Устройство для полевых испытаний горных пород

 

Назначение: изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при испытании горных пород при послойном срезе участка поверхности стенки скважины. Сущность изобретения: устройство содержит установленные в цилиндрическом корпусе колесо, кинематически связанную с ним штангу с припособлением для ее осевых перемещений. На колесе радиально закреплена направляющая, а в ней установлен пуасон с приспособлением для его осевого перемещения. Перемещением штанги поворачивают колесо. Установленный на торце пуасона резец производит послойный срез породы стенки скважины до полной реализации запасенной энергии. 1 ил.

Изобретение относится к испытаниям на прочность, в частности горных пород и грунтов в полевых условиях.

Известно устройство для полевых испытаний горных пород [1].

Известно также устройство для полевых испытаний горных пород, более близкое к предлагаемому по конструкции [2]. Оно содержит цилиндрический корпус для размещения в скважине, установленные в корпусе колесо, штангу, кинематически связанную с колесом, приспособление для осевых перемещений штанги, радиально закрепленную на колесе направляющую, пуансон, установленный в направляющей, и приспособление для осевого перемещения пуансона.

Недостаток устройств состоит в том, что на них неосуществимы испытания при послойном срезе участка поверхности стенки скважины.

Целью изобретения является обеспечение испытаний при послойном срезе участка поверхности стенки скважины.

Достигается это тем, что устройство снабжено резцом, закрепленным на торце пуансона и предназначенным для взаимодействия с породой.

При такой конструкции устройства возвратно-вращательные движения пуансона используются для послойного среза участка поверхности и осуществляется это благодаря использованию нового элемента - резца. Этим достигается цель - новый вид испытаний в скважине.

Известно устройство, в котором применяют резцы для взаимодействия с породой. Отличие предлагаемого устройства состоит в том, что резец установлен на торце пуансона, который имеет возвратно-вращательные движения, а в известном устройстве - на торце пуансона, вращающегося вокруг своей оси. Это создает разные эффекты - срез в предлагаемом устройстве и бурение в известном.

На чертеже схематически представлено устройство.

Оно содержит цилиндрический корпус 1 для размещения в скважине 2, установленные в корпусе колесо 3, штангу 4, кинематически связанную с колесом, приспособление 5 для осевых перемещений штанги, радиально закрепленную на колесе направляющую 6, пуансон 7, установленный в направляющей, и приспособление 8 для осевого перемещения пуансона. Устройство снабжено резцом 9, закрепленным на торце пуансона и предназначенным для взаимодействия с породой. Форма резца выбирается в зависимости от задач испытаний с учетом свойств пород, требуемой формы линии канавки реза и т.п. Приспособление для осевого перемещения пуансона может быть выполнено в виде пружины 8 и винта 10 для поджатия пружины. Вращение винта 10 осуществляется ключом 11 и штангой 12. Приспособление для осевого перемещения штанги 4 могут быть выполнены в виде груза 5, связанного со штангой 4 посредством пружины 13.

Устройство работает следующим образом. Перемещением штанги 4 поворачивают колесо 3 в положение, в котором ключ 11 может быть размещен в гнезде гайки 10. Вращают гайку 10 ключом 11 и поджимают пружину 8 с обеспечением заданного поджатия пуансона 7 к поверхности стенки скважины 2. Смещают груз 5 из положения равновесия. Под действием пружины 13 груз 5 перемещается вдоль штанги 4 и осуществляет повороты колеса 3. Резец 9 осуществляет послойный срез стенки скважины 2 до полной реализации запасенной энергии. Испытания проводят при разной степени деформации пружины 8, что дает разную толщину среза породы, при разной величине запасенной энергии, что задается разным начальным смещением груза 5.

Установка осуществляет новый вид нагружения при послойном срезе участка поверхности стенки скважины.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ГОРНЫХ ПОРОД, содержащее цилиндрический корпус для размещения в скважине, установленные в корпусе колесо, штангу, кинематически связанную с колесом, приспособление для осевых перемещений штанги, радиально закрепленную на колесе направляющую, пуансон, установленный в направляющей, и приспособление для осевого перемещения пуансона, отличающееся тем, что, с целью обеспечения испытаний при послойном срезе участка поверхности стенки скважины, оно снабжено резцом, закрепленным на торце пуансона и предназначенным для взаимодействия с породой.

РИСУНКИ

Рисунок 1