Скважинный источник колебаний

 

1. СКВЛЖНННЫЙ ИСТОЧНИК КОЛЕБАНИЙ , включающий вибровозбудитель и тяги, связанные с распорными элеме .нтами, отличающийся , тем, что, с целью повышения эффективности источника и снижения степени разрушения.стенок скважины за счет увеличения плседади контакта распорных элементов со стенками скважины и создания регулируемых нагрузок путем изменения плотности прилегания распорных элементов к стенкам скважины, распорные элементы выполнены упругими из цельных полос, изогнутых в виде .трапеций, основания которых закреплены с возможностью продольного скольжения относительно корпуса. 2. Скважинный источник колебаний по п. 1, о т л и ч а ю m н и с я тем, что, с целью перераспределения нагрузок на стенки скважины по ее длине углы, образованные наклонными сторонами распорных элементов, последовательно увеличиваются от дна к устью скважины, а длина наклон| ных стенок последовательно уменьшается от дна к устью скважины. О &д эо Эб ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

04 Ю

РЕСПУБЛИК (19) (И) Эа) G 01 Ч 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф%

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Ф (21) 3326169/18-25 (22) 05.08.81 (46) 30.08.83. Бюл. Р 32 (72) В.И. Креймер, М.В. Курленя и Ю.И. Еременко (71) Институт горного дела СО AH СССР (53 ) 550. 83 (088. 8) (56) 1. Техника контроля напряжений и деформаций в горных породах.

"Наука", Л., 1978, с. 133-138.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке:Р 2917571/18-25, кл. C 01 Ч 1/40, 1980 (прототип). (54)(57) 1. СКВАЯИННЫЙ ИСТОЧНИК К0ЛЕБАНИЙ, включающий вибровозбудитель и тяги, связанные с распорными эле- . ментами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности источника и снижения степени разрушения стенок скважины за счет увеличения площади контакта распорных элементов со стенками скважины и создания регулируемых нагрузок путем изменения плотности прилегания распорных элементов к стенкам скважины, распорные элементы выполнены упругими из цельных полос, изогнутых в виде трапеций, основания которых закреплены с воз- можностью продольного скольжения относительно корпуса.

2. Скважинный источник колебаниЯ по и. 1, отличающийся тем, что, с целью перераспределения нагрузок на стенки скважины по ее длине,.углы, образованные наклонны« ми сторонами распорных элементов, Pg последовательно увеличиваются от дна к устью скважины, а длина наклон ных стенок последовательно уменьшается от дна к устью скважины.

1038897

Изобретение относится к геофизическим исследованиям и горному делу и предназначено для вибрационного воздействия на горные породы. Известны протяженные устройства цилиндрической формы, закрепленные в пробу- 5 ренных скважинах — скважинные деформометры, которые закрепляются .с помощью опор и Распорных элементовфиксаторов Р1 ).

Недостатком данного устройства является обеспечение возможности фиксации устройств в скважине и невозможность передачи значительных вибрационных усилий.

Наиболее близким к предлагаемому является скважинный источник колебаний, включающий вибровозбудитель и тяги, связанные с распорными элементами. Распорные элементы, выполнены из клиньев, подвижно связанных с корпусом вибровозбудителя.

Эти клинья с помощью тяг, пружин и опорных гаек фиксируют источник колебаний в скважине (2 1. устройство недостаточно эффектив- но, так как возможно разрушение

25 стенок скважин из-за ограниченной площади контакта распорных элементов со стенками скважин и отсутствия регулировки нагрузок..

Цель изобретения заключается в повышении эффективности источника колебаний и снижения степени разрушения стенок скважин за счет увеличения площади контакта распорных элементов со стенками скважин и 35 создания регулируемых нагрузок путем изменения плотности прилегания распорных элементов к стенкам скважины, а также в перераспределении нагрузок на стенки скважины по ее длине.

Поставленная цель достигается тем, что в скважинном источнике колебаний, включающем вибровозбудитель и тяги, связанные с Распорны- 45 ми элементами, распорные элементы выполнены упругими.из цельных полос, изогнутых в виде трапеций, основания которых. закреплены с возможностью продольного скольжения отно.сительно корпуса.

Кроме того, углы, образованные наклонными сторонами распорных элементов, последовательно увеличиваются от дна к устью скважины, а длина наклонных сторон последователь-55 но уменьшается от дна к устью скважины. а

На фиг. 1 изображен скважинный источник колебаний, в исходном положении введенный в скважину и 60 подготовленный к расклинованию на фиг. 2 - то же, после расклинования, на фиг. 3 — то же, разрез А-А на фиг.. 2, на фиг. 4 - то же, разрез

Б-Ъ на фиг. 2.

На корпусе вибровозбудителя 1 располагается втулка 2 с возможностью осевого перемещения и тяги 3.

К тягам 3 прикреплены наклонные участки 4 распорных элементов 5.

Тяги 3 и распорные элементы 5, выполненные в виде полых трапеций, соединены так, что они образуют неразъемную полосу. Наклонные участки 4 наклонены навстречу друг другу так, что образуют углы о . M возрастающие от левого первого. конца вибровозбудителя к правому (второму ) концу (фиг. 1 и 2 ). Благодаря этому жесткость распорных элементов 5 при продольном сжатии или растягивании полос возрастает от .первого конца вибровозбудителя ко второму. Наклонные участки 4 имеют разную длину и расположены так, что их длина уменьшается от первого конца вибровозбудителя ко второму. .Благодаря этому поперечник распОРных элементов уменьшается от первого конца вибровозбудителя ко второму, а расстояние между распорными элементами 5 и стенками скважины уменьшается от второго конца к первому.

Одна:. из крайних тяг неподвижно прикреплена ко второму концу корпуса вибровозбудителя 1, а другая. — к втулке 2..

К корпусу вибровозбудителя 1 правее втулки 2 неподвижно, например, с помощью сварки, прикреплены опоры б с гладкими отверстиями, сквозь которые пропущены винты 7, несущие гайки 8 и 9.

Взаимное расположение полос фиксируется направляющими хомутами 10, которые представляют собой металлические свободно охватывающие вибровозбудитель кольца с пазами таких размеров, что одновременно они свободно охватывают тяги 3.

На фиг. 1-4 изображены четыре полосы с четырьмя распорными. элементами по длине каждой полосы. Однако количество полос и количество рас- порных элементов могут быть другими.

Количество полос выбирается в зависимости от диаметра вибровозбудителя и создаваемого им вибрационного усилия, а количество распорных элементов - в зависимост от длины вибровозбудителя и усилия. С увеличением диаметра, длины и усилия, развиваемого вибровозбудктелем, количество полос и распорных элементов увеличивается.

Скважинный источник колебаний работает следующим образом.

Скважинный источник вводится в пробуренную скважину. Вращением гаек 8 и 9 перемещают в сторону дна скважины винты 7 и втулку 2. Тяги 3 начинают воздействовать на распор1038897 ные элементы 5, которые, изменяя свою форму, распирают вибровозбудитель 1. Из-за различной жесткости и расстояния до стенки скважины распорных элементов 5 в первую очередь начнут распираться раснорные элементы у дна скважины. После их расклинивания начнут распираться следующие и так до устья скважины.

После расклинивания последнего,, ближнего к устью, гайка 8 и 9 стопо.рят, скважинный источник колебаний готов к работе. Включают двигатель вибровозбудителя, появляются коле- . бания, передающиеся через распорные элементы 5 горной породе. Вследствие вибрации распорные элементы стремятся ослабнуть. Однако этому ,препятствует жесткая фиксация рас порных элементов 5 за счет усилия сжатия. Усилие сжатия создается втулкой 2, перемещающейся от конца вибровозбудителя, расположенного в устье. скважины, к противоположному при помощи винтов 7. Перемещение винтов 7 осуществляется гайками 7, упирающимися в опоры 6. Таким образом, все элементы конструкции находятся в состоянии сжатия. Благодаря этому распорные элементы, несмотря на воздействие вибрации, по" стоянно затянуты.

Направляющие хомуты 10, свобод. но охватывающие тяги 3, при сжатии полос и распираник перемещаютсявдоль вибровозбудителя вместе с тягами 3 и не дают им возможности взаимного смещения.

Для разборки устройства после окончания работы отвинчиваются гайки 8 и затягиваются гайки 9. При этом втулка 2 перемещается вдоль корпуса вибровозбудителя 1 вправо и растягиваются распорные элементы

4, сначала под воздействием сил упругости, затем под воздействием

5 сил натяжения, развиваемых перемещающейся втулкой 2. Распорные элементы 5, тяги 3 и направляющие хомуты

10 приходят в исходное положение, источник колебаний можно извлечь

)Q из скважины;

При выборе размеров скважинного источника колебаний следует руководствоваться потребными вибрационными усилиями, технологическими возможностями бурового и вибрацион-. ного оборудования, контактной прочностью пород.

Скважинный источник колебаний дает воэможность вибрационного воздействия на горные породы для перераспределения напряжений в целиках и устранения опасных динамических проявлений горного давления.

По сравнению с известными вновь предлагаемая конструкция скважинного источника .колебаний отличается больщей надежностью в работе. Площадь соприкосновения распорных элементов со стенками скважины может быть увеличена за счет более рационального размещения распорных элементов в пространстве между корпусом вибровозбудителя и стенками скважины.

35 Кроме того, предлагаемая конструкция позволяет сократить металлоемкость источника, повысить его эффективность и снизить степень раз- . рушаемости стенок скважин.

1038897

Б-б

Заказ 6225/53

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т.Райкова

Редактор В.Пилипенко Техред С. Мигунова Корректор Г.Огар с