Устройство для определения механи-ческих показателей газоносных пород
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ
Опубликовано 230381. Бюллетень И9 11 (51)M. Кл 3
E 21 С 39/00
Государственный комитет
СССР ио деяам изобретений и открытий (53) УДК 622.23.05 (O88.8) Дата опубликования описания 230381
\ (72) Авторы изобретения
С.А. Романовский и Ю.Я. Минин (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГАЗОНОСНЫХ ПОРОД
Изобретение относится к конструкциям скважинных приборов, применяемых в горной промышленности при оценке механических свойств, напряженного состояния и устойчивости горных пород путем вдавливания штампов в стенку скважины, и может быть использовано для проведения исследований с целью прогноза газодинамических явлений и борьбы с ними в горных выработках, пройденных в газоносном горном массиве.
Известно устройство, применяемое для исследований механических показателей горных пород методом вдавли- 5 вания штампа в стенку скважины 11.
Известно также устройство для определения механических показателей газоносных пород включающие гидравлический датчик с размещенном в нем 20 силовым механизмом с плунжерами, пуансон, досыльник трубопрододы и гидронасос с манометром и самописцем 2).
Недостатками этих устройств явля- 25 ется недостаточная точность измерений и низкая эффективность их использования в газоносных породах, так как отсутствует воэможность рационального использования полезной пло-. 30 щади их сечения и кроме того, укаэанные устройства не позволяют изучать влияние на механические показатели газоносных пород фактора газового давления, вследствие отсутствия герметизации и .имеющей место утечки газа из массива через устье скважины.
Цель изобретения — повышение точности измерений и эффективности использования устройства.
Цель достигается тем, что оно снабжено герметизирующей заглушкой с дополнительным манометром и вакуумной системой, при этом досыльник устройства установлен внутри герметиэирующей заглушки, а его силовой механизм,жестко связан с пуансоном, выполнен=.в виде двух симметрично расположенных относительно пуансона двух ступенчатых секций и снабжен рычажно-шарнирным механизмом с толкателями, жестко связанными с плунжерами.
На фиг. 1 изображена общая принципиальная схема устройства, на фиг. 2 — гидравлический датчик в двух проекциях.
Устройство состоит из гидравлического датчика 1, имеющего рычажно-шар815297
Формула изобретения нирный и силовой механизмы с пуансоном, досыльника 2, трубопроводов 3, самописца 4, гидронасоса 5 и герметизирующего приспособления 6. Пуансон 7, помещенный внутри гидравлического датчика 1 и запрессованный в верхний шарнир 8 рычажно-шарнирного еханизма, связан через входящие. друг в друга сднопластинчатый и двухпластинчатый рычаги 9 и 10, нижние шарниры 11 и толкателя 12 с передними ступенями гидравлических секций силового механизма, действующих навстречу друг другу и содержащих каждая по два неподвижных гидроцилиндра 13 и поцвижных плунжера 14, снабженных уплотнениями 15. Во из- 15 бежание отклонения пуансона от вертикали в процессе внедрения в породу в корпусе датчика имеется обойма
16. Гидроцилиндр 13 задней ступени соединен с досыльником 2, снабжен- 2О ным рукояткой 17.
Герметизирующее приспособление состоит из обсадной трубы 18 с заглушкой 19, имеющей патрубок 20, соединенный через вентиль 21 с вакуумсистемой для отсоса газа, и манометр 22 для измерения давления газа в скважине. Герметизация устья скважины осуществлена с помощью забутовки 23. Отверстие в заглушке 19, обеспечивающее свободное перемещение досыльника 2 и служащее ему опорой, герметиэировано посредством уплоэнения 24.
Устройство работает следующим образом.
От гидронасоса 5 с манометром 25 масло, через самописец 4 по помещенным в досыльник 2 трубопроводам 3 с коническими уплотнениями 26 и гидроканалам 27 внутри датчика 1, 4О поступает в гидравлические секции, после чего подвижные плунжеры 14 перемещаются внутри неподвижных гидроцилиндров 13 вдоль оси скважины, обеспечивая через нижние шарниры 11 и рычаги 9 и 10, передачу усилия на верхний шарнир 8, вследствие чего пуансон 7, перемещаясь перпендикулярно оси скважины, внедряется в породу. Изменение усилия на пуансоне с глубиной его внедрения, по которым судят о механических показателях газоносных пород, фиксируют самописец 4 и контролируют по манометру 25. Максимально возможная величина усилия на пуансоне 7 зависит от давления в гидравлических секциях и угла наклона рычагов 9 и 10. После снятия отсчета самописцем 4 через гидроканалы 28 производят переключение направления движения плунжеров 14, возвращающих пуансон 7 в исходное положение, и с помощью досыльника 2 гидравлический датчик 1 перемещают в другое положение по дли не скважины. Измерения проводят на различной глубине скважины при одинаковом и изменяемом с помощью вентиля 21 давлении газа, фиксируемом по манометру 22.
Такая конструкция устройства поз валяет при диаметрах скважины от 40 до 112 мм повысить глубину вдавливания пуансона соответственно до 25 и 75 мм, увеличить максимальное усилие на пуансон до нескольких десятков тонн и обеспечить возможность иэу. чения влияния на механические показатели пород фактора газового давления в массиве. Результаты таких исследований могут быть использованы при прогнозировании газодинамических явлений в шахтах и разработке мер с ними.
Устройство для определения механических показателей газоносных пород, включающее гидравлический датчик с размещенньз в нем силовым механиэапом с плунжерами, пуансон, досыльник, трубопроводы и гидронасос с манометром и самописцем, î т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений и эффективности использования устройства, оно снабжено герметизирующей заглушкой и дополнительным манометром и вакуумной системой, при этом досыльник устройства установлен внутри герметиэирующей заглушки, а его силовой механизм жестко связан с пуансоном, выполнен в виде двух симметрично расположенных относитепьно пуансона двухступенчатых секций и снабжен рычажно-шарнирным механизмом с толкателями, жестко связанными с плунжерами.
Источники:информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Мордукович М.М. Оценка напряженного состояния массива угля по результатам испытаний на вдавливание в скважинах. — "Известия вузов", 9 10, 1972.
2. Морозов Г.И. Прибор для иссле-, дования механического состояния горного массива. Сб. Труды ВНИМИ, Л., 1966, 9 66 с. 174-175.
815297
Составитель Е. Борисова
Техред И.Лоя Корректор Г. Назарова
Редактор Г. Волкова.
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 1003/56 Тираж б27 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений ы открытий
113035, Москва, Ж-ÇS, Раушская наб., д. 4/5
