ДЕФОРМОМЕТР
DEFORMOMETRE

Изобретение относится к области горного дела и предназначено для измерения деформаций скважин.
Известен деформометр (патент РФ №1033738, кл. Е21С 39/00, 1983), содержащий установочное приспособление в виде стержня из диэлектрического материала, распорный узел и измерительный узел.
Недостаток деформометра состоит в низкой точности измерений, поскольку радиальные деформации не регистрируются.
Известен деформометр (патент РФ №1323712, кл. Е21С 39/00, 1987), содержащий установочное приспособление в виде стержня из диэлектрического материала, распорный узел и измерительный узел.
Недостаток деформометра состоит в низкой точности измерений, поскольку радиальные деформации измеряются только в отдельных точках поверхности стенки скважины.
Известен деформометр (патент РФ №1344901, кл. Е21С 39/00, 1987), принимаемый за прототип. Деформометр содержит установочное приспособление в виде винта с гайкой и средством для поворота винта, распорный узел, связанный с гайкой, и реостатный измерительный узел.
Недостаток деформометра состоит в низкой точности измерений, поскольку регистрируются радиальные деформации по одной образующей линии по поверхности стенки скважины. Это не позволяет следить за деформациями всей цилиндрической поверхности скважины. Деформации цилиндрической поверхности отражают изменения напряжений вокруг скважины, что и является конечной целью измерения деформаций в скважинах. При измерениях деформаций всей цилиндрической поверхности регистрируются все главные и промежуточные напряжения, что невозможно определить при регистрации деформаций по одной образующей.
Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений путем регистрации радиальных деформаций по всей поверхности стенки скважины.
Технический результат достигается тем, что в деформометре, содержащем установочное приспособление в виде винта с гайкой и средством для поворота винта, распорный узел, связанный с гайкой, и реостатный измерительный узел, согласно изобретению гайка имеет приспособление для перемещения вдоль винта, винт имеет фиксатор поворота, распорный узел выполнен в виде подпружиненного пуансона, радиально установленного на гайке, а измерительный узел установлен на пуансоне.
Перемещение гайки с подпружиненным пуансоном вдоль винта приводит к тому, что динамометр измеряет радиальные деформации по спиральной траектории по поверхности стенки скважины. Поворачивая винт между измерениями, получают набор спиральных траекторий, по которым определяют изменение внутренней цилиндрической поверхности скважины, что повышает точность измерений по сравнению с измерениями по одной образующей линии, как в прототипе.
На чертеже представлена схема динамометра.
Деформометр содержит установочное приспособление в виде винта 1 с гайкой 2 и средством 3 для поворота винта, распорный узел 4, связанный с гайкой 2, и реостатный измерительный узел 5.
Гайка 2 имеет приспособление 6 для перемещения вдоль винта 1. Винт 1 имеет фиксатор поворота 7. Распорный узел выполнен в виде подпружиненного пуансона 4, радиально установленного на гайке 2. Измерительный узел 5 установлен на пуансоне 4.
На конце пуансона 4 установлен шарик 8 для качения по стенке скважины 9. Приспособление 6 для перемещения гайки 2 выполнено в виде гибкой тяги, огибающей блок и концами закрепленной на гайке 2. На торце винта 1 установлен центрирующий блок, состоящий из подпружиненных упоров 11 и колес 12. В скважине 9 динамометр закрепляется с помощью колеса 13 и винтов 14. Колесо состоит из наружного обода 13 и внутреннего обода 15, соединенных между собой спицами 16. Пуансон соединен с монтажной гибкой тягой 17, огибающей блок 18. Витки резьбы на винте 1 имеют шаг, обеспечивающий перемещение гайки 2 вдоль винта с поворотом вокруг оси под действием усилия со стороны тяги 6. Аппаратура измерительного узла 5 на чертеже не показана.
Деформометр работает следующим образом.
Устанавливают деформометр в скважину 9, для чего гибкой тягой 17 смещают пуансон 4 в направлении винта 2, вводят в устье скважины центрирующий блок 11,12, перемещают деформометр до торца скважины. Центрирующий блок обеспечивает расположение деформометра, близкое к оси скважины. Затем закрепляют деформометр в скважине с помощью винтов 14, освобождают тягу 17. Пуансон 4 входит в контакт со стенкой скважины и динамометр занимает положение, показанное на чертеже. Для измерения деформаций перемещают гайку 2 вдоль винта 1 с помощью приспособления 6 в направлении устья или торца скважины. Приспособление 6 последовательно переносят в промежутки между спицами 16. Пуансон 4 перемещает шарик 8 по спиральной траектории по стенке скважины, а шарик 8 перемещает пуансон 4 в осевом направлении в соответствии с изменениями радиуса скважины. Реостатный узел 5 фиксирует перемещения пуансона, что позволяет определять изменения радиусов скважины вдоль заданной спиральной траектории. Для измерений по другой спиральной траектории фиксатором 7 освобождают винт 1, поворачивают его приспособлением 3 на заданный угол и фиксируют в новом положении. Измерения проводят описанным выше образом. Повторные измерения по тем же траекториям и сравнение показаний с предыдущими замерами выявляют изменения соответствующих радиусов цилиндрической поверхности стенки скважины.
Предлагаемый деформометр повышает точность измерений благодаря регистрации радиальных деформаций по всей поверхности стенки скважины.