is again turned on and the entire structure is moved deep into the well and so on until the strainmeter is fully installed. The base probe 1 is installed in the reference block, and the measuring probes 2 are installed in the relatively mobile blocks of the geosphere. The base probe 1 (Fig. 1), the rod 3, the power pipe 8, the instrument pipe 9 of the measuring probe 2 (Fig. 2) form a stationary system, with respect to which the movable spacer assembly 10 (Fig. 2) of the measuring probe 2 moves from the deformation of the well walls .

После установки в реперный блок базовый зонд 1 (фиг.1) в скважине закрепляют неподвижно за счет неподвижного распорного узла 29 (фиг.6), установленного в корпусе 28, имеющем опорные ножки 16 (фиг.7) и упор 22 (фиг.7). Опорными ножками 16 зонд 1 (фиг.1) опирают на стенку скважины, а его закрепление производят упором 22 за счет пружины 23 (фиг.5).After installation in the reference unit, the base probe 1 (Fig. 1) in the well is fixed motionless due to the stationary spacer unit 29 (Fig. 6) installed in the housing 28 having support legs 16 (Fig. 7) and an abutment 22 (Fig. 7) ) The supporting legs 16 of the probe 1 (Fig. 1) are supported on the wall of the well, and its fastening is carried out by an emphasis 22 due to the spring 23 (Fig. 5).

Центрацию каждого измерительного зонда 2 (фиг.1) и его разжим в скважине производят с помощью подвижного распорного узла 10 (фиг.2), опорные ножки 16 (фиг.3) которого опирают на стенки скважины в относительно подвижных блоках, а подвижным упором 22 (фиг.3) разжимают его в скважине. Разжим узла 10 производят за счет постоянно действующей пружины 23.The centering of each measuring probe 2 (Fig. 1) and its expansion in the well are carried out using a movable spacer assembly 10 (Fig. 2), supporting legs 16 (Fig. 3) of which are supported on the walls of the well in relatively movable blocks, and with a movable stop 22 (Fig.3) unload it in the well. The expansion of the node 10 is produced due to a permanent spring 23.

Установленный в скважину деформометр с помощью электрических разъемов соединяют с входным разъемом контроллера 7 (фиг.1), который подключен к источнику электропитания (на фиг.1 не показан). Деформометр, полностью смонтированный в скважину, готов к работе.A strain gauge installed in the well is connected to the input connector of the controller 7 (Fig. 1) by electrical connectors, which is connected to a power source (not shown in Fig. 1). A strain gauge fully mounted in the well is ready for use.

При различных динамических воздействиях в горных массивах возникают деформации, что приводит геоблоки к знакопеременным перемещениям. Среднее положение подвижного распорного узла 10 в измерительном зонде 2 является нулевой границей, относительно которой определяется направление перемещений блоков (+; -). При установленном в скважину деформометре фиксатор 25 (фиг.5) подвижного распорного узла 10 (фиг.2) измерительного зонда 2 позволяет перемещаться ему совместно со стенками скважины относительно нулевой границы в прямом или обратном направлении. Направляющий стержень 26 (фиг.4) подвижного распорного узла 10 находится в постоянном контакте с подвижным наконечником растрового датчика 13 (далее - датчик 13) перемещений, который также перемещается и выдает информацию о НДС геоблоков. Основой деформометра является указанный датчик 13, преобразующий величину линейных перемещений в электрический сигнал. Действие датчика 13 основано на амплитудной модуляции светового потока при прохождении его через сопряжения двух перемещающихся друг относительно друга растров индикаторной и измерительной линеек. Датчик 13 формирует унифицированные выходные сигналы, содержащие информацию о величине и направлении перемещений геоблоков. Сигналы от датчика 13 поступают в контроллер 7 (фиг.1), где преобразуются в стандартные сигналы интерфейса RS-485. Накопленная информация может сниматься с контроллера 7 непосредственно, либо по линии связи направляться в компьютер. Деформометр может работать в ручном режиме, выдавая информацию периодически, или в автоматическом режиме, выдавая информацию непрерывно на компьютер.Under various dynamic influences, deformations occur in the massifs, which leads geoblocks to alternating movements. The average position of the movable spacer unit 10 in the measuring probe 2 is the zero boundary, relative to which the direction of movement of the blocks (+; -) is determined. When the strainmeter is installed in the well, the latch 25 (Fig. 5) of the movable spacer assembly 10 (Fig. 2) of the measuring probe 2 allows it to move with the walls of the well relative to the zero boundary in the forward or reverse direction. The guide rod 26 (Fig. 4) of the movable spacer assembly 10 is in constant contact with the movable tip of the raster displacement sensor 13 (hereinafter, the sensor 13) of displacements, which also moves and provides information on the VAT of geoblocks. The basis of the strainmeter is the specified sensor 13, which converts the value of linear displacements into an electrical signal. The action of the sensor 13 is based on the amplitude modulation of the light flux when it passes through the interface of two moving relative to each other rasters indicator and measuring rulers. The sensor 13 generates standardized output signals containing information about the magnitude and direction of movements of the geoblocks. The signals from the sensor 13 enter the controller 7 (Fig. 1), where they are converted to standard RS-485 interface signals. The accumulated information can be removed directly from the controller 7, or sent to a computer via a communication line. The strain gauge can operate in manual mode, issuing information periodically, or in automatic mode, issuing information continuously to a computer.

Claims (4)

1. Деформометр для контроля напряженно-деформированного состояния в блочных структурах геосферы, содержащий базовый зонд, по крайней мере, один измерительный зонд, соединенные штангами неподвижно и трубопроводом энергоносителя, и контроллер, соединенный с измерительными зондами электрокабелем, при этом базовый зонд состоит из корпуса и неподвижного распорного узла с опорными ножками, а измерительный зонд - из корпуса, распорного узла с опорными ножками и измерителя, отличающийся тем, что корпус измерительного зонда выполнен разъемным и состоит из силового и приборного патрубков, причем распорный узел измерительного зонда выполнен подвижным и размещен в силовом патрубке, а измеритель, в качестве которого использован растровый датчик перемещений с подвижным наконечником, - в приборном патрубке, при этом подвижный распорный узел снабжен направляющим стержнем, а силовой патрубок - направляющей втулкой, в которой закреплена неподвижная планка с фиксирующим гнездом для установки подвижного распорного узла в среднем положении, причем направляющий стержень подвижного распорного узла пропущен через направляющую втулку и постоянно контактирует с подвижным наконечником растрового датчика перемещений.1. A strain gauge for monitoring the stress-strain state in block structures of the geosphere, containing a base probe, at least one measuring probe connected by the rods motionless and the energy carrier pipe, and a controller connected to the measuring probes by an electric cable, while the base probe consists of a housing and a fixed spacer unit with support legs, and a measuring probe from the housing, a spacer unit with support legs and a meter, characterized in that the body of the measuring probe is detachable and consists of power and instrument nozzles, and the spacing unit of the measuring probe is movable and placed in the power nozzle, and the meter, which is used as a raster displacement sensor with a movable tip, is in the instrument nozzle, while the movable spacer assembly is equipped with a guide rod, and the power a pipe - a guide sleeve in which a fixed bar with a fixing socket is fixed for installing the movable spacer assembly in the middle position, the guide rod of the movable molecular assembly passed through the guide tube and constantly in contact with the movable tip raster displacement sensor. 2. Деформометр по п.1, отличающийся тем, что опорные ножки указанных распорных узлов имеют сферические головки.2. A strain meter according to claim 1, characterized in that the support legs of said spacer units have spherical heads. 3. Деформометр по п.1, отличающийся тем, что указанные зонды соединены штангами по коническим поверхностям.3. A strain meter according to claim 1, characterized in that said probes are connected by rods along conical surfaces. 4. Деформометр по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что корпусы указанных зондов и штанги выполнены из стеклопластика, а направляющий стержень подвижного распорного узла, направляющая втулка силового патрубка - из углепластика.4. Deformometer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cases of said probes and rods are made of fiberglass, and the guide rod of the movable spacer unit, the guide sleeve of the power pipe is made of carbon fiber.
RU2006109432/03A 2006-03-24 2006-03-24 Deformation meter for monitoring mode of deformation in block structures of geosphere RU2305186C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006109432/03A RU2305186C1 (en) 2006-03-24 2006-03-24 Deformation meter for monitoring mode of deformation in block structures of geosphere

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006109432/03A RU2305186C1 (en) 2006-03-24 2006-03-24 Deformation meter for monitoring mode of deformation in block structures of geosphere

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2305186C1 true RU2305186C1 (en) 2007-08-27

Family

ID=38597120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006109432/03A RU2305186C1 (en) 2006-03-24 2006-03-24 Deformation meter for monitoring mode of deformation in block structures of geosphere

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2305186C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103742143A (en) * 2014-01-08 2014-04-23 上海大屯能源股份有限公司 Dual-probe detection method of horizontal deformation caused by overburden failure by mining
RU2655512C1 (en) * 2017-07-18 2018-05-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук Borehole multi-channel strainmeter and data registration and processing automated system for the mountain rocks massif stress-deformed state determination with its use
RU2763565C1 (en) * 2021-07-07 2021-12-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» Device for assessing the stress-deformed state of a mining mass

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103742143A (en) * 2014-01-08 2014-04-23 上海大屯能源股份有限公司 Dual-probe detection method of horizontal deformation caused by overburden failure by mining
RU2655512C1 (en) * 2017-07-18 2018-05-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук Borehole multi-channel strainmeter and data registration and processing automated system for the mountain rocks massif stress-deformed state determination with its use
RU2763565C1 (en) * 2021-07-07 2021-12-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» Device for assessing the stress-deformed state of a mining mass

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9863244B2 (en) Downhole fluid properties analysis probe, tool and method
CN105716555A (en) Device and method for measuring displacement between two substantially coaxial parts
CN102937404B (en) Device for measuring pipe ovality
RU2305186C1 (en) Deformation meter for monitoring mode of deformation in block structures of geosphere
CN101832808A (en) Taper chirped fiber grating liquid level sensor based on reflection spectrum bandwidth detection
CN108680115A (en) A kind of device for monitoring the deformation of piping lane bidirectional displacement
CN105628354A (en) Operation power device performance test apparatus
RU2364721C1 (en) Device for definition of rock mountain mass by axis of well
CN102230787B (en) Device for measuring depth of through hole
CN217358530U (en) Pipeline axis parallel line positioning device and section positioning device
CN108444637B (en) Optical fiber sensing array for coal bed gas dynamic pressure measurement
RU2655512C1 (en) Borehole multi-channel strainmeter and data registration and processing automated system for the mountain rocks massif stress-deformed state determination with its use
CN209802440U (en) Adjustable fixing device for installing externally-clamped sensor
CN211740861U (en) Tension clamp for detecting tensile strength of retainer
CN111256979A (en) Inflation monitoring devices and system
RU2381440C1 (en) Caliper
CN210293193U (en) Portable strainometer clamping device
KR200455529Y1 (en) Testing apparatus for turbine shaft expansion sensor
CN110530628A (en) A kind of measuring device and measuring method of simulated machine tool structure thermal deformation
JPH0412403B2 (en)
JP2831249B2 (en) In-pipe flow meter jig
CN212585791U (en) High-precision detection sensor
CN218545939U (en) Rock core temperature measuring device
CN218628214U (en) Novel engineering joint measuring device
CN214121080U (en) Pull rod fixing clamp for pull rod type displacement sensor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120325