Устройство для определения проницаемости пород

 

ОП ИСАНИИ

ИЗОВРЕТЕЙИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iii873045

Союз Советсмнк

Социалистический

Респубпнн

{6I ) Дополнительное w авт, санд-ву

t (22) Занвлемо 04.01..80 (21) 2878521/18-25 (s()N. Кл. с прмсоелнненмем заявки № (23)ПрнорнтетG 01 и 15/08

3ввудаустееавй ленвтет

CCCP

00 делан кза1ретеккк к втерыткй

Опубликовано 15.10.81 ° Бюллетень ¹ 38

Дата опубликования описания 17. 10. 81 (53) УДK 599.217..I(088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. С. Шевлягин, С. 1{, Гольцов и В. А. Страхаль

Всесоюзн и ордена Ленина проектно-изыскательский и научноисследовательский институт "Гидропроект" нм. С. Я."-Жука

1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕН11Я ПРОНИЦАЕМОСТИ

ПОРОД

Изобретение относится к гидротехническому строительству, а именно к устройствам для определения проницаемости горных пород методом нагнетания воздуха.

Известно устройство для определе" ния проницаемости пород, включающее зонд с изоляционным элементом, нагруэочное приспособление, анкеры и измерительные устройства $1) .

Недостаток этого устройства — раз10 рущение породы вблизи зонда сосредоточенным потоком воздуха с высоким аэродинамическим напором. Разрущение структуры контактной зоны породы вбли15 зи зонда во время опыта приводит к увеличению фильтрующей площади, что снижает точность определяющей проницаемости.

Наиболее близкий по технической

20 сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для определения проницаемости пород, включающее зонд с изоляционным элементом, трубопровод и баллон с мако" метром ь21

Недостаток этого устройства - pasрушение породы вблизи зонда сосредоточенным потоком воздуха.

Цель изобретения — повышение точности определения проницаемости горных пород путем устранения воздействия сосредоточенного потока воздуха на породу под зондом. . Указанная цель достигается тем, что устройство для определения проницаемости пород, включающее зонд с изоляционным элементом, нагрузочное приспособление с анкерами, измерительные механизмы и магистраль для подачи . воздуха снабжено перфорированным элементом, установленньи в дне зонда и гасителем энергии потока воздуха установленным в зонде, и выполненным в виде полого сферического сегмента с плавно завернутой вниз манжетой в торце и конусом в центральной части, жестко прикрепленного к зонду и со873045 единенного с перфорированным элементом посредством пружины.

На чертеже изображено устройство, включающее зонд с гасителем.

Устройство содержит зонд 1, изоляционный элемент 2, нагрузочное приспособление 3, анкеры 4, измерительные устройства 5 и магистраль 6 для подачи воздуха. Внутри зонда 1 на подвесках 7 установлен гаситель 8 энер" гии потока воздуха. Гаситель 8 состоит из полого сферического сегмента 9, перфорированного элемента 10 и установленной между ними прузины !i. Полый сферический сегмент 9 на внутренней полости по оси оснащен конусом 12 и на его торце снабжен плавно завер.нутой вниз манжетой 13. Перфорированный элемент 10, выполненный в виде диска с отверстиями, помещен в зонд с возможностью продольного перемещения с помощью пружины 11. В зонде 1 имеется входной канал для подачи в него воздуха от магистрали 6 и другой канал для измерения давления, связанный с манометром 5. Зонд 1 связан с изоляционным элементом 2 посредством резьбового соединения.

Устройство работает следующим образом.

В дне горной выработки, например шурфе подготавливается зумпф соответствующий форме зонда 1. Затем устанавливается изоляционный элемент 2.

В его центральное отверстие ввинчивается зонд 1 с гасителем 8. Зонд 1 устанавливается так, чтобы перфорированный элемент 10 плотно прижимался к породе при помощи пружины ll, упирающейся в сферический сегмент 8. ) алее на изоляционный элемент 2 устанавливается нагрузочное приспособление 3, которое стабилизируется при помощи анкеров 4. Зонд 1 соединяется с магистралью 6 подачи воздуха и измерительным механизмом, манометром 5. После установки устройства начинается опыт для определения проницаемости горной породы методом нагнетания воздуха.

Для этого из магистрали 6 в зонд 1 направляется поток воздуха, который на своем пути встречает гаситель 8.

Поток воздуха сначала обтекает конус 12, затем сферический сегмент 9 и манжету 13, проходит зонд и через отверстия в фильтрующем элементе 10 поступает в породу.. В результате очередного прохождения через составные элементы гасителя 8 поток возду4 ха теряет значительную часть своей кинетической энергии аэродинамичес— кого напора и в режиме близком ламинарному нагнетается в исследуемые породы. Прижатый к породе усилием пружины ll перфорированный элемент !0 препятствует отрыву и перемещению частиц породы вблизи зонда 1 и тем самым предотвращается изменение геометрических размеров зумф породы.

В результате проведенного опыта по измеренным параметрам: расходу м/сут и давлению воздуха ЬР(— -) расК1 С

H считывается коэффициент проницаемости пород К (м ) по следующей общей форгде о! Ъ, — коэффициенты, зависящие от типа потока воздуха, его физических свойств, граничных условий и сжимаемости исследуемых по род; — время (сут.); — специальная функция характеризующая процесс движения воздуха в пористой среде .

Таким образом, предлагаемое устрой30 ство позволяет определить фильтрационные свойства пород в условиях постоянного сохранения геометрических размеров фильтрующей площади.

Такая постановка опытного нагнета35 ния значительно повышает точность и достоверность опробывания пород методом нагнетания воздухом.

Формула изобретения

Устройство для определения проницаемости пород, включающее зонд с изоля- ционным элементом, нагрузочное приспособление с анкерами, измеритель45 ные механизмы и магистраль для подачи воздуха, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения проницаемости горных пород путем устранения воздействия.сосредоточенного потока воздуха на породу под зондом, оно снабжено перфорированным элементом, установленным в зонде и выполненным в виде полого сферического сегмента с плавно завернутой вниз манжетой в торце и конусом в центральной части, жестко прикрепленного к зонду и соединенного с перфорированным элементом посредством пружины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

1I 684406, кл. 3 6 -01 М 15/08, 1977.

2. Брурянов В. Я. н др. Использование воздуха для полевой оснастки про, ницаемости необводненных горных пород. "Водные ресурсы", 11- 6, 1975, с. 165 (прототип).

Составитель Е. Маллер

Редактор И. Касарда Техред А, Савка Корректор А; Ференц

Заказ 9018/65 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IEIII "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4