SU899943A1 - Устройство дл измерени давлени в грунте - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ГРУНТЕ

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  давлений в заданном направлении по времени в грунте с использованием приборных скважин , например, при производстве взрывов.

Известны устройства дл  измерени  давлений в грунте с использованием приборных скважин, в которых давление на чувствительный элемент передаетс  через жидкость 1. Однако эти устройства позвол ют измер ть давлени  на разных глубинах скважин без направлени  чувствительности, что не дает точного представлени  о характере распределени  давлений в грунте.

Известно также устройство дл  измерени  давлени  в грунте, включающее корпус , основание с мембраной, датчик давлени  и механизм дл  ориентированного закреплени  в скважине 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  сложность конструкции механизма дл  ориентированного закреплени  его в скважине, который сожержит семь фигурных деталей, св занных функционально между собой, что повышает себестоимость устройства в целом. Кроме того, при опускании устройства в скважину в результате случайного задевани  опорного штока за кабели , проход щие в скважине, или стенки скважины возможно срабатывание спускового механизма и выдвижение упора до опускани  устройства на заданную глубину.

Цель изобретени  - упрощение конструкции и снижение стоимости устройства.

Эта цель достигаетс  тем, что механизм дл  ориентированного закреплени  устройства выполнен в виде двух пружин щих скоб, жестко соединенных с основанием, установленных под углом 120° относительно друг друга и горизонтальной оси, проход щей через центр основани , при этом нижние кра  скоб и основани  расположены в-одной плоскости.

Причем скобы имеют форму незамкнутого эллипса.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство , общий вид; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид сверху на устройство , установленное в скважине; на фиг. 4 - то же, вид сбоку.

Устройство содержит основание 1, рези ,новую мембрану 2, датчик 3 давлени , жидкость 4. Плотность жидкости подбираетс  близкой к плотности окружающего массива.

С основанием жестко соединен цилиндрический корпус 5. Полость корпуса, в которой находитс  датчик, заполнена герметиком , что предохран ет датчик от воздействи  влаги.

Основание выполнено в виде диска с полостью , закрытой мембраной. Мембрана по периметру прижимаетс  к основанию кольцом 6.

В качестве датчика может быть использован , например индуктивный датчик ДДИ-20, выпускаемой промышленностью.

К корпусу 5 со стороны, противоположной основанию, прикреплен кронштейн 7 жестко установленными (например, при помоши сварки) на нем двум  пружин шими скобами 8 и переходником 9.

Скобы 8 имеют форму эллипса, выполнены из пружин щей стальной проволоки и расположены относительно друг друга и горизонтальной оси, проход щей через центр основани , под углом 120° что обеспечивает наиболее устойчивое положение устройства после установки.

Скругленные верхние и нижние кра  скоб предохран ют их от врезани  в грунт стенки скважины при опускании или извлечении устройства.

Нижние концы скоб лежат в одной (горизонтальной ) плоскости с нижним краем основани , что обеспечивает прилегание мембраны всей поверхностью к грунту.

Скобы, подсоединенные к основанию, обеспечивают усилие прижати  к скважине не менее веса устройства в целом, что гарантирует надежную фиксацию устройства с заданным направлением чувствительного элемента и позвол ет устанавливать устройство в скважине и без опоры на основание . Необходимое усилие прижати  основани  к стенке обеспечиваетс  за счет того, что размеры устройства со скобами вдоль горизонтальной оси больше линейных размеров сечени  скважины, а также за счет диаметра и пружин щих свойств материала скоб.

Учитыва , что при предлагаемой конструкции прибора скобу можно рассматривать как балку, защемленную одним концом , к которой приложена сосредоточенна  нагрузка, усилие прижати  обеспечивают за счет прогиба f скоб (фиг. 4), величину которого определ ют из известного выра ™«f

з а+Е где L - рассто ние от точки защемлени 

скобы до места соприкосновени  ее со стенкой скважины; Р -требуемое усилие прижати ; d -диаметр материала скоб; Е модуль упругости материала. При этом диаметр материала скоб беретс  не менее 4-5 мм, чтобы не врезались в грунт стенок скважины.

То есть при упругой деформации одной из скоб на величину f будет обеспечиватьс  условие фиксации устройства в скважине, а так как используютс  две скобы, то это усилие будет больше, а закрепление устройства в скважине более надежным.

Размеры приемной части устройства (основани  с датчиком) дл  скважин различных диаметров посто нны, а размеры скоб в радиальном направлении скважины различны в зависимости от диаметра скважины .

При этом указанные размеры будут на величину f больше, чем необходимо дл  соприкосновени  обеих скоб и основани  со

стенками скважины.

Переходник 9 служит дл  соединени  устройства с электромагнитным отцепом 10, св занным со штангой, при помощи которой опускают устройство в скважину.

Перед измерени ми устройство при помощи переходника 9 соедин ют с отцепом 10 и опускают в скважину. При опускании скобы сжимаютс  и скольз т по стенке скважины . При прекращении опускани  (т. е. вертикального приложени  усили  к устJ ройству через штангу) и отсоединени  отцепа устройство будет удерживатьс  на заданном горизонте за счет упругих сил скоб. Така  установка может примен тьс  при измерени х давлени  в статике (например, бытового давлени ).

0 При измерени х давлений в грунте при производстве взрывов, когда существуют большие линейные и угловые перемещени , устройство опускают до опирани  нижних концов скоб 8 и основани  1 на забивку. При опускании след т за сохранением ориентации направлени  чувствительным элементом . После опускани  отцеп отдел етс  от устройства и извлекаетс  из скважины. В скважину заливают грунтоцементный раствор , который со всех сторон плотно прилегает к устройству и к стенам скважины, после чего засыпают грунт, вынутый из скважины при бурении, и послойно его уплотн ют .

При взрыве давление от стенки скважины через мембрану 2 и жидкость 4 передаетс  на чувствительный элемент датчика 3 давлени . Сигнал от датчика по кабелю передаетс  на соответствующую регистрирующую аппаратуру, установленную в приборном сооружении.

. На фиг. 3 показано предлагаемое устройство , установленное в скважине с направлением чувствительного элемента в сторону взрыва.

Устройство было разработано и испытано в полевых услови х при производстве

5 взрывов.

При изготовлении устройства трудозатраты снизились на 25% за счет упрощени  его конструкции, а также упростилась эксплуатаци  за счет исключени  возможности

выдвижени  упора и внезапной фиксации в момент опускани  устройства.

Кроме того, измерени  с помощью этого устройства дают более точные результаты, что обеспечиваетс  более точным согласованием объемных весов прибора, установленного в скважине в грунтоцементном растворе , и среды за счет снижени  или исключени  инерционных сил, вызываемых разностью объемных весов среды и прибора, что приводит к дополнительным давлени м на прибор и вносит погрешность в измерени . Этот эффект в данном приборе обеспечен за счет того, что исключены металлические элементы, вход щие в состав механизма фиксации и спускового механизма, у которых удельный вес значительно выше грунта. В насто щем приборе, по сути, основание полностью окружено грунтом и заполнено жидкостью, удельный вес которой подобран равным окружающему грунту.

Claims (2)

1. Устройство дл  измерени  давлени  в грунте, включающее корпус, основание с

мембраной, датчик давлени  и механизм дл  ориентированного закреплени  в -сквджине , отличающеес  тем, что, с целвю упрйшени  конструкции и снижени  стоимости устройство, механизм дл  ориентированного закреплени  выполнен в виде жестко соединенных с основанием двух пружин щих скоб, установленных под углом 120° относительно друг друга и горизонтальной оси, проход щей через центр основани , при этом нижние кра  скоб и основани  расположены в одной плоскости.

2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что скобы- имеют форму незамкнутого эллгп са.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 572570, кл. Е 21 С 39/00, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 590453, кл. Е 21 С 39/00, 1976 (прототип ).

ВидА

ае.г

fpfje. 3

i

..-- f / /;-;/ V-;5 -:.. ///. y/

i

Ж:3 -1- .