Устройство для измерения кривизны скважин большого диаметра

 

Изобретение относится к измерению кривизны скважин:6ольшого диаметра и шахтных стволов и позволяет сократить габариты и массу измерительного блокаустройства и повысить его транспортабельность. Устройство содержит корпус 1, установленный на посадочных конусзх 2. закрепленных на кондукторе 3 скважины. На корпусе закреплены катушка 4 с имеющей по длине мерные метки и связанной со скважинным центратором 6 струной 5 отвеса, ванна 7 кольцевой формы, заполненная жидкостью, в которой плавает поплавок 8 с зажимом 9 для струны отвеса 5, и измерительный блок Id, установленный на корпусе 1 через угольник 1 1с кронштейном (К) 14, установленным С возможностью поворота и фиксации посредством фиксаторов23 и 27, В К14 выполнен севозной паз 15 и имеется болт 16 для крепления индикатора с датчиком 18. В полости К14 имеется винт 20 со штурвалом 19, связанный наружной резьбой с К14, а внутренней - с поводком 21. В пазу 15 установлена стойка 28 с жестко закрепленной на ней визирной трубой (ВТ) 30. Стойка 28 находится в постоянном контакте с подпружиненным датчиком 18; После установки цент|ратора на заданной глубине и успокое-.ния поплавка 8 в ванне 7 производят измерение координат струны отвеса 5 на устье скважины. Для этого К 14 фиксируют а плоскости чертежа, ВТ 30 ориентируют на струну отвеса 5 и вращением штурвала 19 совмещают визир ВТ 30 и струну отвеса 5. Отсчет по/южения струны 5 снимают со шкалы. Затем К 14 поворачивают на угол 90°, закрепляют его, а ВТ 30 поворачиваю; на угол 180°, ориентируя ее опять на струну отвеса 5. Производят замер положения струны отавса 5 в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа. Сравнивая замеры положения стру^|ы отвеса 5 на устье скважины с замерами на заданной глубине по местонахождению центратора 6, определяют величину кривизны скважины. 6 ил. 'Х4 ^ Осл>&Фиг.}

(39) (11) (за Е 21 8 47/022

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

C)

1 (21) 4769354/03 (22) 11,12.89 (46). 23.02.92. Бюл. М 7 (75) В.Л.rob (53) 622.25(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР М

1242604, кл. Е 21 В 47/022, 1984.

Руководство по натурным наблюдениям за деформациями гидротехнических соору. жений и их оснований геофизическими ме-тодами;М:. Энергия, 1980. . (54) УстРОйстВО ДЛЯ ИЗМЕ ЕНИЯ КРИВИЗНЫ СКВАЖИН БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА (57) Изобретение относится к измерению кривизны скважин большого диаметра и шахтных стволов и позволяет. сократить габариты и массу измерительного блока устрой: . ства и floBHcoffb его транспортабельность.

Устройство содержйт корпус !, установлен.ный на посадочных конусах 2, закрепленных : на кондукторе 3 скважины. На корпусе за, креплены катушка 4 с имеющей по длине мерные метки и связанной со скважинным центратором 6 струной 5 отвеса, ванна 7 кольцевой формы, заполненная жидкостью, в которой плавает поплавок 8 с зажимом 9 для струны отвеса 5; и измерительный блок .. 10, установленный на корпусе 1 через угольник 11 с кронштейном (К) 14, установленным с возможностью поворота и фиксации посредством фиксаторов 23 и 27. B К 14 выполнен сквозной паз 15 и имеется болт 16 для крепления индикатора с датчиком 18. В полости К 14 имеется винт 20 со штурвалом 19, связанный наружной резьбойс К14, авнут- . ренней — с поводком 21. В пазу 15 установлена стойка 28 с жестко закрепленной на ней визирной трубой (ВТ) 30. Стойка 28 находится в постоянном контакте с подпружиненным датчиком 18; После установки центратора на заданной глубине и успокое-, 2 ния поплавка 8 в ванне 7 производят изме- рение координат струны отвеса 5 на устье скважины. Для этого K 14 фиксируют в плоскости чертежа, 8Т 30 ориентируют нв стру.ну отвеса 5 и вращением штурвала 19 совмещают визир 8Т ЗО и струну отвеса 5.

Отсчет положения струны 5 снимают со шкалы. Затем К 14 поворачивают на угол 900, закрепляют его, а 8Т 30 поворачиваюд на . угол 180, ориентируя ее опять на струну отвеса 5. Производят замер положения, струны отвеса:5 в плоскости, перпендикулярнойй плоскости чертежа. Сравнивая заме- . ры положения струны отвеса 5 на устье скважины с замерами иа заданной глубине ф . по местонахождению центратора 6, определяют величину кривизны скважины. 6 ил.

1714105 сокая точность измерений кривизны сква- 25

45

Изобретение относится к горной промышленности, а более конкретно к устройствам для измерения кривизны скважин большого диаметра.

Известно устройство для измерения кривизны скважин большого диаметра, со. держащее корпус, гибкую связь, маятник с установленными в нем уровнями и измерительный блок, выполненный в виде каретки с двумя взаимно перпендикулярными шкальными линейками, одна из которых имеет подвижный и неподвижный относительно нее нониусы и установлена с возможностью перемещения относительно другой линейки, при этом каретка размещена в корпусе с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а маятник с уровнями через гибкую связь связан с подвижным нониусом и имеет струну отаеса, верхний конец которой связан с нижней частью маятника, а нижний конец ее свободныйй.

Недостатком устройства является невыжины, обусловленная визуальной оценкой положения воздушных пузырьков в уровнях.

-c

Известно устройство для измерения кривизны скважин большого диаметра и шахтных стволов, основанное на принципе обратного отвеса и включающее корпус с.посадочными конусами, установленную в верхней части корпуса катушку с имеющей мерные метки струной, конец которой закреплен на оси скважинного центратора, установленную под катушкой ванну кольцевой формы с жидкостью, в которой размещен поплавок с зажимом для струны, и измерительный блок в виде расположенной, на корпусе рамы с взаимно перпендикулярными сторонами и с установленными на неи . с возможностью продольного перемещения виэирными трубами и измерителя смещения струны отвеса.

Недостатком устройства являются большой вес, габариты и металлоемкость

° измерительного блока, исключающие возможность его монтажа, демонтажа и переноску оператором вручную при обслуживании нескольких устройств для измерения кривизны скважин.

Целью изобретения является снижение веса, габаритов и металлоемкости измерительного блока устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения кривизны скважин большогодиаметра, включающее корпус с посадочными конусамй, установленную в .верхней части корпуса катушку с имеющей

20 мерные метки струной, конец которой закреплен на оси скважинного центратора, установленную под катушкой ванну кольцевой формы с жидкостью, в которой размещен поплавок с зажимом для струны и измерительный блок в виде расположенной на корпусе рамы с взаимно перпендикулярными сторонами, установленной на ней с возможностью продольного . перемещения визирной трубой и измерителя смещения струны отвеса, снабжено жестко укрепленными на визирной трубе призмой и стойкой, размещенным на пересечении сторон рамы дсполнительным посадочным конусом, установленным на нем поворотным кронштейном с ответным пазом для призмы, при этом визирная труба установлена с возможностью фиксированного поворота на 180, ось ее вращения совпадает с осью симметрии стойки, а измеритель смещения струны отвеса выполнен в виде индикатора часового типа, чувствительный элемент которого установлен с возможностью постоянного контакта со стойкой визирной трубы.

На фиг.1 изображено устройство для измерения кривизны скважины, общий вид; на фиг.2 — измерительный блок; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 — измерительный блок после поворота его кронштейна на угол, равный 90О, и поворота визирной трубы на угол, равный 180О, вид сверху; на фиг.5 — узел фиксации кронштейна на раме; на фиг.6 — измерительный блок в транспортном положении.

Устройство для измерения кривизны скважин большого диаметра включает корпус 1 каркасного типа (фиг.1), установлен-ный на посадочных конусах 2, жестко закрепленных на фланце кондуктора 3 скважины. В верхней части корпуса 1 имеется катушка 4 струны 5 отвеса (инварной проволоки, имеющей по длине мерные метки), к нижнему концу которой подсоединен скважинный центратор 6, диаметр которого автоматически изменяется с изменением диаметра скважины. Под катушкой 4 размещена заполненная жидкостью ванна 7 с п0плавком 8, выполненные кольцевой формы.

На поплавке 8 имеется зажим 9 для струны

5 отвеса.

Ниже ванны 7 размещен измерительный блок 10 (фиг.2), содержащий раму 11, установленную имеющимися на ней отверстиями на посадочные конусы 12, жестко закрепленные на корпусе 1. В раме 11 имеется дополнительный посадочный конус 13, на котором с возможностью поворота на угол, равный 90О, установлен съемный кронштейн 14 с выполненным в нем сквозным пазом 15 и болтом 16 клеммного соедине1714105 ния, в котором закреплены индикатор 17 часового типа с датчиком 18.

В кронштейне 14 имеется полость, внутри которой размещен на штурвале 19 винт

20 с наружной и внутренней резьбой. Винт

20 взаимодействует наружной резьбой с кронштейном 14, а внутренней -с поводком

21, причем направление наружной и внутренней резьб винта 20 одинаковое, а шаг этих резъб отличается по величине друг от друга незначительно, т.е. резьбы кронштейна 14, винта 20 и поводка 21 образуют дифференциальное резьбовое соединение . механизма малых перемещений, В нижней части кронштейна 14 имеется бобышка 22, а в раме 11 установлен подпружиненный фиксатор 23, имеющий резьбовой стержень 24 (фиг.5), взаимодействующий с одним из резьбовых отверстий

25, выполненных с двух сторон на бобышке

22. Фиксатор 23 размещен в рэзьемном стакане 26, закрепленном на раме 11. Фиксатор 27, установленный перпендикулярно фиксатору 23, имеет аналогичную конструкцию, В пазу 15 кронштейна 14 установлена стойка 28, верхняя часть 29 которой выполнена в виде призмы, взаимодействующей своей конусной поверхностью с конусной поверхностью стенок паза 15, На стойке 28 закреплена визирная труба 30, а между стойкой 28 и кронштейном 14 установлена пружина 31, выбирающая люфт между призмой стойки 28 и стенками паза 15. Стойка 28 размещена в отверстии поводка 21 и своей нижней частью находится в постоянном контакте с датчиком 18 индикатора 17.

Предлагаемое устройство для измерения кривизны скважин большого диаметра работает следующим образом.

Кривизну оси скважины (или шахтного ствола) определяют измерением координат их центра на разных глубинах, начиная с устья. Для этого на кондукторе 3 через посадочные конуса 2 устанавливают корпус 1 и размещают в нем катушку 4, ванну 7 с поплавком 8, а нэ посадочных конусах 12— раму 11 и координатомер 10 (фиг.1 и 2).

Скважинный центратор 6, закрепленный на струне 5 отвеса, размещают в устье скважи-. ны. Для придания струне 5 отвеса натяжения поплавок 8 притопляют в жидкости ванны 7 и закрепляют на поплавке 8 при помощи зажима 9 струну 5.

После успокоения поплавка 8 приступают к измерению координат струны 5, для чего на дополнительный посадочный конус

13 одевают кронштейн 14 и закрепляют его к раме 11 фиксатором 23, используя одно из резьбовых отверстий 25 в бобышке 22. Ви40

5

30 зирную трубу 30 устанавливают в положение 32, т,е. по направлению к струне 5.

Вращением штурвала 19 в одну или другую сторону перемещают посредством поводка 21 стойку 28 с визирной трубой 30 в пазу 15 до тех пор, пока струна 5 не совместится с визиром, Перемещение стойки 28 передается на подпружиненный датчик 18 индикатора 17 и фиксируется стрелками шкал грубого и точного отсчета (фиг,3).

Показания индикатора 17 записывают в журнале измерений. а затем переходят к измерению координат струны 5 в плоскости, . перпендикулярной плоскости чертежа. Для этого освобождают фиксатор 23, кронштейн

14 поворачивают на 90 (фиг.4) и закрепляют его в этом положении при помощи фиксатора 27.. Визирную трубу 30 . приподнимают, сжимая пружину 31, и поворачивэют ее на 180 в положение 33 по направлению к струне 5, Вращение штурвала 19 совмещают струну 5 с визиром трубы

30, результаты измерений снимают с индикатора 17 и отмечают в журнале измерений.

Таким образом, получают исходные данные координат оси скважины на уровне ее устья.

В процесседэльнейшей проходкискважины производят измерение координат ее центра нэ любом заданном по глубине уров° не, для чего с помощью катушки 4 центратор

6 опускается на новую отметку (глубина отсчитывается по мерным меткам на струне 5) и измерения положения струны 5 повторяют описанным образом. В случае, если величина искривления оси превышает величину хода датчика 18, раму 11 переставляют на запасные посадочные конуса (не показаны), расстояние до которых измерено с точностью шкалы индикатора 17

Для хранения и транспортировки измерительного блока, как точного прибора, используют упаковочный ящик 34 (фиг,6), остальные узлы и детали устройства, не содержащие узлов оптики и точной механики, таких предосторожностей не требуют.

Преимуществом предложенного прибора для измерения кривизны скважин и шахтных стволов по сравнению с прототипом . является снижение его габаритов и веса— измерительный блок по габаритам укладывается в обычный "дипломат", а вес его опытного образца равен 5,1 кг, что позволяет его переноску вручную для обслуживания нескольких объектов.

Формула изобретения

Устройство для измерения кривизны скважин большого диаметра. включающее корпус с посадочными конусами, установленную в верхней части корпуса катушку с

1714105

15 имеющей мерные метки струной, конец которой закреплен на оси скважинного центратора, установленную под катушкой ванну кольцевой формы с жидкостью, в которой размещен поплавок.с зажимом для струны и измерительный блок в.виде расположенной на корпусе рамы с взаимно перпендикулярными сторонами, установленной на ней с возможностью продольного перемещения визирной трубы и измерителя смещения струны отвеса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью снижения веса, габаритов и металлоемкости, оно снабжено жестко укрепленными на визирной трубе призмой и

8 стойкой, размещенным на пересечении сто.рон рамы дополнительным посадочным конусом, установленным на нем поворотным кронштейном с ответным пазом для приэ5 мы, при этом визирная труба установлена с возможностью фиксированного поворота на 180, ось ее вращения совпадает с осью симметрии стойки, а измеритель смещения струны отвеса выполнен в виде индикатора

10 часового типа, чувствительный элемент коTopQlo установлен с возможностью постоянного контакта со стойкой визирной трубы.

Фиг. р.

1714105

1714105

Составитель

Техред М.Моргентал

Корректор Т.Палий

Редактор Н.Гунько

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3270 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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