Эхолот для измерения глубины взрывных скважин

Эхолот для измерения глубины взрывных скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскмк

Соцмалмстмческмк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 1Q0281 (21) 3277077/22-03 )S 1 ) М. КЛ.

Е 21 В 47/04

6 01 Р 23/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открмтий (23) Приоритет

Опубликовано 15.01.83. Бюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 15.01.83

tS3) УДК 622.441 ° 5 (ое8.8) Г.Н.Корнев,П.В.Швыдько, В.А.Николенко, В.В.Гринь и В.A.Äàâèäåíêo (72) Авторы изобретения

Днепропетровский горный институт им. Артема-. и Научно-исследовательский горнорудный институт (71) Заявители (54) ЭХОЛОТ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ГЛУБИНЫ ВЗРЫВНЫХ СКВАЖИН

Изобретение относится к звуколокационной технике, применяемой в . буровзрывных работах в горнодобывающей промышленности, в частности для контроля скважин перед заполнением их ВВ.

Известны устройства в механическом исполнении для изменения глубины сква. жин, типа ввертывающихся реек-линеек, и т.п. мерителей длины, а также их более полного совершенная разновидность для массовых замеров, содержащие Калиброванный ролик, барабан, измерительный шнур и счетчик оборотов.

К недостаткам таких устройств относится большая длительность замера и существенные .осложнения при выполнении замеров в скважинах большой глубины, а также верхней части скважин веера.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является эхолот для измерения глу.бины скважин, где в электрическую схему эхолота включено излучающее устройство, выполненное в виде полой усеченной конусной насадки с упорным кольцом и подвижными рейками, в основании которых на базовом расстоянии оТ внутреннего кольцевого выступа насадки, кратном цене деления :отсчетной шкалы индикатора, установлен электро-акустический преобразователь, причем индикатор выполнен проблесковым с вращающимся диском.

Недостатками известного устройства является невозможность замера расстояния до всех объектов, существенно изменяющих сечение взрывной скважины и отрадающих волну, а также то, что эхолот.не имеет цифровой индикации.

Цель изобретения — достоверность выхода на замер расстояния до всех объектов, отражающих волну, которые существенно уменьшают сечение скважины, а также цифровая индикация и опознание в скважинах дефектов,мешающих и нарушающих процесс заполнения их ВВ, таких как открытые трещины, куски руды или породы и т.д.

Для достижения поставленной цели, эхолот для измерения глубины взрывных скважин, включающий генератор зондирующих импульсов, блок формирования импульсов, приемно-излучающий зонд, автоматический переключатель зонда, блок управления, блок

989054 регистрации и блок индикации, снабжен регулируемым дискретным амплитудным ограничителем, усилителем отраженного сигнала, блоком сравнения и электронным ключом, причем вход регулируемого дискретного амплитудного ограничителя, подключен к блоку переключения, а выход через усилитель

:отраженного сигнала — к одному входу блока сравнения, другой вход блока сравнения подсоединен к одному из выходов блока формирования, выход блока сравнения через электронный ключ подключен к одному из входов блока индикации.

На чертеже приведена функциональная схема предложенного эхолота для измерения глубины взрывных скважин.

Эхолот включает генератор 1 зондирующих и эталонных счетных-мерных импульсов, блок формирования зондирующего импульса 2 в единичные импульсы значительно большей продолжительности чем первичные (в 20 раз). и заполненные сигналами с определенной частотой, например в 2 раза 25 большей чем полученные от генератора 1, блок управления 3, соединенный с формирователем 2 и авто матическим переключателем, который> выдав сформированный зондирующий 30 импульс в премо-излучатель 5, закрывает выпуск импульсов, и в зависимости от заданного дискретного участка открывает вход на прием акустического сигнала, отраженного 35 от объекта на очередном интересующем нас участке в скважине, регулируемый дискретный амплитудный ограничитель 6, который расчитан на прием определенного уровня амплитуды 40 отраженного сигнала, соответствующего разновидности обнаруживаемого объекта, который он передает в усилитель отраженного сигнала 7, далее в порого-сравнивающий узел 8, присоединенный ключ 9, который преобразует сигнал в стандартный двоичный импульс положительной логики кодиро .вания и выдает их в блок счетной цифровой индикации 10.

Приемо-излучающий блок раструбом вводится в скважину 11 на заранее заданное расстояние g . В скважине показано ее дно 12 и дефекты, типа трещин 13,кусков различной величины руды или породы 14 — 16. 55

Под скважиной показаны в системе координат примерные величины амплитуд d<, d>, d >, d> импульсов, отраженных от различных объектов, и к ним расстояния Sg Sg, Sg, Sp из 6О которых после его определения эхолотом нужно вычесть величину а для оп- ределения расстояния от устья скважины к объекту отразившему зондирующий импульс. 65

Эхолот работает следующим образом.

С кварцевого генератора 1 путем давления его частоты поступают эталонные счетные импульсы на четырехразрядный счетчик, находящийся в блоке индикации 10. Одновременно импульсы от генератора 1 поступают на их формирователь 2, этот зондирующий импульс заполняется определенной частотой и, преобразованный в одиночный, поступает в переключатель 4, работа которого в автоматическом режиме регламентируется блоком управления 3, и через приемо-излучающий зонд 5 звуковой зондирующий сигнал поступает в скважину 11.

В регламент . для блока управления 3 входит, для первого замера, настроить прием отраженного сигнала от объекта максимально удаленного от устья скважины и на звуковую волну с наибольшей амплитудой, например на дно скважины 12 на расстоянии

5 = 60 м и с амплитудой сигнала в

60 дБ.

Сигнал с равновеликой максимальной амплитудой отражается от трещины 13, что определяет границу заполнения скважины ВВ. Необходимо только иметь данные из проверки на эталонных объектах в контрольной скважине, что открытая трещина с отраженным сигналом по амплитуде, равным отраженному от дна, является границей для заполнения ВВ. Такой же границей мог быть и кусок 14. Все это уточнялось при тарировке амплитуд по конкретным ббъектам и увязывалось с их влиянием на заполнение скважины ВВ.

Дальнейшая регламентация работы блока управления 3 заключается в том, что после индикации первого сигнала в автоматическом режиме переключатель 4 настраивается дискретно на систематически уменьшающееся расстояние на метр, т.е. на 59, 58

57 и т.д. метров,.а амплитудный ограничитель 6 — на прием отраженных сигналов все меньшей громкости, т.е. с уменьшающейся, например, на

5 дБ, амплитудой, т.е. на 55, 50, 45 и т.д. до величины амплитуды отраженного сигнала от объекта, который (по тарировке) представляет интерес, т.е. который необходимо учитывать при заполнении скважин ВВ.

Касаясь вопроса предварительной тарировки эхолота, необходимо отметить, что в нее входит и настройка (c аретированием ) его на среду в скважинах, которые будут замерять, т.е. на температуру, влажность воздуха и т.д.

Отраженный сигнал от объекта в скважине 11, через переключатель. проходит в амплитудный ограничитель 6, и если он по амплитуде выше

989054

yèéË).

ВНИИПИ Заказ 11043/43 Тираж 607 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 той на которую он в данный момент настроен, то сигнал передается в усилитель отраженного сигнала 7, далее в пороговое сравнивающее устройство

8, которое ранее получило импульсы из формирователя 2, и,.в: результате сравнения-с ним отраженного сигнала, в случае если последний находится в границах регламентируемых, порогово -сравнивающее устройство 8 передает сигнал электронному ключу 9, который преобразует его в двоичный сигнал, и далее поступает в блок индикации 10, где останавливает накапливание мерных импульсов, кратных звуковой волне, эа счет чего определяется время от посылки сигнала до его приема, что по тарировке разрешает сделать пересчет на расстояние до отражателя сигнала и выдать эту величину в конкретных цифрах на своей шкале.

Следовательно, получено расстояние до отражателя сигнала в скважине и, поскольку поочередно взяты разные амплитуды по высоте, для которых по эталонам установлено опознание объекта отражения, то эхолот выполнил оба своих назначения определил расстояние к объекту в скважине и сделал его опознание.

Экономический эффект от внедрения акустического измерителя обра-. зуется в результате снижения трудоемкости работ по измерению глубины и повышению эффективности взрывных работ (ориентировочно на 1Ъ их стоимости), также за счет корректировки величины заряда и расстояния между ними по результатам измерения.

Так, например, на подземных работам где добывается 40 мпн.т руды в год, экономический эффект от внедрен Л эхолота — акустического измерителя составляет около 450 тыс.р. в год.

10 Формула изобретения

Эхолот для измерения глубины взрывных скважин, включающий генератор зондирующих импульсов, блок форми15 рования импульсов, приемно-излучающий зонд, автоматический переключатель зонда, блок управления, блок регистрации и блок индикации, о тл и ч а ю шийся тем, что, с

20 целью повышения достоверности измерения расстояния до объектов, изменяющих диаметр взрывной скважины, он снабжен регулируемым дискретным амплитудным ограничителем, усилителем отраженного сигнала, блоком сравнения и электронным ключом, причем вход регулируемого дискретного амплитудного ограничителя подключен к блоку переключения, а выход через

3р усилитель отраженного сигнала - к одному входу блока сравнения, другой вход блока сравнения подсоединен к одному из выходов блока формирования, выход блока сравнения через элек

35 тронный ключ подключен к одному из входов блока индикации.