Устройство для испытаний образца горной породы на сжатие

 

Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к устройствам для испытаний образцов горных пород в условиях всестороннего сжатия. Цель изобретения - повышение точности за счет обеспечения равномерности распределения сжатия по сечению образца. В корпусе, состоящем из двух обращенных друг к другу открытыми торцами стаканов 1, 2 размещены А Б 25 § (Л о ЬО СО оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

24

11

14

2!

16

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4666011/28 (22) 23.03.89 (46) 23.02.91. Бюл. № 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (72) В. Ф. Малинин, Г. И. Федорова и И. Т. Таркин (53) 622.235 (088.8) (56) Авторское с видетел ьство СССР № 1052662, кл. E 21 С 39/00, 1980.

„„SU„„1629800 А1 (51)5 G 01 !4 3 10 E 21 С 39 00

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ

ОБРАЗЦА ГОРНОЙ ПОРОДЫ НА СЖАТИЕ (57) Изобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к устройствам для испытаний образцов горных пород в условиях всестороннего сжатия. Цель изобретения — повышение точности за счет обеспечения равномерности распределения сжатия по сечению образца. В корпусе, состоящем из двух обращенных друг к другу открытыми торцами стаканов l, 2 размещены

1629800 шток 9 и опорный вкладыш IO для нагружения образца 8 и герметизирующие манжеты 4 — 7, образующие две замкнутые камеры А и Б, сообщенные с источником давления жидкости. Между штоком 9 и его опорным элементом 12 установлена эластичгая прокладка Il. К стакану 2 прикреплен гидроцилиндр 20, шток 22 которого соединен со штоком 9, а положение обоих штоков 9, 22 фиксируется винтом 23, усИзобретение относится к технике испытаний материалов, в частности к устройствам для испытаний и исследований физических свойств образцов горных пород в условиях всестороннего сжатия, соответствующих пластовым.

Цель изобретения — повышение точности за счет обеспечения равномерности распределения сжатия по сечению образца.

На фиг. I показано устройство для испытаний образца горной породы на сжатие; на фиг. 2 — то же, для одновременного испытания нескольких образцов.

Устройство содержит корпус, выполненный в виде двух обращенных друг к другу открытыми торцами стаканов 1 и 2, соединенных болтами 3, герметизирующие манжеты

4 — 7, размещенные в стаканах 1 и 2 и образующие замкнутую камеру А (образована манжетами 4 и 5) для осевого сжатия образца 8 и замкнутую камеру Б (образована манжетами 6 и 7) для радиального сжатия образца 8, шток 9 и опорный вкладыш 10, размещенные соответственно в манжетах 7 и 5, эластичную прокладку 11, установленную между штоком 9 и его опорным элементом 12 и обеспечивающую самоустановление последнего по торцу образца 8, акустические излучатель 13 и приемник 14, установленные в проточках опорного вкладыша IO и опорного элемента 12 и связанные электрически с соответствующей аппаратурой (не ноказано) через каналы 15 и 16, трубки 17 и 18 для подачи и отвода жидкости от образца 8 через проточки 19 опорного вкладыша 10 и опорного элемента 12, гидроцилиндр 20, прикрепленный посредством стоек 21 к корпусу и имеющий шток 22, соединенный со штоком 9, регулировочный винт 23 для фиксации положения штоков 22 и 9, нагревательный элемент 24, установленный на стакане 2, и источник (не показан) давления жидкости, сообщенный с полостями камер А и Б посредством трубо проводов 25 и 26.

Манжета 7 выполнена с завулканизированной в ней перфорированной металлической втулкой 27, что облегчает установку и извлечение образца 8 из манжеты 7.

55 тановленным на гидроцилиндре 20. На стакане 2 установлен нагревательный элемент 24.

В манжете 7 завулканизирована перфорированная металлическая втулка 27. После нагрева образца 8 подают давление в камеру Б для радиального сжатия образца 8 и камеру А для осевого сжатия. После испытаний образец 8 выталкивают из манжеты 7 с помощью гидроцилиндра 20. 1 з. п. флы, 2 ил.

Все возможные выходы резиновых элементов конструкции (манжеты 4 — 7) перекрыты фторпластовыми прокладками 28 и 29.

Шток 22 гидроцилиндра 20 соединен со штоком 9 посредством самоустанавливающейся пяты 30.

Для одновременного испытания нескольких образцов 8 (фиг. 2) манжеты 5 и 7 выполняются с несколькими полостями для размещения нескольких (например, 7 шт.) образцов 8 и такого же количества штоков 9 и опорных вкладышей 10. Гидроцилиндр 20 имеет соответствующее количество штоков 22.

Устройство работает следующим образом.

Для подготовки к испытаниям верхний и нижний стаканы 1 и 2 корпуса (фиг. 1) отсоединяются и в центральное отверстие манжеты 7 устанавливается испытуемый образец 8 горной породы., Шток 9 устанавливают в положение, при котором верхний торец образца 8 оказывается заглубленным относительно плоскости разъема стаканов 1 и 2. Затем стаканы 1 и 2 скрепляются болтами 3, а штоки 2 н 22 фиксируются от перемещения вниз винтом 23. С помощью нагревательного элемента 24 обеспечивают заданную температуру образца 8, а за счет подачи жидкости под давлением в камеры А и Б осуществляют всестороннее сжатие образца 8. Давлением жидкости в камере Б обеспечивается радиальное сжатие образца 8, а давлением жидкости в камере А его осевое сжатие. При равенстве давлений жидкости в камерах А и Б достигается равенство осевого и радиального сжатия образца 8, т. е. обеспечивается моделирование всестороннего пластового сжатия образца породы. При этом за счет эластичности манжеты 5 и прокладки 11 обеспечивается самоустановление опорного вкладыша

10 и опорного элемента 12 относительно торцов образца 8, что позволяет получить равномерное распределение усилий осевого сжатия по сечению образцов. При помощи акустических излучателя 13 и приемника 14 измеряют скорость распространения упругой

i6298OO

Формула изобретения

Яиг 2

Составктеаь В Та.>»воi!ill

Редактор Г. (Ъ карь Текреа A. Кравкск Корректор И. Зрас ии

3а каз 434 Тираж 390 11»а»«с»ос

ВНН11Г111 Гос аарстве»>>осо ко>и»тста»о изобретс,еи»» и отк1»ати»м»:.>и ГК11Т ГС .С.Р ! 13035, 1оскsa, Ж 35, Рау:»скак и.,о..:!. 4 5

Про>>а водcтс>eи«о-из» атс. >;,ски> комо ииат «Г1ат; i-:>, r. > же<>р > !, !!>. Гагар» ва, 1 « I волны а, руженном образце 8. Фильтрационные свойства образца 8 исследуют путем подачи жидкости в трубку 17 и измерения ее расхода в трубке (8. После снятия высокого давления и отключения нагревательного элемента 24 стаканы 1 и 2 корпуса разъединяют и перемещением вверх штока 22 (путем подачи жидкости в подпоршневую полость гидроцилиндра 20) выталкивают испытанный образец 8 из манжеты 7.

Работа устройства (фиг. 2) при одновременном испытании нескольких образцов принципиально не отличается от описанной.

l. Устройство для испытаний образца горной породы на сжатие, содержащее корпус, размещенные в нем опорный вкладыш и шток с опорiiû!l элементом для нагружен«я образца, герметизирующие манжеты. YcTBновленные в корпусе, « источник давления жидкости, отличающееся тем, что, с целью повышения точности путем обеспечения равномерности распределения сжат«я по сечению образца, корпус выполнен в виде двух обращенных друг к другу открытыми торцами стаканов, в которых размеше1 ы I ерметиз ирующие ма нжеты, образующие две замкнутые камеры для сжатия образца в осевом и радиальном направлениях, источник давления сообщен с полостями обеих камер, а устройство снабжено закрепленным на корпусе гидроцилиндром, шток которого соединен с нагружающим штоком, регулирово1нь1м винтом положения этого штока, установленным на гидроцилиндре, эластичной прокладкой, установленной между нагружающим штоком и его опорным элементом, и нагревательным элементом, расположенным на нижнем стакане корпуса.

2. Устройство по п. 1. отлииаюи<ееея тем, что герметизирующая манжета, установленная в одном из стаканов, выполнена с завулкан«зированной в ней перфорированной металлической втулкой.