строительный инклинометр

Формула изобретения

Строительный инклинометр, содержащий центратор, поплавок, ванну, струну, соединяющую поплавок с центратором, и измерительное устройство, отличающийся тем, что центратор выполнен двойным, верхний центратор установлен в скважине с возможностью перемещений вдоль струны, нижний установлен в устье скважины соосно с осью скважины, причем вес нижнего центратора больше выталкивающей силы поплавка, на котором размещена визирная марка, а измерительное устройство содержит видеодатчик.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области инженерной геодезии и может быть использовано для контроля планового положения ствола скважины на различных глубинах при контроле, например, оползневых явлений и деформаций подпорных стенок при откопке котлованов при подземном строительстве.

Известен скважный инклинометр НИ-2 [1] для контроля планового положения ствола строительной скважины на различных уровнях, содержащий датчик-инклинометр, набор штанг, цифровой регистратор, направляющие и трос.

Недостатком такого устройства является его громоздкость, необходимость переворота на 180° для исключения погрешностей датчика и понижения точности вычисления оси скважины с увеличением глубины.

Кроме низкой точности, инклинометр трудно поддается автоматизации процесса измерений.

Широко известны устройства типа «обратный отвес», позволяющие проецировать точку глубинного заложения на верхний уровень [2]. Принцип обратного отвеса используют для исполнительной съемки скважины.

Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков (прототипом) является скважинный поплавковый инклинометр, содержащий поплавок с ванной, заполненной жидкостью, струну соединяющую центратор и поплавок, и измерительное устройство, например, координатограф, регистрирующий положение струны относительно скважины [3].

К основным недостаткам прототипа следует отнести то, что при измерениях используются контактные методы снятия отчета, что понижает точность и оперативность измерений, при измерениях не сохраняется единая базовая вертикаль, заданная нижним положением центратора.

Задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в создании устройства, способного исключить человека из процесса измерения и тем самым расширить область его применения и повысить точность измерений.

Для решения этой задачи в предлагаемом инклинометре, содержащим центратор, ванну с поплавком, струну, соединяющую поплавок с центратором и измерительное устройство, отличающимся тем, что центратор выполнен двойным, верхний центратор установлен в скважине с возможностью перемещения вдоль струны, нижний установлен в устье скважины соосно оси скважины, причем вес нижнего центратора больше выталкивающей силы поплавка, на котором размещена визирная марка, а измерительное устройство содержит видеодатчик.

Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично изображен предлагаемый инклинометр.

Инклинометр состоит из штатива 1, размещенного над скважиной 2, на котором установлена ванна 3 с жидкостью. Поплавок 4 посредством струны 5 соединен с нижним центратором 6. Верхний центратор 7 с фильерой 8, через которую протянута струна 5 установлен на тросе 9 и имеет подъемное устройство 10.

Видеодатчик 11 подключен к компьютеру 13 и направлен на визирную марку 12, установленную на поплавке.

Устройство работает следующим образом. Над скважиной 2 устанавливают штатив 1, ванну 3 размещают над центром скважины и заполняют жидкостью, при этом поплавок 4 под действием центратора 6, опущенного на дно скважины, натягивает струну 5 (вес центратора 6 больше выталкивающей силы поплавка).

Опустив верхний центратор 7 до устья скважины (глубина 0 м), снимают начальные отчеты Х₀ и Y₀. Постепенно опуская центратор в скважину, через каждые 2-3 метра снимают отчеты X_i и Y_i.

Разности Х_i=Х₀-X_i и Y_i=Y₀-Y_i характеризуют смещение центра скважины на измеряемой глубине относительно устья скважины.

Снятие отчета производится видеодатчиком 11, состоящим из объектива и приемника изображения в виде ПЗС-матрицы, определяющим плановое положение струны по закрепленной на поплавке визирной марке 12 и передающим его регистрирующему устройству 13.

Предлагаемое устройство обладает следующими преимуществами:

- возможность измерения в скважинах, заполненных водой или буровым раствором;

- высокая точность измерений, не зависимая от глубины скважины, точность определяется только точностью контакта верхнего поплавка со скважиной;

- возможность создания на его основе постоянных автоматизированных систем контроля, например, оползневых явлений.

Источники информации

1. Дубовской В.Б. и др. Скважинный инклинометр НИ-2, ОФМГ №3, 2003.

2. Рязанцев Г.Е., Назаров А.И., Никитин П.А. «Применение обратных отвесов и результаты их исследования при выполнении специальных геодезических работ», обзор, АИНФ 518, ЦНИИК атоминформ, 1980.

3. Руководство по натурным наблюдениям за деформациями гидротехнических сооружений и их оснований геодезическими методами, М.: Энергия, 1980, с.103.