Автоматическая установка для исследования образцов горных пород

 

Область применения: техника опредефизических свойств горных пород в лабораториях, занимающихся исследованием пористых тел в нефтегазовой, геологической , строительной и в других отраслях промышленности . В неподвижном держателе, имеющем эластичный уплотнитель образца, ниже его выполнена проточка, соединенная с отверстием в корпусе, а после проточки установлен дополнительный уплотнитель, предназначенный для герметизации толкателя , имеющего на торце центральное отверстие с боковым выходом. При подаче образца в держатель, боковое отверстие в толкателе совмещается с проточкой, обеспечивая отвод газа, проходящего через образец горной породы. Толкатель выполнен в виде дифференциального поршня, помещенного в цилиндр, входные и выходные отверстия которого присоединены к прессу двойного действия, имеющего поршни разных диаметров. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 N 15/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4732770/25 (22) 22.08.89 (46) 23,03.93. Бюл. N 11 (71) Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательский институт (72) А,И.Петров и В,В.Покровский (56) Авторское свидетельство СССР . М 1064187, кл. G 01 N 15/08, 1983.

Патент США N 4573342, кл. G 01 N 15/08, 73-38, 1984. (54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ

ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ

ПОРОД (57) Область применения: техника определения физических свойств горных пород в лабораториях, занимающихся исследованием пористых тел в нефтегазовой, геологичеИзобретение относится к технике определения физических свойств горных пород.

Цель изобретения — устранение указанных недостатков, повышение надежности работы автоматической установки и достоверности информации.

На фиг. 1 показана принципиальная схема автоматической установки.

Автоматическая установка для исследо.вания образцов горных пород содержит держатель образца 1, внутри которого смрнтирована эластичная втулка 2 и уплотнигельное кольцо 3, а снаружи вентиль(клапан) 4,.служащий для перекрытия отверстия в корпусе держателя при определении объема пор образца.

Установка содержит также обойму 5 с гнездами 6, в которых установлены образцы

7, толкатель 8, жестко соединенный с диф„„Я „„180381 9А1 ской, строительной и в других отраслях промышленности, В неподвижном держателе, имеющем эластичный уплотнитель образца, ниже его выполнена проточка, соединенная с отверстием в корпусе, а после проточки установлен дополнительный уплотнитель, предназначенный для герметизации толкателя, имеющего на торце центральное отверстие с боковым выходом. При подаче образца в держатель, боковое отверстие в толкателе совмещается с проточкой, обеспечивая отвод газа, проходящего через образец горной породы. Толкатель выполнен в виде дифференциального поршня, помещенного в цилиндр, входные и выходные отверстия которого присоединены к прессу двойного действия, имеющего поршни раз-. ных диаметров. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, ференциальным поршнем 9, смонтированным в цилйндре 10, измерительные пресса

11 и 12, пресс двойного действия 13, вакуумный насос 14 и шаговый электродвигатель 15, служащий для поворота обоймы на определенный угол.

Питание системы сжатым газом осуществляется от баллона 16 через клапаны 17 и 18, Гидростатическое (горное) давление подается в держатель 1 и цилиндр 10 через . клапана 19 и 20.

Клапан 21 служит для сообщения полости за эластичной манжетой с вакуумным насосом. Контрольдавления в пневмосистеме осуществляется с помощью преобразователя давления 22, а в системе подвода горного давления — с помощью преобразователя 23, Для контроля перепада давления

1803819 при фильтрации газа через образец служит преобразователь дифференциального давления 24, а для измерения расхода газа— газовый счетчик 25.

Установка работает по программе, заложенной в компьютер(на рисунке не показан).

Предварительно в гнезда обоймы уста- навливают образцы горной породы. Затем

flo сигналу компьютера включается электропривод пресса двойного действия с поршнями разного диаметра 13, который нагнетает рабочую жидкость в цилиндр под поршень 9 и одновременно откачивает ее из кольцевого пространства цилиндра. Поршень с толкателем 8 и образцом 7 перемещаются поступательно вверх до упора образца в крышку держателя. При этом отверстие на боковой поверхности толкателя совместится с проточкой в стенке держателя. В зависимости от высоты образца толкатель может становиться в разном положении, но при этом его боковое отверстие не должно выходить за высоту проточки, которая сообщена с линией отвода газа, закрытой клапаном 4, После установки образца в держателе открываются клапаны 19 и 20 и включается пресс 12, создавая в по-. лости за уплотнителем 2 и под поршнем 10 заданное гидростатическое давление. При этом уплотнитель 2 плотно облегает и герметизирует образец (см, фиг, 2), Для измерения объема пор образца открывается клапан 17 и полость пресса 11 заполняется сжатым газом под давлением, . контролируемым с помощью манометра 22, Затем клапан 17 закрывается и открывается клапан 18, сообщая полость пресса с образцом. Падение давления газа в системе компенсируется прессом 11. При достижении начального давления пресс 11 отключается, а перемещение его поршня служит мерой офъема порового пространства образца.

Для измерения проницаемости открываются клапаны 17 и 4 и га"; от баллона 16 через образец поступает s счетчик 25.

При этом перепад давления на торцах образца контролируется с помощью дифманометра 24.

Информация о ходе толкателя, перемещении поршней измерительных прессов, расходе и перепаде давления поступает от преобразователей в микрокомпьютер, где производится вычисление коэффициента

55 держателю через боковое отверстие, выполненное в корпусе ниже эластичной втулки, а ниже бокового отверстия установлено уплотнительное кольцо.

2.Установка поп, 1, отличающаяся тем, что к отверстиям в цилиндре механизма подачи подсоединен пресс двойного действия, отношение диаметров поршней которого равно отношению диаметров дифференциального поршня. пористости и проницаемости при заданном гидростатическом давлении, После цикла испытаний образца гидростатическое давление снижается до атмосферного и полость за уплотнителем 2 через клапан 21 сообщается с вакуум-насосом 14, уплотнитель под действием вакуума прижимается к стенкам держателя и освобождает образец 7, после чего включается пресс 13, "0 создается давление над поршнем 10. Под действием этого давления поршень 9 с толкателем 8 возвращается в исходное положение, а испытанный образец попадает в гнездо обоймы, По сигналу компьютера включается шаговый двигатель 19 и обойма поворачивается на угол, необходимый для установки следующего образца под держателем.

Предлагаемая установка может быть ис20 пользована в лабораториях, занимающихся изучением и определением свойств горных пород и позволит повысить производительность труда исследователей и достоверность получаемых данных, Формула изобретения

1, Автоматическая установка для исследования образцов горных пород, содержащая держатель образца, в полом корпусе которого размещена эластичная втулка, со30 единенный с обоймой, снабженной гнездами для образцов и механизмом ее поворота, и с механизмом подачи образца иэ обоймы в держатель, тол катель которого жестко связан с дифференциальным поршнем, поме35 щенным в полый цилиндр с отверстиями для создания перепада давления, системы подвода и отвода газа, подсоединенные к держателю образца, включенный между ними. дифференциальный манометр и микроком40 пьютер, управляющий работой этих механизмов, от л и ч а ю ща я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения достоверности исследований, система отвода газа через клапан подсоединена к

1803819

1803819

Редактор О. Стенина

Заказ 1052 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель А. Петров

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О. Кравцова