RU1803819C

RU1803819C - Automatic apparatus for investigating rock specimens

Info

Publication number: RU1803819C
Application number: SU894732770A
Authority: RU
Inventors: Андрей Иванович Петров; Всеволод Вячеславович Покровский
Original assignee: Всесоюзный нефтегазовый научно-исследовательский институт
Priority date: 1989-08-22
Filing date: 1989-08-22
Publication date: 1993-03-23

Abstract

Область применени : техника опреде- физических свойств горных пород в лаборатори х, занимающихс исследованием пористых тел в нефтегазовой, геологической , строительной и в других отрасл х промышленности . В неподвижном держателе, имеющем эластичный уплотнитель образца, ниже его выполнена проточка, соединенна с отверстием в корпусе, а после проточки установлен дополнительный уплотнитель, предназначенный дл герметизации толкател , имеющего на торце центральное отверстие с боковым выходом. При подаче образца в держатель, боковое отверстие в толкателе совмещаетс с проточкой, обеспечива отвод газа, проход щего через образец горной породы. Толкатель выполнен в виде дифференциального поршн , помещенного в цилиндр, входные и выходные отверсти которого присоединены к прессу двойного действи , имеющего поршни разных диаметров. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.Field of application: a technique for determining the physical properties of rocks in laboratories involved in the study of porous bodies in the oil and gas, geological, construction and other industries. In a stationary holder having an elastic sample seal, a groove is made below it, connected to an opening in the housing, and after a groove, an additional seal is installed to seal the push rod having a central opening at the end with a side outlet. When the sample is fed into the holder, the side opening in the push rod is aligned with the groove, allowing the gas to pass through the rock sample. The pusher is made in the form of a differential piston placed in a cylinder, the inlet and outlet openings of which are connected to a double-acting press having pistons of different diameters. 1 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс к технике опре- де лёни физических свойств горных пород.The invention relates to techniques for determining the physical properties of rocks.

Цель изобретени - устранение указанных недостатков, повышение надежности работы автоматической установки и достоверности информации.The purpose of the invention is to eliminate these drawbacks, increasing the reliability of the automatic installation and the reliability of the information.

На фиг. 1 показана принципиальна схема автоматической установки.In FIG. 1 shows a schematic diagram of an automatic installation.

Автоматическа установка дл исследовани образцов горных пород содержит держатель образца 1, внутри которого смрнтирована эластична втулка 2 и уплот- ни ельное кольцо 3, а снаружи вентиль (клапан ) 4,.служащий дл перекрыти отверсти в корпусе держател при определении объема пор образца.An automatic installation for researching rock samples comprises a sample holder 1, inside of which an elastic sleeve 2 and an o-ring 3 are mounted, and a valve (s) 4 outside serving to close the holes in the holder body when determining the pore volume of the sample.

Установка содержит также обойму 5 с гнездами 6, в которых установлены образцы 7, толкатель 8, жестко соединенный с дифференциальным поршнем 9, смонтированным в цилиндре 10, измерительные пресса 11 и 12, пресс двойного действи 13, вакуумный насос 14 и шаговый электродвигатель 15, служащий дл поворота обоймы на определенный угол.The installation also contains a holder 5 with sockets 6, in which samples 7 are installed, a pusher 8, rigidly connected to a differential piston 9 mounted in the cylinder 10, measuring presses 11 and 12, a double-acting press 13, a vacuum pump 14 and a stepping motor 15, which serves to rotate the clip by a certain angle.

Питание системы сжатым газом осуществл етс от баллона 16 через клапаны 17 и 18.The system is supplied with compressed gas from a cylinder 16 through valves 17 and 18.

Гидростатическое (горное) давление подаетс в держатель 1 и цилиндр 10 через - клапана 19 и 20.Hydrostatic (mountain) pressure is supplied to holder 1 and cylinder 10 through valves 19 and 20.

Клапан 21 служит дл сообщени полости за эластичной манжетой с вакуумным насосом. Контроль давлени в пневмосисте- ме осуществл етс с помощью преобразовател давлени 22, а в системе подвода горного давлени - с помощью преобразовател 23. Дл контрол перепада давлени The valve 21 serves to connect the cavity behind the elastic sleeve to the vacuum pump. Pressure monitoring in the pneumatic system is carried out using pressure transducer 22, and in the supply system of mountain pressure using pressure transducer 23. To control the differential pressure

0000

оabout

GJ 00Gj 00

ЮYU

при фильтрации газа через образец служит преобразователь дифференциального давлени 24, а дл измерени расхода газа - газовый счетчик 25.when filtering gas through a sample, a differential pressure transducer 24 is used, and a gas meter 25 is used to measure gas flow.

Установка работает по программе, заложенной в компьютер (на рисунке не показан ).The installation works according to the program embedded in the computer (not shown in the figure).

Предварительно в гнезда обоймы устанавливают образцы горной породы. Затем по сигналу компьютера включаетс электропривод пресса двойного действи с поршн ми 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 перемещаютс поступательно вверх до упора образца в крышку держател . При этом отверстие на боковой поверхности толкател совместитс с проточкой в стенке держател . В зависимости от высоты образца толкатель может становитьс в разном положении, но при этом его боковое отвер-. стие не должно выходить за высоту проточки , котора сообщена с линией отвода газа, закрытой клапаном 4. После установки образца в держателе открываютс клапаны 19 и 20 и включаетс пресс 12, создава в полости за уплотнителем 2 и под поршнем 10 заданное гидростатическое давление. При этом уплотнитель 2 плотно облегает и герметизирует образец (см. фиг, 2).Previously, rock specimens are installed in the cage nests. Then, by a computer signal, the electric drive of the double-action press with pistons of different diameters 13 is turned on, which pumps the working fluid into the cylinder under the piston 9 and simultaneously pumps it out of the annular space of the cylinder. The piston with the pusher 8 and the sample 7 is moved progressively upwards until the sample rests in the holder cover. In this case, the hole on the lateral surface of the pusher is aligned with a groove in the wall of the holder. Depending on the height of the specimen, the pusher may become in a different position, but at the same time its lateral opening is open. This should not extend beyond the height of the groove, which is in communication with the gas exhaust line closed by valve 4. After installing the sample in the holder, valves 19 and 20 are opened and press 12 is turned on, creating a predetermined hydrostatic pressure in the cavity behind the seal 2 and under the piston 10. In this case, the seal 2 tightly fits and seals the sample (see Fig. 2).

Дл измерени объема пор образца открываетс клапан 17 и полость пресса 11 заполн етс сжатым газом под давлением, . контролируемым с помощью манометра 22. Затем клапан 17 закрываетс и открываетс клапан 18, сообща полость пресса с образцом . Падение давлени газа в системе компенсируетс прессом 11. При достижении начального давлени пресс 11 отключаетс , а перемещение его поршн служит мерой объема перового пространства образца.To measure the pore volume of the sample, a valve 17 is opened and the cavity of the press 11 is filled with pressurized compressed gas. monitored by a pressure gauge 22. Then, valve 17 closes and valve 18 opens, communicating with the sample cavity. The drop in gas pressure in the system is compensated by the press 11. When the initial pressure is reached, the press 11 is turned off, and the movement of its piston serves as a measure of the volume of the first space of the sample.

Дл измерени проницаемости открываютс клапаны 17 и 4 и газ от баллона 16 через образец поступает в счетчик 25.To measure the permeability, valves 17 and 4 are opened and gas from the cylinder 16 through the sample enters the counter 25.

При этом перепад давлени на торцах образца контролируетс с помощью дифма- нометра 24.In this case, the pressure drop at the ends of the sample is monitored using a differential pressure meter 24.

Информаци о ходе толкател , перемещении поршней измерительных прессов, расходе и перепаде давлени поступает от преобразователей в микрокомпьютер, где производитс вычисление коэффициентаInformation on the stroke of the pusher, the movement of the pistons of the measuring presses, the flow rate and differential pressure is received from the transducers in a microcomputer, where the coefficient is calculated

пористости и проницаемости при заданном гидростатическом давлении.porosity and permeability at a given hydrostatic pressure.

После цикла испытаний образца гидростатическое давление снижаетс до атмосферного и полость за уплотнителем 2 через клапан 21 сообщаетс с вакуум-насосом 14, уплотнитель под действием вакуума прижимаетс к стенкам держател и освобождает образец 7, после чего включаетс пресс 13,After a test cycle of the sample, the hydrostatic pressure decreases to atmospheric and the cavity behind the seal 2 is in communication with the vacuum pump 14 through the valve 21, the seal is pressed against the holder walls under vacuum and releases the sample 7, after which the press 13 is turned on.

создаетс давление над поршнем 10. Под действием этого давлени поршень 9 с толкателем 8 возвращаетс в исходное положение , а испытанный образец попадает в гнездо обоймы.pressure is created above the piston 10. Under the influence of this pressure, the piston 9 with the pusher 8 returns to its original position, and the tested sample falls into the holder socket.

По сигналу компьютера включаетс шаговый двигатель 19 и обойма поворачиваетс на угол, необходимый дл установки следующего образца под держателем.At the signal of the computer, the stepper motor 19 is turned on and the cage is rotated by the angle necessary to place the next sample under the holder.

Предлагаема установка может быть использована в лаборатори х, занимающихс изучением и определением свойств горных пород и позволит повысить производительность труда исследователей и достоверность получаемых данных.The proposed installation can be used in laboratories involved in the study and determination of rock properties and will increase the productivity of researchers and the reliability of the data obtained.

Claims

1. An automatic installation for researching rock samples, comprising a sample holder, in the hollow body of which an elastic sleeve is placed connected to a holder provided with sample slots and a mechanism for its rotation, and with a mechanism for supplying the sample from the holder to the holder, the pusher of which is rigidly connected with a differential piston placed in a hollow cylinder with holes for creating a differential pressure, gas supply and exhaust systems connected to a sample holder, connected between them, a differential pressure gauge and a microcomputer that controls the operation of these mechanisms, characterized in that, in order to simplify the design and increase the reliability of studies, the gas exhaust system through the valve is connected to

the holder through a side hole made in the housing below the elastic sleeve, and a sealing ring is installed below the side hole.

2. Installation according to claim 1;

in that a double-acting press is connected to the holes in the cylinder of the feed mechanism, the ratio of the diameters of the pistons of which is equal to the ratio of the diameters of the differential piston.

Fie. 1

FIG. 2