SU935570A1 - Устройство дл креплени измерительных приспособлений в скважине - Google Patents

Description

Изобретение относится к строительству.

Известно устройство для крепления измерительных приспособлений в скважине, включающее головку с механизмом перемещения и эластичную оболочку со срезывающими лопастями £1] .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройствр для крепления измерительных приспособлений в скважине* включающее -Цилиндрический корпус с закрепленной на нем эластичной оболочкой, наружные пластины с лопастями, равномерно расположенными по окружности рядами, причем лопасти одного ряда перекрывают промежутки между лопастями соседнего ряца [2] .

Недостатки этих устройств заключают- _ю ся в невысокой надежности крепления их в скважине, что приводит к низкой точности измерений, а также в невысокой надежности.

Цель изобретения - повышение точности измерений и надежности работы устройства.

Эта цель достигается тем, что устройство для крепления измерительных приспособлений в скважине, включающее цилиндрический корпус с закрепленной на нем эластичной оболочкой, наружные плас— . тины с лопастями, равномерно расположенными по окружности рядами, причем лопасти одного рада перекрывают промежутки между лопастями соседнего ряда, снабжено кольцевыми пружинами и дополнительными пластинами с накладками, причем дополнительные пластины установлены между эластичной оболочкой и наружными пластинами и соединены с последними накладками, корпус выполнен полым и снабжен торцовыми фланцами с боковыми цилиндрами, наружные пластины и боковые цилиндры снабжены шариками, установленьями по их торцам, а кольцевые пружины охватывают наружные пластины.

На фиг. 1 изображено устройство при спуске в скважину; на фиг. 2 '- разрез А—А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б—Б на фиг. 1; на фиг. 4 - устройство в рабочем положений; на фиг. 5 - разрез 5 В-В на фиг. 4.

Устройство состоит из полого корпуса 1 с торцовым и фланками 2 и 3 и с боковыми цилиндрами 4 и 5. Полый корпус 1 имеет отверстия 6, и охвачен ни- to ливдрической эластичной оболочкой 7. Сверху оболочка 7 прижата к корпусу 1 фланцем 2 с помощью болтов, снизу оболочка 7 прижимается с помощью кольца 8, навинченного на корпус 1. К_корпусу 1 с 15 помощью резьбы крепится также фланец 3. Фланцы 2 и 3, корпус 1 и упругая обо-, почка 7 образуют замкнутую рабочую камеру 9. Внутри боковых цилиндров 4 и 5 расположены по вертикали в двух уровнях 20 лопасти верхнего ряда 10 и нижнего 11, имеющие форму неправильного многоугольника (фиг. 2). По горизонтали верхний ряд лопастей 10 смешен по отношению к нижнему ряду 11 по дуге окружности 25 на половину ширины лопасти (фиг. 5). Устройство с шестью лопастями в одном уровне ('Й = 6). ,Каждая Из-лопастей жестко связана, например, с помощью сварки, с наружной пластиной 12 по одному из ₃₀ торцов. Наружная пластина 12 гибко связана, например, с помощь^ накладки из стеклоткани 13 с внутренней пластиной 14.,

Наружные пластины 12 имеют цилиндрическую форму с радиусом кривизны по ³⁵ наружной поверхности, равным внутреннему радиусу боковых цилиндров 4 и 5. Кроме этого, на соприкасающихся поверхностях боковых цилиндров 4 и 5 и наружных пластин 12 выполнены конические ⁴⁰ переходы 15. В фланцах 2 и 3, пластинах 11 и 12 выполнены направляющие канавки 16. В гнездах, устроенных по свободным торцам боковых цилиндров 1 и 2 и наружных пластин 12, установле- ⁴⁵ ны шарики 17. В наружных пластинах 12 выполнены пазы, в которых установлены плоские пружины 18. На фланцы 2и 3 навинчены верхний 19 и нижний 20 фигурные цилиндры, которые служат надрав-50 ляющими и предотвращают разрушение стенок скважины при опускании устройства. К , рабочей камере 9 через ввинченный в фланец 2 штуцер 21 подведен трубопровод22. К фланцу 2 с помощью болтов прикреп- 55 лены натяжной гибкий элемент 23 й сейсмодатчик (тип Η-Ό01Β) 24 с электрическими проводами 25. К· фланцу 3 при варена петля 26 для крепления приборов, опускаемых в скважину. Удержание устройства на заданной глубине в скважине осуществляется с помощью хомута 27, прикрепленного на болтах к фланцу 2 и троса 28.

Для обеспечения нормальной работы и наиболее полного использования несущей способности устройства при выбранном радиусе кривизны внутренней поверхности боковых цилиндров корпуса размеры основных конструктивных элементов и их взаимоположение должны удовлетворять следующему неравенству :

Г>/0,5(в-<Г_и.

где R - внутренний радиус боковых цилиндров 4 и 5;

Р - наружный радиус полого корпуса 1;

. - соответственно толщина наружной и внутренней пластин;

И - количество лопастей в одном ряду;

Ί — ширина зоны опирания внутренней пластины на наружную. Максимальная площадь рабочей поверхности пластин, врезаемых в стенку скважины, достигается в том случае, когда приведенное выражение выполняется как равенство.

Устройство для крепления измерительных приспособлений в скважинах работает следующим образом.

Подготовленое к работе устройство, находящееся в исходном положении (фиг. 13), опускают в заранее пробуренную скважину, диаметр которой на 10 мм больше габаритного диаметра устройства, и удерживают на заранее заданной глубине с помощью троса 28 (фиг. 1, устройство для удержания не показано).

Затем через трубопровод 22 и штуцер 21 в рабочую камеру 9 нагнетают под давлением рабочую жидкость (или воздух). Давление жидкости через отверстия. 6 в стенках долого корпуса передается на упругую цилиндрическую оболочку 7. Оболочка 7, деформируясь, передает давление в начальной стадии только на внутренние пластины 14, а в последующем, по мере раздвижения, и на наружные, пластины 12 вместе с лопастями 10 и 11 перемещаются в сторону стенок скважины.

Направление перемещения лопастей и их взаимоположение при этом ориентире5 935570 6 ван о направляющими канавками 16 и шариками 17. Взаимоположение наружных 12; и внутренних 14 лопастей при их перемещении изменяется, что возможно благодаря наличию гибкой связи 13 между 5 ними и необходимо для равномерного по периметру врезания лопастей 10 и 11 и предохранения гибкой оболочки 7 от повреждения. Сила, под действием которой происходит врезание лопастей 10 и 11 ю в стенки скважины может регулироваться давлением жидкости (воздуха) и конструктивным изменением высоты раздвижных пластинок (все это зависит от вида грунтов в скважине). »5

Врезание лопастей в стенки скважины продолжается до тех пор, пока наружные элементы 12 не упрутся в боковые цилиндры 4 и 5, а конические переходы на их соприкасающихся поверхностях совпа- эд дут. Такое положение устройства — рабочее (фиг. 4 и 5).

Дальнейшая работа устройства зависит от поставленной задачи. Если устройство используется для измерения перемещений эд слоев грунта в скважине, то натяжной гибкий элемент 23 соединяют на поверхности со специальным приспособлением, которое позволяет измерять эти перемещения. Если устройство используется для ₃₀ измерения колебаний слоев грунта от динамических и сейсмических воздействий, то в этом случае электропровода 25 от сейСмодатчика 24 соединяют с регистрирующей аппаратурой, благодаря которой фиксируется и измеряется амплитуда или размах динамических колебаний. Возможно и одновременное измерение статических и динамических перемещений слоев грунта. Если устройство используется в качестве анкера, то выдергивающее усилие передается на него непосредственно через трос 28.

Применение предлагаемого устройства для крепления в скважинах с анкерами винтовыми сваями, применяемыми при¹ полевых штамповых испытаниях в шурфах показывает, что оно дает значительное снижение затрат.

Claims (2)

1. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ В СКВАЖИНЕ Изобретение относитс  к строительству . И естно устройство дл  креплени  измерительных приспособлений в скважине , включающее головку с механизмом перемещени  в эпастичную оболочку со срезывакжшми лопаст ми 1 Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  устройстер дл  креплени  измерительных приспособлений в скважине включающее J№. линдрический корпус с закрепленной на нем эластичной оболочкой, наружные пластины с лопаст ми, равномерно расположенными по окружности р дами, при чем лопасти одного р да перекрьюают промежутки между лопаст ми соседнего р да 2. Недостатки этих устройств заключаю с  в невысокой надежности креплени  их в скважине, что приводит к низкой точности измерений, а также в невысокой надежности. Цель изобретени  - повышение точности измерений и надежности работы устройства. Эта цель достигаетс  тем, что устройство дл  креплени  измерительных приспособлений в скважине, включающее цилиндрический корпус с закрепленной на нем эластичной оболочкой, наружные плао- . тины с лопаст ми, равномерно-расположенными по окружности р дами, причем лопасти одного р5вда перекрывают проме- 5«угки между лопаст ми сосеанего рнца, снабжено кольпевыми пружинами и дополнительными пластинами с накладками, причем дополнительные пластины установлены между эластичной оболочкой и наружными пластинами и соединены с последними накладками, корпус выполнен полым и снабжен торцовыми фланцами с боковыми цилиндрами, наружные пластины и боковые цилиндры снабжены шар1псами, ус- тановлеными по их торцам, а кольцевые . пружины охватьшают наружные пластины. На фиг. 1 изображено устройство при спуске в скважину i на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 { на фиг. 4 - устройство в рабочем пбложении; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4. Устройство состоит из полого корпуса 1 с торповьи/и фланцами 2 и 3 и с боковыми цилиндрами 4 и 5. Полый корпус 1 имеет отверсти  6, и охвачен цилшщрической эластичной оболочкой 7. Сверху оболочка 7 прижата к корэтусу 1 фланцем 2 с помощью болтов, снизу оболочка 7 прижимаетс  с помрщър кольца 8 навинченного на корпус 1. К корпусу 1 с помошыо резьбы крепитс  также фланец 3 «Ьланиы 2 и 3, корпус 1 и упруга  обо-, почка 7 образуют замкнутую рабочую камеру 9. Внутри боковых цилиндров 4 и 5 расположены по вертикали в двух уровн х лопасти верхнего р да 10 и нижнего 11, имеющие форму неправильного многоуголь ника (фиг. 2). По горизонтали верхний р д лснтастей 10 смещен по отношению к нижнему р ду 11 по дуге окружности на половину ширины лопасти (фиг. 5). Устройство с шестью лопаст ми в одном урйвне (Ъ 6)..Кажда  из-лопастей жес ко св зана, например, с помощгло сварки с наружной пластиной 12 по одному из торцов. Наружна  пластина 12 гибко св  зана, например, с помощы накладки из стеклоткани 13 с внутренней пластиной 1 Наружные пластины 12 имеют шшиндргческую форму с радиусом кривизны по наружной поверхности, равным внутреннему радиусу боковых цилиндров 4 и 5. Кроме этого, на .сетгрикасакацихс  поверхност х боковых шшиндров 4 н 5 и наруж ных пластин 12 выполнены конические переходы 15. В фпакшх 2 и 3, пластинах 11 и 12 выполнены направл кхцне канавки 16. В гнездах, устроеншос по свободным торцам боковых рцгавдров 1 и 2 и наружных пластин 12, устан(жле ны шарики 17. В Наружных пластинах 12 .шлполнены пазы, в которых установлены плоские пружины 18. На фпанпы 3 навинчены верхний 19 ц нижний 2О фигурные цилиндры, которые служат надрав л ющими и препотврашают разрушение стенок скважины прв опускании уст ройства. К . рабочей камере 9 через ввинченный в фпа нец 2 штуцер 21 подведен трубсшровод 2 К фланцу 2 с помощью болтов прикреп-глены нат жной г вбкий элемент 23 и сей модатчик (тип И-О01В) 24 с электрическими проводами 25. К-фланцу 3 приварена петл  26 дл  креплени  приборов, опускаемых в скважину. Удержание устройства на заданной глубине в скважине осуществл етс  с помощью хомута 27, прикрепленного на болтах к фланцу 2 и троса . Дл  обеспечени  нормальной работы и наиболее полного использовани  несущей способности устройс-геа при выбранном радиусе кривизны внутренней поверхности боковых цилиндров корпуса размеры основных конструктивных элементов и их заимоположение должны удовлетвор ть слеадтощему неравенству : /0,5(R-()-(f, где R - внутренний радиус боковых цилиндров 4 и 5; V - наружный радиус полого корпуса 1; g - соответственно толщина наружной и внутренней пластин; Y - количество лопастей в одном i - ширина зоны опирани  внутренней пластины на наружную. Максимальна  площадь рабочей поверхности пластин, врезаемых в стенку скважины , достигаетс  в том случае, когда приведенное выражение выполн етс  как равенство. Устройство дл  креплени  измерительных приспособлений в скважинах работает следующим образом. Подготсжленое к работе устройство, наход щеес  в исходном положении (фиг. 13 ), опускают в заранее пробуренную скважину , диаметр которой на 10 мм больше габаритного диаметра устройства, и удерживают на заранее заданной глубине с цомоздыо троса 28 (фиг. 1, устройство П удержани  не цоказано). Затем через трубо ровоа 22 ти штуцер 21 в рабочую к&amp;м&amp;ру 9 нагнетают под Явлением рабочую жцдкость (или воздух). Давпенн жшхкоств через отверсти . 6 в стенках полшч) корпуса передаетс  на упругую цшшщфичесвую оболочку 7. Оболочка 7, дефоркпфу сь, передает давление в начальной стадии только на внутренние цпаствны 14, а в последующем, по мере раэданжени , н на наружные, пластины 12 вместе с лтаст ми 1О и 11 перемещаютс  в сторону стенок скважины. Направление перемещени  лопастей и их взаимшюложевие при этом ориентировано направл ющими канавками 16 и шариками 17. Взаимоположение наружных 12 и внутренних 14 лопастей при их перемещении измен етс , что возможно благодар  наличию гибкой св зи 13 между ними и необходимо дл  равномерного по периметру врезани  лопастей 1О,и 11 н предохранени  гибкой оболочки 7 от повреждени . Сила, под действием которой происходит врезание лопастей 10 и 11 в стенки скважины может регулироватьс  давлением зкидкости (воздуха) и конструк Т1ШНЫМ изменением высоты раздвижных пластинок (все это зависит от вида груатав в скважине). Врезание лопастей в стенки сквахшны продолжаетс  до тех пор, пока наружные элементы 12 не упрутс  в боковые цилиндры 4 и 5, а конические переходы на их соприкасающихс  поверхност х совпадут . Такое положение устройства - рабочее (фиг. 4 и 5). Дальнейша  работа устройства зависит от поставленной задачи. Если устройство используетс  дл  измерени  перемещений слоев грунта в скважине, то нат жной гибкий э емент 23 соедин ют на поверхностн со специалышм приспособлением, которое позвол ет  змер ть эти перемещени . Если устройство используетс  дл  измерени  кОлебанЕй слоев грунта от динамических и сейсмических воздействий, то в этом случае электропровода 25 от сейсмодатчшса 24 соедин ют с регистрирующей аппаратурой, благрдар  которой 4ввассируетс  и измер етс  амплитуда или размах динамических колебаний. Возможно и одновременное измерение статических и динамических перемещений сло грунта. Если устройство используетс  в качестве анкера, то выдергивающее уси- лие передаетс  на него непосредственно через трос 28. Применение предлагаемого устройства дл  креплени  в скважинах с анкерами винтовыми Сва ми, примен емыми при полевых штамповых испытани х в шурфах показывает, что оно дает значительное снижение затрат. Формула изобретени  Устройство дл  креплени  взмернтвпь ных приспособлений в скважине, включающее цилиндрический корпус с за1феш1енвой на нем эластичной оболочкой,- наружные пластины с лопаст ми, равномерно расположенными по окружнЬсти р дами, пр чем лопасти одного рада перекрывают промежутки между лопаст ми соседнего р да, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измереиий Л надежности работы устройства, оно снабжено кольцевыми пружинами и дополи тельными пластинами с накладками, при- чем дополнительные пластины установле- ны между эластичной оболочкой и иаруж ными пластинами и соединены с последними накладками, корпус выполнен полым и снабжен торцовыми фланпэми с боковым ш(лшшрами, наружные пластины и боковые цилиндры снабжены шариками, уставовле ными по их торшм, а кольцевые цружниы охватывают наружные пластины. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 3398О8, кл. G01 U 1/О2, 1971.
2. 2.Авторское свидетельство СССР 6О7884, кл. Е О2 В 5/8О, 1977 прототип).

   I