Устройство для моделирования горной выработки

 

Изобретение относится к горному делу, к лабораторным исследованиям процессов формирования областей напряженного состояния горных пород. Целью изобретения является повышение экспрессности мо и ва Мг № Я у, ов го еоЈ делирования. Устройство содержит прозрачный корпус 1, пласт-коллектор 3, два экранирующих пласта 4 и 9, плунжер 7, измерительный прибор, непроницаемые вмещающие отложения 6, на поверхности которых размещены неполяризующиеся электроды 5. На поверхности отложений замеряют исходные значения потенциалов между электродами, устанавливают стационарный режим фильтрации флюида в пласте-коллекторе 3 и повторно замеряют разности потенциалов. Для исследования влияния напряженного состояния горных пород на изменение потенциалов при отсутствии фильтрации флюида замеряют их исходные значения. Создают полость 8, вокруг которой образуется зона напряженного состояния, и повторно проводят замеры . 1 ил 6 / Z. (S с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4808913/03 (22) 02.04.90 (46) 30.03.92.Бюл.ЬЬ 12 (71) Ивано-Франковский институт нефти и газа (72) Б.Г.Тарасов, Я.Д.Климишин, Л.И.Гаева и А.Г.Бибик (53) 622.023(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР f4

1132016, кл. Е 21 С 39/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР М

1399805, кл. G 09 В 23/04, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ

57) Изобретение относится к горному делу, к лабораторным исследованиям процессов формирования областей напряженного состояния горных пород. Целью изобретения является повышение зкспрессности моХ

„„ Ж „„1 723319 А1 (я) s Е 21 С 39/00, G 09 В 23/04 делирования. Устройство содержит прозрачный корпус 1, пласт-коллектор 3, два экранирующих пласта 4 и 9, плунжер 7, измерительный прибор, непроницаемые вмещающие отложения 6, на поверхности которых размещены неполяризующиеся электроды 5. На поверхности отложений замеряют исходные значения потенциалов между электродами, устанавливают стационарный режим фильтрации флюида в пласте-коллекторе 3 и повторно замеряют разности потенциалов. Для исследования влияния напряженного состояния горных пород на изменение потенциалов при отсутствии фильтрации флюида замеряют их исходные значения. Создают полость 8, вокруг которой образуется зона напряженного состояния, и повторно проводят замеры. 1 ил

1723319

10 устройство

15 Устройство состоит из прозрачного кор. пуса 1, в котором размещены пласт-коллектор 3, два экранирующих пласта 4 и 9, а

25

40

Изобретение относится к горному делу, а более конкретно к лабораторным исследованиям процессов формирования областей напряженного состояния горных пород.

Известен способ измерения напряже- 5 ний в модели из эквивалентных материалов, включающий нагружение модели, измерение электросопротивления размещенного в ней измерительного датчика, дополнительно нагружают и измеряют электросопротивление размещенного в образце из такого же эквивалентного материала тарировочного датчика, при этом в процессе измерений обеспечивают равенство электросопротивлений тарировочного и измерительного датчиков и по полученной нагрузке судят о величине напряжений в модели.

Недостатком данного способа является невозможность изучения изменений потенциалов естественного электрического поля на поверхности отложений в зависимости от внутренних механических напряжений и фильтрации флюидов, а также значительные затраты времени на проведение измерений.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для моделирования карста, включающее прозрачный корпус с отверстиями, имеющими сетки, отверстия гидравлически связаны с емкостями для воды. В корпусе снизу вверх размещены водоупорный пласт, водоносный горизонт, водоупорный слой, слой карстующихся пород и перекрывающие отложения, При фильтрации воды она постепенно образует карстовую полость.

Недостатками данногоустройства являются значительные затраты времени на моделирование карстовой полости, невозможность создания независимо QT процесса фильтрации зоны напряженного состояния пород, невозможность проведения электрических измерений, исключается возможность комплексного изучения механоэлектрических и электрокинетических явлений, Целью изобретения является повышение экспрессности моделирования за счет преднамеренного образования эоны напряженного состояния горнйх пород для комплексного изучения механоэлектрических и электрокинетических явлений посредством регистрации их отображений на поверхности отложений по изменениям потенциала естественного электрического поля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для моделирования горной выработки, включающем прозрачный корпус, снабженный входным и выходным отверстиями, сообщающимися с емкостями для флюидов, пористую среду. имитирующую продуктивный горизонт, непроницаемые вмещающие отложения, расположенные над и под пористой средой, на поверхности которых размещены неполяриэующиеся, электроды, контактирующие с этими отложениями и соединенные с измерительными приборами, а внутри отложений установлен плунжер с возможностью его перемещения для образования полости, вокруг которой образуется эона напряженного состояния пород.

На чертеже изображено предлагаемое также непроницаемые вмещающие отложения 6, на поверхности которых размещены неполяризующиеся электроды 5. Устройство снабжено также плунжером 7 с возможностью его перемещения для образования полости 8, входным и выходным отверстиями 2 с сетками, гидравлически связанными с емкостями для флюидов (не показано) Устройство работает следующим образом.

В корпусе устройства вставляют плунжер 7 и последовательно засыпают экранирующий пласт 9, пласт-коллектор 3, экранирующий пласт 4 и непроницаемые вмещающие отложения 6, На поверхности отложений располагают неполяризующиеся электроды 5 и соединяют их с измерительным прибором (не показано). Входное и выходное отверстия 2 соединяют соответственно с питательной и приемной емкостями (не показано), Для исследования связи потенциала с измерениями потенциалов ЕЭП на поверхности отложений замеряют исходные значения потенциалов между электродами, устанавливают стационарный режим фильтрации флюида в пласте-коллекторе и повторно проводят замеры значений разности потенциалов.

Доя исследования влияния напряженного состояния горных пород на изменения потенциалов ЕЭП на поверхности отложений при отсутствии фильтрации флюида замеряют их исходные. значения. Передвигая плунжер 7, создают полость 8, вокруг которой образуется зона напряженного состояния и повторно проводят замеры значений разности потенциалов.

Устройство позволяет комплексно и раздельно исследовать геомеханические и фильтрационные процессы при подземной разработке твердых ископаемых и скважинной добыче нефти и газа, 1723319

Составитель В,Стрельченко

Техред M,Mîð åíòàë Корректор

Редактор Ю,Середа

Заказ 1052 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Повышение экспрессности моделирования и проведения при этом электрических измерений позволяет более оперативно выявлять закономерности в области гесэлектрических преобразований и создавать 5 методики проведения полевых исследований для решения практических задач.

Формула изобретения

Устройство для моделирования горной выработки, содержащее прозрачный корпус 10 с входным и выходным отверстиями, сообщающимися с емкостями для флюидов, пористую среду, имитирующую продуктивный горизонт, непроницаемые вмещающие отложения, расположенные над и под пористой средой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью повышения экспрессности моделирования, оно снабжено неполяриэующимися электродами, измерительным прибором и н, причем неполяриэующиеся электроды размещены в непроницаемых вмещающих отложениях расположенных над пористой средой и соединены с измерительным прибором, а плунжер расположен с возможностью перемещения внутри отложений под пористой средой,