Скважинный ультразвуковой снаряд

 

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение информативности работы устройства. Снаряд включает преобразователь 1 ультразвуковых сдвиговых поляризованных колебаний, основание 2, механизм прижима, состоящий из кронштейна 3, поворотного упора 4 и упорного винта 5, направляющую втулку 6, механизм поворота преобразователя 1, состоящий из шкива 7 и гибкой нити 8, перекинутой через ролик 18. Для установки снаряда на требуемую глубину используется трубчатая резьбовая штанга. Основание 2 прижимается к скважине 19 с помощью штанги 16 в виде торцового ключа, а поворот преобразователя 1 - с помощью поворотной штанги 17 С помощью трубчатой резьбовой штанги, соединенной с направляющей втулкой 6, снаряд вводится в скважину на нужную глубину. Штанга 16 вводится в зацепление с четырехгранной головкой упорного винта 5 и, вращая его, смещает в осевом направлении относительно кронштейна 3. Упорный винт 5, нажимая на упор 4, поворачивает его до прижатия к стенке скважины 19. Для поворота преобразователя 1 относительно основания 2 в скважину вводится рожковая штанга 17 до зацепления со шкивом 7. Вращение шкива 7 с помощью гибкой нити 8 приводит к повороту преобразователя 1. Тем самым достигается установка плоскости поляризации сдвиговых колебаний в массиве. С помощью преобразователя 1 в массиве возбуждают поляризованные сдвиговые колебания и определяют их скорости с помощью аналогичного снаряда, установленного в параллельной скважине. По скоростям разнополяризованных сдвиговых колебаний определяют напряженное состояние массива, модули упругости пород III порядка и другие параметры, что повышает информативность работы устройства. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

09) (И) (51)4 E 21 С 39/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4335573/23-03 (22) 30.09.87 (46) 07.11.89. Бюл. Н - 41 (75) В.Н.Бакулин и И.П.Максимов (53) 622,02:531(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 870709, кл. Е 21 С 39/00, 19?9.

Авторское свидетельство СССР

М 985288, кл. Е 21 С 39/00, 1980.

2 (54) СКВАЖИННЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СНАРЯД (57) Изобретение относится к горному делу. Цель — повышение информативности работы устройства. Снаряд включает преобразователь 1 ультразвуковых сдвиговых поляризованных колебаний, основание 2, механизм прижима, состоящий из кронштейна 3, поворотного упора 4 и упорного винта 5, 1520242 направляющую втулку 6, механизм пово рота преобразователя 1, состоящий из шкива -7 и гибкой нити 8, перекинутой через ролик 18. Для установки снаряда на требуемую глубину исполь5 зуется трубчатая резьбовая штанга.

Основание, 2 прижимается к скважине

19 с помощью штанги 16 в виде торцового ключа, а поворот преобразователя 1 - с помощью поворотной штанги 17. С помощью трубчатой резьбовой штанги, соединенной с направляющей втулкой 6 снаряд вводится в скважину на нужную глубину. Штанга 16 вводится в зацепление с.четырехгранной головкой упорного винта 5 и, вращая его, смещает в осевом направлении относительно кронштейна 3.

Упорный винт 5, нажимая на упор 4, поворачивает его до прижатия к стен25

Изобретение относится к горному делу и предназначено для изучения свойств и состояния массива горных пород.

Цель изобретения — повышение информативности. работы устройства.

На чертеже показан снаряд, разрез.

Скважинный ультразвуковой снаряд включает преобразователь 1 ультра-. звуковых сдвиговых поляризованных колебаний, основание 2, кронштейн 3 с поворотным упором 4, упорный винт

5, направляющую втулку 6, шкив 7, гибкую нить 8, ось 9, гайку 10, винты 11 - 14, пружинную шайбу 15, штангу 16 в виде торцового ключа, поворотную штангу 17, ролик 18 и резьбовую трубчатую штангу (не показана). На чертеже обозначена также скважина 19.

Преобразователь 1 ультразвуковых сдвиговых поляризованных колебаний служит для возбуждения или приема в массиве поляризованных поперечных воли. Изменение плоскости поляризации волн в массиве осуществляется путем поворота преобразователя 1 на винте 12, которым он крепится к основанию 2. Поворот преобразователя 1 осуществляется с помощью гибкой нити 8, перекинутой через ролик 18 и охватывающей шкив 7. Для вращения шкива 7 относительно направляющей

50 ке скважины 19, Для поворота преобразователя 1 относительно основания

2 в скважину вводится рожковая штанга 17 до зацепления со шкивом 7, Вращение шкива 7 с помощью гибкой нити

8 приводит к повороту преобразователя 1. Тем самым достигается установка плоскости поляризации сдвиговых колебаний в массиве. С помощью преобразоватрля 1 в массиве возбуждают поляризованные сдвиговые колебания и определяют их скорости с помощью аналогичного снаряда, установ-: ленного в параллельной скважине. По скоростям разнополярнзованных сдвиговых колебаний определяют напряженное состояние массива, модули упругости пород III порядка и другие параметры, что повышает информативность работы устройства. 2 з.п.ф-лы, 1 ил ° втулки 6 используется поворотная штанга 17. Ролик 18 установлен на кронштейне 3, а гибкая нить 8 крепится к преобразователю 1 винтом 13.

Прижим основания 2 к стенке скважины 19 осуществляется с помощью механизма прижима, выполненного в виде жестко соединенного винтами 11 с основанием 2 кронштейна 3 с шарнирно закрепленным на нем поворотным упором 4. Упор 4 крепится к кронштейну 3 на оси 9 и контактирует с упорным винтом 5. Упорный винт 5 перемещается по резьбе относительно кронштейна 3 при его вращении с помощью штанги 16 выполненной в виде торцового ключа. Штанга 16 входит в зацепление с головкой упорного винта 5, которая выполнена четырехгранной.

Для устранения возможности перекоса упорного винта 5 и размещения шкива 7 используется направляющая втулка 6, которая жестко закреплена на кронштейне 3 с помощью винтов 14.

Установка и извлечение скважинного ультразвукового снаряда в скважине осуществляется с помощью трубчатой штанги, соединяемой с направляющей втулкой 6 посредством резьбового соединения.

Скважинный ультразвуковой снаряд работает следующим образом.

1520242

10

5

На цилиндрическую поверхность основания 2 наносится вязкая смазка.

Посредством реэьбовой трубчатой штанги снаряд вводится в скважину на требуемую глубину. Съемную штангу

1Ь в виде торцового ключа вводят через резьбовую трубчатую штангу до зацепления с упорным винтом 5.

Вращая винт 5 с помощью штанги 16, перемещают его относительно направляющей втулки 6 и кронштейна 3.

Упорный винт 5, нажимая на упор 4, поворачивает его относительно оси 9 до прижатия к стенке скважины 19.

Крайнее положение упора 4 показано на чертеже пунктиром. Таким образом обеспечивается прижим основания 2 к стенке скважины 19. Необходимая сила прижима контролируется динамометрическим ключом. Затем извлекают из снаряда штангу 16 и свинчивают трубчатую штангу.

Для поворота преобразователя 1 относительно основания 2 в скважину вводится поворотная штанга 17 до зацепления со шкивом 7. Шкив 7 свободно вращается на направляющей втулке 6, которая винтами 14 крепится к кронштейну 3. Для предотвращения перемещения шкива 7 в осевом направлении используется гайка 10. Передача момента вращения от поворотной штанги 17 преобразователю 1 осуществляется с помощью гибкой нити 8, перекинутой через ролик 18 и охватывающей преобразователь 1. Нить 8 закреп,ляется на преобразователе 1 винтом

13 и дважцы охватывает шкив 7, что обеспечивает поворот преобразователя 1 в обе стороны. Преобразователь

1 крепится к основанию 2 с помощью винта 12 и пружинной шайбы 15, причем усилие затяжки винта 12 позволяет поворачиваться преобразователю 1 относительно основания 2 вместе с винтом 12. Для предотвращения вывинчивания последнего его резьба заполняется контровочной мастикой.

После установки преобразователя в нужном положении рожковая штанга извлекается и снаряд готов к работе.

С помощью преобразователя 1.в массиве возбуждают сдвиговые поляризованные колебания, прием которых осуществляется, например, с помощью аналогичного снаряда, размещаемого в

45 параллельной скважине. Определение скоростей разнополяризованных сдвиговых колебаний позволяет решать разнообразные задачи контроля состояния массива горных пород: определение значений главных напряжений в массиве и их направлений, определение упругих модулей III порядка в массиве пород и др. Обеспечение стабильных контактных условий между основанием 2 и скважиной 19 позволяет повысить точность долговременных акустических измерений.

Формула изобретения

1. Скважинный ультразвуковой снаряд, включающий преобразователь ультразвуковых колебаний, установленный на основании, механизм прижима, гибкую нить, перекинутую через ролик, и трубчатую штангу, соединяемую с основанием посредством резьбового соединения, о т л и ч а — . ю шийся тем, что, с целью повышения информативности работы устройства, оно дополнительно снабжено направляющей втулкой, шкивом, кронштейном с поворотным упором и упорным винтом, при этом преобразователь ультразвуковых колебаний выполнен в виде преобразователя сдвиговых поляризованных колебаний и установлен на основании с возможностью вращения относительно своей оси, механизм прижима выполнен в виде жестко соединенного с основанием кронштейна с шарнирно закрепленным на нем поворотным упором, контактирующим с упорным винтом, направляющая втулка жестко закреплена на кронштейне, шкив установлен на втулке с воэможностью свободного вращения, гибкая нить охватывает шкив и преобразователь, а ролик установлен на кронштейне.

2. Скважинный снаряд по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен штангой, выполненной виде торцового ключа для зацепления с головкой упорного винта, при этом головка упорного винта выполнена четырехгранной.

3. Скважинный снаряд по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что он дополнительно снабжен поворотной штан-, гой для вращения шкива.