Способ определения пористости твердых тел и порозиметр для его осуществления

 

1. Способ определения пористости твердых тел, включающий насыщение образца газом и измерение давления газа и объема образца, о т личающийся тем, что, с целью повьшения точности определения , в процессе насыщения образца регистрируют давление газа и по достижении им стационарного значения образец подвергают регулируемому знакопеременному воздействию механических колебаний звуковой и ультразвуковой частоты, причем частоту и (или) амплитуду i механических колебаний постепенно увеличивают и одновременно регист (/) рируют динамику падения давления в камере, по которой определяют пористость образца.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН,)9) 0())) (51) 4

««

ОПЙСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТБУ

4р, ° )4

) fI

19 zo тв

1 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3748836/24-25 (22) 01.06.84 (46) 30.10.85. Бюл. 9 40 (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени нефтяной научноисследовательский геолого-разведоч. ный институт (72) В.К. Громов (53) 536.42 (088.8) (56) Кобранова В.И., Физические свойства горных пород. M.: Гостоптехиздат. 1962, с. 62.

Авторское свидетельство СССР

У 495589, кл. G 01 N 15/08, 1976 (прототип). (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРИСТОСТИ

ТВЕРДЫХ ТЕЛ И ПОРОЗИМЕТР ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1 Способ определения пористости твердых тел, включающий насыщение образца газом и измерение давления газа и объема образца, о т. л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения, в процессе насыщения образца регистрируют давление газа и по достижении им стационарного зна- . чения образец подвергают регулируемому знакопеременному воздействию механических колебаний звуковой и ультразвуковой частоты, причем частоту и (или) амплитуду механических колебаний постепенно увеличивают и одновременно регистрируют динамику падения давления в камере, по которой определяют пористость образца.

2. Порозиметр, содержащий плату с установленными на ней измерительной камерой и форкамерой, снабженными системой газовых каналов и средствами измерения давления газа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, порозиметр, дополнительно снабжен иэлуча1188592 телем энакопеременных механических колебаний, размещенным в плате под основанием измерительной камеры, выполненным мембранным, и фиксатором положения образца, расположенным в измерительной камере, а форк амера выполнена поворотнойи снабжена системой коммутациигаэовых каналов.

Изобретение относится к способам измерения объема пустотного пространства твердых тел, в частности горных пород, и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности, инженерной и рудной геологии, бурении, строительстве и других областях техники. Поскольку измерения пористости являются самыми массовыми из определений физических свойств, любое повышение точности и эффективности работ в этой области всегда актуально.

Целью изобретения является повышение точности определения пористости.

Повышение точности достигается тем, что по мере роста частоты воздействия и его интенсивности возрастает полнота и равномерность заполнения газом пустотного пространства образца за счет известных физи" ческих эффектов возрастания обычной и диффузной проницаемости в поле энакопеременных механических колебаний звуковой и ультразвуковой частоты.

Способ осуществляют следующим образом.

Образец помещают в измерительную камеру. Выполняют все операции, предусмотренные прототипом. Фикси руют объем измерительной камеры.

Воздействуют на образец энакопеременными механическими колебаниями.

Наращивают частоту колебаний в звуковом и ультразвуковом диапазонах и(или)варьируют интенсивность воздействия. Изучают режим падения дав ления. По кривой роста пористости судят об истинных значениях открытой, закрытой и общей пористости, 2

I и деталях структуры пустотного пространства твердого тела.

Для практической реализации способа разработан вариант газового порозиметра:

На фиг.1 показана конструкция устройства для осуществлейия предлагаемого способа, вид сверху, на фиг.2 — то же, общий вид.

Устройство имеет плату 1 с гнездом 2 для излучателей знакопеременных механических колебаний 3, каналами 4-6, соединяющими измерительную камеру 7 с форкамерой 8, форкамеру с атмосферой и средствами поднятия давления, а также струбцины 9 и 10, фиксирующие измерительную камеру и форкамеру на плате.

Измерительная камера имеет корпус 11 и крьппку 12. Основание измерительной камеры оснащено мембраной 13. В нем выполнено отверстие, контактирующее при установке с каналом 4 платы (через уплотнение).

Корпус измерительной камеры по торцам имеет проточки для размещения кольцевых уплотнений 14. Крышка измерительной камеры имеет отверстие и штуцер 15 для подключения вспомогательного оборудования (например, вакуум-насоса) . Штуцер

15 оснащен объемной заглушкой 16. В камере размещен фиксатор 17 поло" жения образца, обеспечивающий устойчивый контакт образца с мембраной и соответственно излучателем. Стакан форкамеры 8 установлен на пришлифованой поверхности платы с воэможностью поворота вокруг оси на вакуумной смазке. Край стакана пришлифован и имеет проточку 18 для коммутации газовых каналов 4-6.

88592

ВНИИПИ Заказ 6736/44 Тираж 896 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4

В месте установки форкамеры плата имеет ограничитель поворота стакана, фиксирующий его в положениях: а — форкамера + средство поднятия давления (например насос); б— форкамера +измерительная камера, в — форкамера + измерительная камера + атмосфера.

Средства 19 измерения давления подключены к системе каналом 20.

Устройство может быть укомплектовано различными стандартными средствами измерения давления и различными излучателями механических колебаний, функционирующими от стандартных задающих генераторов.

Устройство работает следующим образом.

Излучатель помещают в гнездо платы и устанавливают основание измерительной камеры так, чтобы мембрана была зафиксирована излучателем в рабочем положении. На мембрану устанавливают образец, закрывают его корпусом камеры и фиксируют на мембране фиксатором. Закрывают крышку и затягивают струбцины (до одного

4 и того же постоянного уровня). Стакан фотокамеры поставлен в положение 8 . Создают разрежение в системе и убеждаются в ее герметичности.

5,Поднимают давление до барометрического. Отключают средства разрежения.

Устанавливают форкамеру в положение ц . Поднимают давление в форка- мере до заданного (обычно 1 кгс/см )

Поворотом форкамеры в положение о перепускают газ в измерительную камеру. Фиксируют исходное значение пористости (например на кривой само. писца). .15 Поворотом форкамеры в положение

О устанавливают прежний объем. Продолжать эксперимент возможно и с объемом 3 . При постоянном объеме осуществляют динамическое воздей20 ствие на образец в заданном режиме и фиксируют динамику падения давления (кривую роста пористости),. по которой и судят об истинных значениях пористости открытой, закры25 той и общей, а также деталях струк-, туры пустотного пространства твердого тела. !