Устройство для прочностных испытаний горных пород в полевых условиях
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для прочностных испытаний горных пород в полевых условиях. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения испытаний при раэгрузке участка стенки скважин, обеспече
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„, 1626119
А1 (51)5 G Ol 1 3/08, E 21 С 39/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР
1 (21) 4646349/28; 4646229/28 (22) 03.02.89 (46) 07.02.91. Бюл. № 5 (71} Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Е. В. Лодус (53) 622.23.05 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1539315, кл. Е 21 С 39/00, 1988.
2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОЧНОСТНЫХ
ИСПЫТАНИИ ГОРНЫХ ПОРОД В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ (5?) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для прочностных испытаний горных порол в полевых условиях. Цель изобретения расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения испытаний при разгрузке участка стенки скважин, обеспече16261 нис испытаний при дополнительной нагрузи(участка стенки скважины. В пилиндрическом корпусе 1 перпендикулярно его оси установлен пуансон 3, взаимодействующий с клином 4 привода осевого перемещения пуансона 3. Концентрично пуансону 3 уста((онлены буровая коронка 9, взаимодействую!цая с клином 11 дополнительного кли.н>вого привода, и колесо 7, кинематически связанное с буровой коронкой 9 и приво-,ом Y. вращения. С помощью клина 4 1О (среме(па(oT пуансон 3 и нагружают учас19 л Ф т )к поверхности скважины под пуансоном 3.
Одновременным вращением коронки 9 от колеса 7 и осевым ее перемещением посредством клина 11 осуществляют обуривание (разгрузку) нагруженного пуансоном 3 участка скважины. Для обеспечения дополнительной нагрузки вместо коронки 9 устанавливают сменную втулку. В этом случае перед перемещением пуансона 3 перемещают с помо(цью клина 11 втулку и нагружают кольцевой участок стенки скважины.
1 з.п ф- (bl, 2 ff Jl
Изо!)ретенис относится к испытательной
T(. хнике, в частности к устройствам для
I1><)(ift()eTtIIfx .испытаний горных пород в
20 и;>левых условиях.
Цечь изобретения — расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения испытаний при разгрузке участка стенки скважины и обеспечение испытаний при
1<>волнительной нагрузке участка стенки . I(t(а ж (! н ы.
На фиг 1 показана схема устройства длrl прочностных испытаний горных пор<>1 в полевых условиях при обеспечении разгрузки (обуривании) участка стенки сква- 30 жины; на фиг. 2 — то же, при обеспечении дополнительной нагрузки ,> (i f>()lf e "(>() ((!. 1(. 1> >f(li Г il,ll.чif II;11) if (с (. )(и (! корпус 1, предназначенный для разме)цения в скв;(жине 2, пх>!)нсон 3, установленный перпендикулярно оси корпуса 1, к, и(<овой З5 привод осевого перемещения пуансона 3, выполненный в виде клина 4. взаимодейству(оп1его с торцовой поверхностью пуансона
3, цгганги 5, соединенной с клином 4. и гайки 6, установленной на резьбовом хвос- 40
I(>IIIII.e: I (:)((г(I 5, t(). (((о 7 с ((риводом 8 вращ (! (я. с I:i (о«.l(llfl(>(. к<)нц1нтрично пуансо.1, (> 1) >ы I() Ix(>1)(>III h
" (((<ц н; рн ll((> ((у;((((()ffx 1 с во(чохкно(тью (! (! . il(. ii if r! (! (>(с ii ) () ((с 1>e (! с (цс tl и л (! (<>(iif lI(:I II ól(! e I (), I<. e()(f 7 (к(), (! «я(цс и <((((() ((1(f, if,;<>(((>.(((IT(.,It>fft>iIf к II(II()II()1(пр((« 1 fi û 11(), н е и II û ff в II II;1(. (х. и fl t 1 1, в)анмодействующего с торцом буровой коронки 9, (танги 12, соединенной с клином
11, и гайки 13, установленной на резьбоном xt)<>cToBI(Ke штанги 12.
Длн обеспечения дополнительной нагрузки участка cTc((ки скважины 2 устройство снабжсii<> сменной втулкой 14 (фиг. 2), vcтапанливаемой концентрично пуансону 3 (B÷e(T(> буровой коронки 9) и взаимодей55 ствуюпгей с клином 11 дополнительного клинового привода. Привод 8 вращения связа((с колесом 7 посредством гибкой связи 15. Вечис(инь(нагрузки на пуансоне 3 и сменной втулке 14 регистрируются с помощью датчиков 16 и 17.
Устройство работает следующим образом.
Корпус 1 размещают в скважине 2. Вращают гайку 6 и посредством штанги 5 и клина 4 перемещают пуансон 3 в направлении стенки скважины 2 и нагружают участок поверхности под пуансоном 3 усилием, величину которого определяют датчиком 16. Для обуривания участка поверхности стенки под пуансоном включают привод 8 и посредством гибкой связи 15 и колеса 7 вращают коронку 9. Вращением гайки 3 посредством штанги 12 и клина
1 l перемещают коронку 9 в направлении стенки скважины 2 и производят выбуривание кольцевой щели вокруг участка поверхности, нагруженного пуа нсоном 3. По показаниям датчика 16 определяют изменение нагрузки по мере обуривания. Глубину щели определяют по перемещению штанги 12 с учетом угла в вершине клина 11. При этом определяют механические характеристики горных пород в условиях их разгрузки от гидростатической компоненты напряжений
Для определения характеристик горных пород в натуре при объемном напряженном состоянии, более точно соответствующем напряженному состоянию элементов нетронутого массива, обеспечивают дополнительное нагружение кольцевого участка стенки скважины 2. Для этогго на место буровой коронки 9 устанавливают втулку 14 (фиг. 2).
Привод 8 вращения при этом не используется.
Врац1ением гайки 13 посредством штанги
12 и клина 11 перемещают втулку 14 в направлении стенки скважины 2 и нагружают кольцевую поверхность стенки нагрузкой заданной величины, контролируя уровень нагрузки датчиком 17. Вра(цением гайки 6 посредством штанги 5 и клина 4 перемеща(<>Т ((Х il (! С() tt ) « flii ii Р (! If. I(. II li i! С ТС lf )>И ((; В(>— жины. Нагружают зонх поверхности под пуансо((ом 3 .ч<> зада(ного уровня и опреде19
Формула изобретения
14
77
<.истьнитсаь В. 1а <ьн<»<и>
Тскрна Л. Кранч к K<>f>1>< > ><>f>,У> .Ц» i >
Тир<> к З><><> I I(> тнисн<н
Реа акт<>р Л Ки >ори i
13 к;! > з>72
HHIfIIl1II I <è» >f>< z»«><>«>«> л<>ми<.та и<> и «>61н тенин» и <» > f><„r><> ГК1 I 1 « < 1>
I f,Çf)Ë5, .Ч<>скн;>. Ж З5. Р»> <иннин н;>6, а 4 5
IIf><>
16261
<т ляют, например, релаксацию напряжений по датчику 16.
I. Устройство для прочностных испытаний горных пород в полевых условиях, содержащее цилиндрический корпус, предназначенный для размещения в скважине, пуансон, установленный в корпусе перпендикулярно его оси, клиновой привод осево- 10
ro перемещения пуансона и колесо с приводом вращения. установленное концентрично пуансону, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможь ностей путем обеспечения испытаний и ри разгрузке участка стенки скважины, оно снабжено буровой коронкой. установленной концентрично пуансону и кинематически связанной с колесом, и дополнительным клиновым приводом, соединенным с буровой коронкой.
2. Устройство по п. 1, orëè÷àþùååñ÷ тем, что, с целью обеспечения испытаний при дополнительной нагрузке участка стенки скважины, оно снабжено сменной втулкой, установленной концентрично пуансону и связанной с дополните:lhHblM клиновым приводом.
