Устройство для измерения смещений

Устройство для измерения смещений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯИЗМЕРЕНИЯ .СМЕЩЕНИЙ, содержащее реперы, выполненные в виде колец из диэлектрического материала и с электрическими контактами, стержень из диэлектрического материала, который пропущен через кольца реперов и имеет электрический контакт и проводник, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности измерений, электрические контакты реперов размет щены на их внутренней поверхности, а контакт стержня расположен на его боковой, поверхности и выполнен в виде спирали, при этом шаг спирали равен длине стержня, а сам стержень имеет возможность поворота вокруг . своей оси.о 0

„„SU„„1033738

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Эсю Е 21 .С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО. ДЕЛАМ .ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ (21) 3428686/22-03 (22) 19.04.82 ,(46) 07.08.83. Вюл. 1т" 29 . (72) Е.В.Лодус (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (53) 622-289(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 253420, кл. Е 21 С 39/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Ю 600385, xn. E 02 0 1/00, 1978 (прототип), (54)(5?) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

4СМЕЩЕНИЙ, содержащее реперы, выполненные в виде колец из диэлектрического материала и с электрическими контактами, стержень из диэлектрического материала, который пропущен через кольца реперов и имеет электрический контакт и проводник, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности измерений, электрические контакты реперов разме щены на их внутренней поверхности, а контакт стержня расположен на его боковой. поверхности и выполнен в виде спирали, при этом шаг спирали ра" вен длине стержня, а сам стержень имеет возможность поворота вокруг своей оси.

1 10

Изобретение относится к горному делу и предназначено для Йзмерения смещений I-opHblx пород по оси скважины

Известно устройство для определения смещений массива горных пород, содержащее реперы и измерительные приспособления P1 ).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность его работы, связанная с тем, что измерительные приспособления не могут использоваться многократно.

Известно устройство для измерения смещений, содержащее реперы, выполненные в виде колец из диэлектри. ческого материала и с электрическими контактами, стержень иэ диэлектрического материала, который пропущен через кольца реперов и имеет электрический контакт и проводник, соединяющий контакты реперов 52).

Недостатком известного устройства является его малая эффективность, поскольку измерительное приспособлес ние, выполненное в виде стержня, может быть использовано только в одной скважине.

Целью изобретения является повышение эффективности измерения за счет сокращения количества измерительных приспособлений и их многократного использования.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения смещений, содержащем реперы, выполненные в виде колец из диэлектрического материала и с электрическими контактами, стержень из диэлектрического материала, который пропущен через кольца реперов и имеет электрический контакт и проводник, соединяющий контакты реперов,электрические контакты реперов размещены на их внутренней поверхности, а контакт стержня расположен на его боковой поверхности и выполнен в виде спирали, при этом шаг спирали равен длине стержня, а сам стержень имеет возможность поворота вокруг своей оси.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг.1.

Устройство состоит из ряда реперов 1, установленных по оси стержня.

Репер выполнен в форме кольца из

33738 2 диэлектрического материала и имеет один электрический контакт 2. Все электрические контакты 2 реперов 1 соединены друг с другом проводником

3, включенным в цепь измерительного прибора (не показан ). Стержень 4 с электрическим контактом 5 в виде спирали установлен в отверстие реперов 1 соосно скважине и имеет возможность вращаться вокруг своей оси, При такой конструкции устройства смещения реперов по оси сважины или по оси стержня приводят к более раннему или более позднему, в эависимос" ти от.направления смещения, замыканию контактов репера и стержня при вращении стержня вокруг своей оси, т.е, .5 t0

t5 мер, путем загорания лампочки, и для смещение репера выражается в изменении угла ориентации стержня на момент

20 замыкания электрических контактов.

Здесь каждый репер не связан своей струной с аппаратурой, а связан с ней через общий контакт стержня и один проводник, соединяющий контакты всех

25 реперов. Следовательно, отсутствие стесняющих условий и взаимного влияния реперов друг на друга позволяет повысить их количество в одной скважине без ущерба для точности измере" ний. Кроме того, отсутствует непо- " средственное соединение стержня с реперами, и поэтому один стержень, снабженный измерительной аппаратурой, может обслуживать несколько скважин

35 с установленными в них реперами, чему способствует тот факт, что стержень имеет контакт в форме лишь одного витка, что обеспечивает простую расшифровку снятых отсчетов относительно первого репера. Возмож- . ность увеличения количества не влияющих друг на друга реперов и применение одного измерительного стержня на нескольких скважинах при небольшой их длине позволяет повысить эффективность исследований.

Устройство работает следующим образом.

Сразу после сборки устройства в, 50 скважине производят определение начального положения реперов 1, для чего стержень 4 поворачивают вокруг своей оси на 360О При этом каждый иэ реперов 1 поочередно замыкает электрическую цепь по схеме прибор

55 (не показан ) — контакт 5 - контакт 2проводник 3 - прибор. Момент замыкания цепи фиксируется прибором, напри-.

3 10337 этого момента фиксируется угловое положение стержня 4. По известному шагу спирали, с которым установлен . контакт 5, и угловому положению стержня 4 определяют. начальное поло5 жение каждого из реперов 1. Затем, по мере надобности, производят снятие отсчетов со скважины, для чего проделывают описанную операцию и производят определение текущего положения реперов 1. Изменение положения репера относительно своего начального положения при его смещении вдоль оси скважины приводит к изменению момента замыкания контактов электрической цепи и соответствующей угловой ориентации стержня. После снятия отсчетов в одном отверстии. стержень 4 извлекают и переносят вместе с прибором в следующую скважину, и операция ур снятия отсчетов повторяется.

В качестве измерительного прибора может быть использован любой из серийно выпускающихся приборов, способный фиксировать угловые перемещения. Про- 2g стейшим устройством, фиксирующим момент замыкания контактов, может служить батарейка с лампочкой. В лабораторных условиях применения устройства, например при измерении деформаций зо образцов с отверстия, процесс снятия отсчетов может быть механизирован, для чего стержень 4 соединяют с приводом, вращающим его с постоянной скоростью, а момент замыкания кон35 тактов записывают на пленку осциллографа одновременно с метками времени.

Рассчитать смещение реперов по этим данным не трудно, и при таком подходе можно производить измерения при крат- go ковременных экспериментах. Это есть наиболее оптимальные условия применения предлагаемого устройства.

8 целом устройство обеспечивает высокую точность при сравнительно ма38 4 лых глубинах скважин (до нескольких метров ).

Рекомендуется следующая конструкция для реперов. Они могут быть изготовлены двухслойными, наружный слой -из эластичного материала, на- пример резины, а внутренний слойиз жесткого материала, например эбонита, что облегчает установку и извлечение реперов иэ скважин и препятствует зажатию стержня при радиальных смещениях скважины. Установку реперов производят с помощью трубы, извлекают с :помощью крючьев. Контакт можно изготовить из подпружиненного металлического шарика, эаглубляемого в теле репера. В центре шарика проделывают отверстие для размещения общего для всех реперов проводника 3.

Установка реперов заключается в следующем.

С помощью монтировочной трубы устанавливают дальний от устья отверстия репер с прикрепленным к нему общим проводником. Затем свободный конец общего проводника вставляют в отверстие шарика контакта следующего репера и, перемещая репер вдоль проводника по оси скважины, устанавливают его на требуемую глубину и переходят к следующему реперу. Наружный диаметр репера должен быть на 1-2 мм больше диаметра скважин, что обеспечивает ему надежную установку эа счет эластичных свойств верхнего слоя кольца.

Извлечение реперов производится в обратном порядке. Стержень может быть изготовлен из металлического прутка, покрытого слоем изолирующего вещества, например эпоксидной смолы.

Поверх изолирующего слоя наклеивается полоска фольги в форме винтовой пинии, которая служит контактом стержня.

1033738

A.-A

Составитель Л. Березкина

Техред Т.Фанта Корректор А.Повх

Редактор А.Шишкина филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5588/37 Тираж 603 Подписное ГНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб...д..4/5