Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости



Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости
Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости
Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости
Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости
G01N1/00 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2708847:

Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина (RU)

Изобретение относится к горному делу, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и касается устройств для подготовки керна с целью определения их трещиностойкости. Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости включает основание с установленным на нем устройством для размещения керна, измерительные шкалы, при этом основание выполнено в форме прямоугольника с двумя продольными параллельными направляющими и оснащено линейкой, причем направляющие выполнены прямоугольной формы. Кроме того, устройство для размещения керна выполнено в виде неподвижной опоры, которая жестко закреплена с одного торца основания, и подвижной опоры, причем подвижная опора установлена в продольные направляющие с возможностью перемещения вдоль основания, при этом основание снизу снабжено двумя неодимовыми магнитами. На основании выполнен продольный паз, в который вставлен угольник с измерительными шкалами, выполненный с возможностью перемещения по длине основания. Технический результат - повышение эксплуатационных и технических качеств устройства, приводящих к повышению эффективности и точности подготовки керна к испытанию. 3 ил.

 

Изобретение относится к горному делу, в частности к нефтегазодобывающей промышленности и касается устройств для подготовки керна с целью определения их трещиностойкости.

Известно устройство для разделения и фиксации керна при разборке керноотборного снаряда (патент RU №2516311, МПК Е21В 25/10, опубл. 20.05.2014 в бюл. №14), включающее верхнюю и нижнюю части, представляющие верхний и нижний обжимные хомуты соответственно, при этом верхний обжимной хомут состоит из звеньев, соединенных между собой шарнирно, и закрепляется на керноприемной трубе с помощью верхнего винта-стяжки и гайки, нижняя часть устройства выполнена в виде стягивающегося на поверхности керна нижним винтом-стяжкой и гайкой нижнего обжимного хомута, состоящего из имеющих спрофилированную внутреннюю поверхность звеньев, соединенных между собой шарнирно, на боковой поверхности которых выполнены отверстия с установленными в них винтами-керноломателями, причем нижний хомут соединен с верхним.

Недостатками данного устройства являются:

- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов деталей (обжимной хомут с рукоятками, винт-стяжка с гайкой, нож-отсекатель и т.д.);

- во-вторых, невозможно осуществить подготовку керна перед его испытанием на трещиностойкость, так как данное устройство не позволяет произвести разметку керна перед его распиловкой;

- в-третьих, невозможно снизить расход кернового материала при подготовке керна (большое количество кернового материала уходит в отходы);

- в-четвертых, низкое качество подготовки кернового материала к определению трещиностойкости, так как невозможно измерить высоту и угол распиленного керна, причем погрешность (отклонение от прямого угла 90°), полученная при распиле керна, может привести к ошибочным результатам при расчете значения трешиностойкости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости, включающее основание с установленным на нем устройством для размещения керна, измерительные шкалы (а.с. SU №1696944, МПК G01N 3/00, опубл. 07.12.1991 в бюл. №45). Основанием устройства служат ограничители с установленными на них опорами, выполненными в форме цилиндров, и являющимися основанием для размещения жестко выполненных концевых оправок. Измерительные шкалы выполнены съемными. Недостатками данного устройства являются:

- во-первых, сложность подготовительной настройки конструкции, обусловленная большим количеством деталей жестких концевых оправок;

- во-вторых, значительные затраты времени на подготовку к проведению испытания и на разборку установки по окончании испытания, так как каждый образец керна необходимо зафиксировать с двух сторон в концевых оправках, что снижает эксплуатационные качества устройства;

- в-третьих, низкое качество подготовки кернового материала к определению трещиностойкости, так как невозможно измерить высоту и угол распиленного керна, причем погрешность (отклонение от прямого угла 90°), полученная при распиле керна может привести к ошибочным результатам при расчете значения трещиностойкости;

- в-четвертых, жесткая фиксация концов керна в концевых оправках и установка их на опоры искажает результат простирания трещин, что снижает качество испытания.

Техническими задачами изобретения являются повышение эффективности и точности подготовки керна перед его испытанием на трещиностойкость за счет упрощения настройки устройства и снижения затрат времени на подготовку к испытанию, повышения качества подготовки кернового материала к определению трещиностойкости, повышения удобства в эксплуатации и сокращение времени подготовки керна к его испытанию, а также повышение эксплуатационных и технических качеств устройства.

Поставленные технические задачи решаются устройством для подготовки образца керна к определению трещиностойкости, включающее основание с установленным на нем устройством для размещения керна, измерительные шкалы.

Новым является то, что основание выполнено в форме прямоугольника с двумя продольными параллельными направляющими и оснащено линейкой, причем направляющие выполнены прямоугольной формы, устройство для размещения керна выполнено в виде неподвижной опоры, которая жестко закреплена с одного торца основания, и подвижной опоры, причем подвижная опора установлена в продольные направляющие с возможностью перемещения вдоль основания, при этом основание снизу снабжено двумя неодимовыми магнитами, на основании выполнен продольный паз, в который вставлен угольник с измерительными шкалами и выполнен с возможностью перемещения по длине основания.

На фиг. 1, 2 и 3 схематично изображено предлагаемое устройство.

Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости включает неподвижную 1 (фиг. 1) и подвижную 2 опоры, основание 3.

Основание 3 выполнено в форме прямоугольника с двумя продольными параллельными направляющими 4 и 5, выполненными прямоугольной формы. Основание 3 оснащено линейкой 6' и угольником 6'' (фиг. 1 и 3).

Неподвижная опора 1 (см. фиг. 1) закреплена жестко с одного торца основания 3, например, с помощью резьбового соединения (на фиг. 1-3 не показано). Подвижная опора 2 (фиг. 1) установлена в продольные направляющие 4 и 5. Подвижная опора 2 снизу оснащена поверхностью 7 (фиг. 1-2), взаимодействующей с основанием 3. Также основание 3 снизу снабжено неодимовыми магнитами 8' и 8'' для фиксации подвижной опоры 2 поверхностью 7 к основанию 3 на расстоянии - L от неподвижной опоры 1.

Основание 3 под линейкой снабжено продольным пазом 9, в который вставлен угольник 6'' с возможностью размещения, фиксации и перемещения наружным выступом 10 по длине основания. Угольник 6'' оснащен транспортиром 11 и дополнительной линейкой 12.

Устройство работает следующим образом.

Для подготовки образца керна 13 к определению трещиностойкости неподвижную опору 1 (фиг. 1 и 3) верхней части устройства жестко с помощью резьбового соединения крепят на основании 3 нижней части устройства.

Далее в основание 3 нижней части устройства в продольные направляющие 4 и 5 устанавливают подвижную опору 2 верхней части устройства. Перемещают подвижную опору 2 поверхностью 7 относительно основания 3 на расстояние L от неподвижной опоры 1.

Расстояние L определяют по формуле:

где L - расстояние между неподвижной 1 и подвижной 2 опорами, мм;

S - расстояние от неподвижной 1 и подвижной 2 опор до места распила 14 образца керна 13, мм.

Неподвижная 1 и подвижная 2 опоры должны располагаться на одинаковом расстоянии S от места распила 14 образца керна 13, и должно выполняться условие:

где, R - радиус образца керна, мм.

Примем толщину образца керна: t=30 мм, радиус образца керна: R=34 мм, а расстояние от неподвижной 1 и подвижной 2 опор до места пропила 14 образца керна:

S=20 мм.

Для правильной установки подвижной опоры 2 используется линейка 6' на основании 3.

Образец керна 13 располагают на неподвижной 1 и подвижной 2 опорах. Риска 15 на неподвижной опоре 1 установлена на нулевой отметке линейки 6', по риске 16 на подвижной опоре 2 устанавливаем отметку L=40 мм образец керна 13. Далее в продольный паз 9 основания 3 вставляется наружным выступом 10 угольник 6'', оснащенный транспортиром 11 и дополнительной линейкой 12 и риской 17. Угольник 6'' располагается по риске 17 на расстоянии S=20 мм от нулевой отметки по линейке 6 на основании 3, согласно формулы 1:

L=2⋅S=2⋅20 мм=40 мм.

Собранная оснастка вместе с образцом керна 13, толщиной t=30 мм, размещается на основании пресса (на фиг. 1-3 не показан) так, чтобы место распила 14 образца керна 13 располагалось на одинаковом расстоянии S от неподвижной 1 и подвижной 2 опор.

По транспортиру 11 угольника 6'' определяем угол отклонения распила 14 образца керна 13, например, угол составляет 89,5° (на фиг. 1-3 не показано) относительно основания 3 (фиг. 3), а по дополнительной линейке 12 угольника 6'' определяем высоту h распила 14 образца керна 13, например, h=15 мм, а после замера угольник 6' вынимается из основания 3.

Наличие линейки 6' и угольника 6'' с транспортиром 11 и дополнительной линейкой 12 позволяет определить высоту распила 14 и отклонение угла распила 14. При отклонении угла распила от 90° на заданной высоте (h=15 мм) более чем в 1° образец керна 13 отбраковывается и не устанавливается под пресс, так как это может привести к ошибочным результатам при расчете значения трещиностойкости. При отклонении угла распила 14 от 90° на заданной высоте (h=15 мм) менее чем в 1° образец керна 13 устанавливается под пресс.

Далее керн нагружают с помощью пресса до его разрушения, при этом фиксируют нагрузку Р, при которой произошло разрушение керна, например, Р=2000 Н.

После проведения испытания производится расчет значения трещиностойкости образца 1 по известным методикам, например, предложенной в работе «Fracture testing of a soft rock with semi-circular specimens under three-point loading» (I.L. Lim, I.W. Johnston, S.K. Choi, J.N. Boland, Fracture testing of a soft rock with semi-circular specimens under three-point loading, Part 1 - Mode I. Int J Rock Mech Min Sci, Vol. 31, 1994, pp. 185-97):

где KIC - значение трещиностойкости образца, МПа⋅м1/2.

Pf - нагрузка при которой произошло разрушение образца 10, Н;

π - 3,14;

h - высота пропила 11, м;

YI - безразмерный фактор интенсивности напряжений;

α - безразмерный геометрический коэффициент;

R - радиус образца, м;

t - толщина образца, м;

S - расстояние от пропила 11 до одной из опор 1 или 2, м.

Подставляя числовые значения в формулы (5, 4, 3), получим:

Таким образом, по результатам проведения испытания на образце 1 было определено значение его трещиностойкости: KIC=0,85 МПа⋅м1/2.

Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости имеет простую конструкцию, так как из конструкции исключены сложные в изготовлении узлы и детали, что позволят удешевить себестоимость изготовления устройства, а также снизить металлоемкость и вес без потери эффективности работы устройства.

Устройство позволяет осуществить подготовку керна перед его испытанием на трещиностойкость, а именно - произвести разметку керна перед его распиловкой, что имеет первостепенное значение для получения точного значения нагрузки до его разрушения.

При проведении испытаний с помощью данного устройства используется образец керна 13 полуцилиндрической формы, что позволяет снизить расход кернового материала при подготовке керна.

Применение данного устройства повышает качество подготовки кернового материала к определению трещиностойкости, так как после распиловки образца керна оно позволяет измерить высоту и угол распиленного керна, и по результатам измерений отбраковывать образцы керна, превышающие допустимую погрешность, которая может привести к ошибочным результатам при расчете значения трещиностойкости.

Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости имеет простую конструкцию и позволяет:

- осуществить подготовку керна перед его испытанием на трещиностойкость;

- снизить расход кернового материала при подготовке керна;

- повысить качество подготовки кернового материала к определению трещиностойкости.

Устройство обеспечивает повышение эффективности и точности подготовки керна перед его испытанием на трещиностойкость за счет упрощения настройки устройства и снижения затрат времени на подготовку к испытанию, повышения качества подготовки кернового материала к определению трещиностойкости, повышения удобства в эксплуатации и сокращение времени подготовки керна к его испытанию, а также повышение эксплуатационных и технических качеств устройства.

Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости, включающее основание с установленным на нем устройством для размещения керна, измерительные шкалы, отличающееся тем, что основание выполнено в форме прямоугольника с двумя продольными параллельными направляющими и оснащено линейкой, причем направляющие выполнены прямоугольной формы, устройство для размещения керна выполнено в виде неподвижной опоры, которая жестко закреплена с одного торца основания, и подвижной опоры, причем подвижная опора установлена в продольные направляющие с возможностью перемещения вдоль основания, при этом основание снизу снабжено двумя неодимовыми магнитами, на основании выполнен продольный паз, в который вставлен угольник с измерительными шкалами и выполнен с возможностью перемещения по длине основания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства и предназначено для инженерно-геологических изысканий и проектирования оснований зданий и сооружений. Техническим результатом является сокращение сроков строительства зданий и сооружений путём совмещения этапов инженерно-геологических исследований и проектирования оснований зданий и сооружений, повышение точности исследования свойств грунтов.

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля материалов и может быть использовано при неразрушающей оценке ресурса стальных изделий после длительных сроков эксплуатации.

Предлагаемое изобретение относится к области строительства, в частности к экспериментальному определению параметров статико-динамического деформирования бетона.

Изобретение относится к области строительства, в частности гидротехнического, гражданского и промышленного, и может быть использовано при проектном обосновании противофильтрационных элементов.

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Прибор содержит процессорный блок (ПБ) 10 с узлом определения полного и остаточного ресурса (УОР) 17 и с клеммными разъемами (КР) 11, 12 для подключения выносного ферритометрического наконечника (ВФН) 20 и выносного ультразвукового толщиномера (ВУЗТ) 30, клавиатуру 40 для ввода необходимых дополнительных величин, а также данных необходимых измерений штатными измерительными средствами электростанции и дисплей 50 для визуализации выходных данных.

Изобретение относится к испытательной технике и может использоваться для оценки прочностных и деформационных характеристик материала кольца из хрупких материалов, преимущественно керамических, при испытании на растяжение путем последовательного создания в двенадцати зонах растягивающих напряжений, максимально приближенных к чистому растяжению.

Изобретение относится к способам и средствам определения физико-механических характеристик носителя или катализатора, в частности к способу определения показателя истираемости и к устройству для определения показателя истираемости носителя или катализатора.

Изобретение относится к способу определения вида остаточных сварочных напряжений и может быть использовано при проектировании, производстве и контроле сварных конструкций.

Изобретение относится к технике исследования механических свойств материалов. Способ включает в себя подготовку стерильной плотной питательной среды (СППС, представляющей собой водный раствор с рН 7,2±0,3, содержащий 13-19 г/л агар-агара + 8-12 г/л сахарозы + 1,3-1,9 г/л NH4NO3 + 0,4-0,6 г/л KH2PO4 + 0,4-0,6 г/л NaH2PO4 + 0,6-0,8 г/л (NH4)2SO4 + 0,18-0,22 г/л Mg(NO3)2 + 0,05-0,07 г/л FeCl3 + 0,018-0,022 г/л CaCl2), подготовку плотной питательной среды с тестовыми микроорганизмами (МППС, состоящей из СППС с выращенной на ее поверхности сплошной колонией Rhodotorula sp.

Изобретение относится к материаловедению, а именно к определению устойчивости материалов к биодеградации. Для этого подготавливают образцы с тестируемыми материалами, стерильную жидкую питательную среду (СЖПС) и питательную среду с тестовыми микроорганизмами (МЖПС).

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам высечного типа для отбора проб из напорных трубопроводов. Техническим результатом является повышение достоверности отбираемой пробы при одновременном устранении обратного клапана как отдельного устройства.
Изобретение относится к биотехнологии и микробиологии. Раскрыта универсальная среда высушивания для стабилизации эритроцитарных диагностикумов туляремийных, используемая также в качестве разводящей жидкости, состоящая из 50 мл полиглюкина с добавлением 1,6 мл 2,0% раствора твин-80, приготовленного в 0,9% растворе натрия хлорида, и 5 мг азида натрия с последующим перемешиваем до полного растворения компонентов при температуре (22±4)°С.

Изобретение относится к устройствам для взятия проб газожидкостной среды, в том числе и нефти из трубопроводов и отстойников для нефти. Устройство для отбора проб газожидкостной среды, включающее в себя основную и вспомогательную сообщающиеся емкости для сбора соответственно жидкости и газа и входной патрубок для отбора продукции.

Раскрыты системы и способы (варианты) для измерения параметров твердых частиц в выпускной системе транспортного средства. В одном примере система содержит первую наружную трубку с некоторым количеством впускных отверстий на расположенной выше по потоку поверхности, вторую внутреннюю трубку с некоторым количеством впускных отверстий на расположенной ниже по потоку поверхности и датчик твердых частиц, расположенный внутри второй внутренней трубки.

Изобретение относится к сельскохозяйственному приборостроению. Полевой бесконтактный профилограф содержит массивное основание, на которое установлен стержень.

Изобретение может быть использовано при изучении свойств насыщенных водородом металлических образцов для борьбы с водородной коррозией и создания сплавов с новыми свойствами.

Изобретение относится к определению углерода в минеральных материалах. Способ включает взвешивание навески минерального материала, обработку навески водным раствором кислоты, фильтрование раствора с нерастворившимся остатком, высушивание остатка на фильтре, помещение остатка в огнеупорный тигель, взвешивание, прокаливание в печи и взвешивание тигля с остатком после прокаливания.

Настоящее изобретение относится к области иммунологии. Предложены антитела к рецептору инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1R) и их антигенсвязывающие фрагменты.

Изобретение относится к области иммунологии. Предложены антитела к рецептору инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1R) и их антигенсвязывающие фрагменты.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к способу лечения хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) человека. Для этого предложено введение пациенту 100 мг бенрализумаба по меньшей мере с одним четырехнедельным интервалом дозирования, а затем по меньшей мере с одним восьминедельным интервалом дозирования.

Изобретение относится к горному делу, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и касается устройств для подготовки керна с целью определения их трещиностойкости. Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости включает основание с установленным на нем устройством для размещения керна, измерительные шкалы, при этом основание выполнено в форме прямоугольника с двумя продольными параллельными направляющими и оснащено линейкой, причем направляющие выполнены прямоугольной формы. Кроме того, устройство для размещения керна выполнено в виде неподвижной опоры, которая жестко закреплена с одного торца основания, и подвижной опоры, причем подвижная опора установлена в продольные направляющие с возможностью перемещения вдоль основания, при этом основание снизу снабжено двумя неодимовыми магнитами. На основании выполнен продольный паз, в который вставлен угольник с измерительными шкалами, выполненный с возможностью перемещения по длине основания. Технический результат - повышение эксплуатационных и технических качеств устройства, приводящих к повышению эффективности и точности подготовки керна к испытанию. 3 ил.

Наверх