SU765506A2

SU765506A2 - Apparatus for measuring radial deformation of wells

Info

Publication number: SU765506A2
Application number: SU782698622A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Александрович Кораблев
Original assignee: Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Горного Дела Им. А.А.Скочинского
Priority date: 1978-12-19
Filing date: 1978-12-19
Publication date: 1980-09-23

Description

1one

Изобретение относитс к горной промышленности .The invention relates to the mining industry.

Известно устройство дл измерени радиальных деформаций скважин, состо щее из корпуса, в котором размещены консольные балки с тензорезисторами и измерительные опоры. Корпус снабжен подвижной подпружиненной головкой с фиксатором и с гнездами дл измерительных опор. Фиксатор выполнен в виде винтовой пары и соедин ет подвижную головку с корпусом 1.A device for measuring radial deformations of a well is known, consisting of a body in which cantilever beams with resistance strain gages and measuring supports are placed. The housing is equipped with a movable spring-loaded head with a lock and with sockets for measuring supports. The latch is made in the form of a screw pair and connects the movable head with the housing 1.

Недостатком указанного устройства вл етс ограниченна точность измерений, обусловленна отсутствием средств дл определени расположени осей измерительных опор по отношению к ос м скважины, а следовательно, и определени направлени действующих деформаций.The disadvantage of this device is the limited accuracy of measurements, due to the lack of means for determining the location of the axes of the measuring supports with respect to the axes of the well, and, consequently, to determine the direction of the existing deformations.

Целью изобретени вл етс повышение точности измерений за счет определени не только величины, но и направлени деформаций , действующих на скважины со стороны горного массива и полностью определ ющих истинное поле напр жений массива.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by determining not only the magnitude but also the direction of the deformations acting on the wells from the side of the rock mass and fully defining the true field of the stress of the mass.

Это достигаетс тем, что предложенное устройство снабжено указателем положени осей измерительных опор в скважине, выполненным в виде цилиндрической втулки с внутренней герметичной кольцевой камерой в которой размещены подвижный жидкий электроконтакт и два неподвижных электрода , установленные по обе стороны от вертикальной оси цилиндрической втулки.This is achieved by the fact that the proposed device is equipped with an indicator of the position of the axes of the measuring supports in the well, made in the form of a cylindrical sleeve with an internal sealed annular chamber in which a movable liquid electrical contact and two stationary electrodes are mounted on both sides of the vertical axis of the cylindrical sleeve.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство , общий вид; на фиг. 2 - то же, продольный разрез; на фиг. 3 дан разрез А-А на фиг. 1.FIG. 1 shows the proposed device, a general view; in fig. 2 - the same, longitudinal section; in fig. 3 shows section A-A in FIG. one.

Устройство состоит из цилиндрическогоThe device consists of a cylindrical

10 корпуса 1, внутри которого под углом 120° одна к другой закреплены три консольные упругие балки 2 с тензорезисторами 3, наклеенными вблизи мест заделки балок. Корпус 1 соединен с подвижной цилиндрической головкой 4 посредством фиксатора, выполненного в виде винта 5, пропущенного в отверстие головки и ввернутого в резьбовое отверстие, расположенное в передней части корпуса. Между корпусом 1 и цилиндрической головкой 4 размещена пружина 6. В10 housing 1, inside which at an angle of 120 ° to one another, three cantilever elastic beams 2 are fixed with strain gauges 3 glued near the places of the beams sealing. The housing 1 is connected to the movable cylindrical head 4 by means of a clamp, made in the form of a screw 5, passed into the head hole and screwed into a threaded hole located in the front of the case. Between the housing 1 and the cylindrical head 4 is placed a spring 6. In

20 теле подвижной цилиндрической головки 4 имеютс гнезда дл измерительных опор 7, передающих радиальные смещени стенок скважины на консольные балки. Кажда измерительна опора расперта между пружиной 8 и гайкой 9, ввернутой в подвижную цилиндрическую головку. Нижн часть каждой измерительной опоры 7 проходит через продольные пазы 10 в корпусе устройства и находитс в контакте с соответствующей консольной балкой 2, а верхн часть опоры 7 упираетс при измерени х в стенку скважины. Величина поджати и распора опоры 7 регулируетс гайкой 9. Корпус прибора снабжен полым хвостовиком 11, предназначенным дл навинчивани установочных штанг при монтаже прибора в скважине. На наружную поверхность корпуса нанесена шкала 12, по которой определ ют рассто ние от места заделки консольных бал.ок 2 до измерительных опор 7. Отверстие 13 в корпусе служит дл вывода проводов от тензорезисторов и присоединени их к отсчетной станции (не показана).20, the body of the movable cylindrical head 4 has sockets for measuring supports 7, transmitting radial displacements of the borehole walls to the cantilever beams. Each measurement support is unfolded between the spring 8 and the nut 9 screwed into the movable cylindrical head. The lower part of each measuring support 7 passes through the longitudinal grooves 10 in the device case and is in contact with the corresponding cantilever beam 2, and the upper part of the support 7 abuts on the wall of the well when measured. The amount of tightening and thrust of the support 7 is adjusted by a nut 9. The device body is equipped with a hollow shank 11, which is intended for screwing the installation rods when the device is mounted in the well. A scale 12 is applied on the outer surface of the housing, which determines the distance from the place of fitting the cantilever ball 2 to the measuring supports 7. Hole 13 in the housing serves to lead out wires from the strain gauges and connect them to the reference station (not shown).

На хвостовой части корпуса 1 расположен указатель положени осей измерительных опор 7 в скважине, выполненный в виде цилиндрической втулки 14 с кольцевой герметичной камерой 15, в нижней части которой установлены два неподвижных электрода 16 и подвижный жидкий электроконтакт 17 (например, ртутный). Последний соедин ет неподвижные электроды, изолированные провода 18 от которых пропушены в отверстие 13 корпуса и присоединены к индикаторному прибору (не показано), фиксирующему заданное положение устройства в скважине, а именно только такое, при котором при установке прибора вертикальна ось X-X измерительной скважины и цилиндрической втулки 14 совпадает с положением одной из измерительных опор 7, а две другие измерительные опоры 7 расположены под углом 60° кажда по отношению к вертикальной оси X-X втулки 14 и скважины. Неподвижные электроды 16 размещены в кольцевой камере 15 по обе стороны от вертикальной оси втулки 14.On the tail part of the housing 1 there is an indicator of the position of the axes of the measuring supports 7 in the well, made in the form of a cylindrical sleeve 14 with an annular sealed chamber 15, in the lower part of which there are two stationary electrodes 16 and a movable liquid electrical contact 17 (for example, mercury). The latter connects stationary electrodes, the insulated wires 18 from which are blown into the opening 13 of the housing and connected to an indicator device (not shown) fixing the device’s predetermined position in the well, namely, such that when the device is installed the vertical axis XX of the measuring well and cylindrical sleeve 14 coincides with the position of one of the measuring supports 7, and the other two measuring supports 7 are located at an angle of 60 ° each with respect to the vertical axis XX of the sleeve 14 and the well. The stationary electrodes 16 are placed in an annular chamber 15 on either side of the vertical axis of the sleeve 14.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

В зависимости от крепости горных пород, а следовательно, и ожидаемых радиальных деформаций стенок скважины измерительные опоры с пружинами 8 и регулировочными гайками 9 перемещают в пазах 10 головки 4 винтом 5 и, пользу сь шкалой 12, устанавливают на требуемом рассто нии от места заделки балок 2 с тензорезисторами 3,Depending on the strength of the rocks, and consequently, the expected radial deformations of the borehole walls, the measuring supports with springs 8 and adjusting nuts 9 are moved in the slots 10 of the head 4 by screw 5 and, using a scale 12, are set at the required distance from the place of beams 2 with strain gages 3,

задава таким образом требуемый диапазони точность измерени деформаций скважины. Затем с помощью хвостовика 11 и указател положени осей измерительных опор 7 устройство устанавливают в скважине иthus setting the required range and accuracy of measuring well deformations. Then, using the shank 11 and the position indicator of the axes of the measuring supports 7, the device is installed in the well and

ориентируют так, чтобы вертикальна ось X-X скважины совпала с осью одной из измерительных опор. Дл этого корпус 1 совместно с головкой 4 и цилиндрической втулкой 14 поворачивают так, чтобы подвижный жидкий электроконтакт 17 внутриOrient so that the vertical axis X-X of the well coincides with the axis of one of the measuring supports. For this, the housing 1 together with the head 4 and the cylindrical sleeve 14 is rotated so that the movable liquid electrical contact 17 inside

кольцевой герметичной камеры 15 переместилс под воздействием силы т жести и замкнул неподвижные электроды 16, что будет зафиксировано индикаторным прибором . Изменение напр женного состо ни горного массива вызовет радиальные деформации стенок скважины, что приведет к смещению измерительных опор, которые сдеформируют консольные балки 2. Величина прогиба балок фиксируетс тензорезисторами 3, подключенными к отсчетной станции. По данным измерений можно с высокой точностью определить не только величину, но и направление главных осей деформаций в плоскости, перпендикул рной к скважине и характеризующих искомое поле напр жений массива горных пород в местеthe annular sealed chamber 15 moved under the influence of gravity and closed the stationary electrodes 16, which will be fixed by the indicator device. A change in the stress state of the rock mass will cause radial deformations of the borehole walls, which will lead to a displacement of the measuring supports, which will deform the cantilever beams 2. The deflection of the beams is fixed by the strain gages 3 connected to the reference station. According to the measurement data, it is possible to determine with high accuracy not only the magnitude, but also the direction of the main axes of deformations in the plane perpendicular to the well and characterizing the sought field of stresses of the rock mass in place

измерени .measurements.

Claims

1. A device for measuring radial deformations of wells according to ed. St. No. 609894, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, it is provided with an indicator of the position of the axes of the measuring supports in the well.

2. The device according to claim 1, characterized in that the position indicator of the measuring bearing axes in the well is made in the form of a cylindrical sleeve with a sealed annular chamber in which a movable liquid electrical contact and two stationary electrodes are mounted on either side of the vertical axis of the cylindrical sleeve.

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR author's certificate No. 609894, cl. E 21 C 39/00, 1978. 6

- - + / 2

T

Yu