2. Устройство по п« 1, отличающеес тем, что диаметры .отверстий концевых участков сквоэнего канала равны диаметрам описанной2. The device according to Claim 1, characterized in that the diameters of the holes of the end sections of the X-ray channel are equal to the diameters of the described
и вписанной окружностей квадратного отверсти сквозного канала, а диаметры поршней соответствуют диаметрам концевых участков.and the inscribed circles of the square hole of the through channel, and the diameters of the pistons correspond to the diameters of the end sections.
Изобретение относитс к устройствам дл создани высокого квазигидростатического давлени и предназначено дл изучени анизотропии упругих свойств горных пород, в частности отношени скоростей продольных и поперечных волн в несколь ких направлени х при различных значени х внешнего давлени . Известна установка высокого кваз ги,дростатического давлени , содержа ща верхнюю и нижнюю наковальни, з прессованные в кольца-поддержки, с устс новленными в них излучателем и приемником ультразвуковых колебаний и расположенную между ними камеру высокого давлени , выполненную в виде центральной вставки, запрессованной в кольцо-поддержку, причем рабочий объем ка.меры образован скво ным .каналом, центральной вставки и торцами поршней, взаимодействующих с наковальн миС « Недостатком известной установки вл етс невозможность определени анизотропии упругих свойств на одно образце горной породы за один цикл изменени внешнего давлени . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс уст ройство дл созддни высокого квази гидростатического давлени , содержа щее верхнюю и нижнюю наковальни с установленными в них излучателем и приемником ультразвуковых колебаний и расположенную между ними камеру высокого давлени со сквозным каналом, в котором расположены порш ни, взаимодействующие с наковальн ми ГЗ. Недостатком известного устройства вл етс невозможность определени анизотропии упругих свойств на одном образце горной породы за один цикл изменени внешнего давлени , вследствие чего дл определени анизотропии упругих свойств какой-либо горной породы требуетс раздельное исследование нескольких образцов этой породы, вырезанных в разных направлени х, что св зано с погрешностью измерени , обуслов ленной неоднород;ностью горных пород . Цель изобретени --определение анизотропии упругих свойств горной породы на одном образце. Поставленна -цель достигаетс тем, что.в устройстве дл создани высокого квазигидростатического давлени , содХержащем верхнюю и нижнюю наковальни с установленными на них излучателем и приемником ультразвуксшых колебаний и расположенную междг у ними камеру высокого давлени со сквозным каналом, в котором расположены поршни, взаимодействующие с наковальн ми, часть сквозного канала выполнена квадратной, концевые участки канала выполнены цилиндрическими разного диаметра, на боковой поверхности камеры высокого давлени размещены расположенные в одной плоскости, перпендикул рной к продольной оси первой пары излучательприемник , две дополнительные пары излучатель-приемник, причем продольные оси каждой дополнительной пары излучатапь-приемник перпендикул рны к соответствующим гран м средней части сквозного канала. Кроме того, диаметры-отверстий концевых участков сквозного.канала могут быть выполнены равными диаметрами описанной и вписанной окружностей квадратного отверсти сквозного канала, а диаметры поршней соответствуют диаметрам концевых участков. Сущность изобретени заключаетс в возможности определени анизотропии упругих свойств .в кубическом образце горной породы при фиксирот ванном значении .давлени в рабочем объеме камеры путем поочередного включени соответствующей пары излучатель-приемник , представл ющей одно из направлений исследовани . На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг. 2 - камера высокого давлени , набранна из отдельных сегментов и впрессаванна в поддерживающее кольцо, вид сверху; на фиг, 3 - то же, вид сбоку . Устройство высокого квазигидростати--1еского давлени содержит камеру высокого давлени ,выполненную в ви центральной вставки 1 из твердого сплава, запрессованную в кольцо-под держку 2. Рабочий объем камеры обра зован сквозным ступенчатым каналом, состо щим из верхней 3, средней 4 и нижней 5 частей, и торцами б и 7 разновеликих по площади поршней 8 и 9, вза имодействующих с наковальн м 10 и 11 из твердого сплава, запрессованными соответственно в верхнее 12 и нижнее 13 кольца-поддержки, в гнездах 14 и 15 которых на наковаль н х установлены излучатель 16 и при емник 17 ультразвуковых колебаний/ В средней части рабочего объема камеры размещен образец 18 исследуемой Тгорной породы, завернутый -в свинцовую ленту 19 и свинцовые шайбы 20 и 21. В кольце-поддержке камеры выполнены сквозные гнезда 22 и 23, в одном из которых установлен излучатель 24, а в другом - приемник 25 ультр.азвуковых колебаний, продольна ось которых расположена перпендикул рно продольной оси излучател и приемника ультразвуковых колебаний , расположенных на верхней и нижней наковальн х и проходит через центры боковых граней 26 и 27 средней части ступенчатого канала к меры. При этом сами боковые грани .зованы торцами сегментов 28 и .29 центральной вставки. На внешней поверхности двух других сегментов 3 и 31 установлены излучатель 32 и приемник 33 ультразвуковых колебаНИИ , размещенные в сквозных гнездах 34 и 35 кольца-поддержки камеры, причем продольна ось указанной пары излучатель-приемник проходит через центр граней 36 и 37 средней части ступенчатого канала камеры пе пендикул рно им и продольным ос м двух других пар 1 злучатель-приём- ник. Сегменты, образующие центральную вставку, разделены металлически ми пластинами 38 - 41, выполн ющими роль уплотнителей и поглотителей пр мых упругих сигналов, идущих по корпусу центральной вставки. Верхн часть ступенчатого канала выполнена диаметром, описанньм вокруг квад- ратного отверсти 42 средней части, тогда как нижн часть ступенчатого канала выполнена диаметром, вписанным в квадратное отверстие средней части канала. Дл предотвращеВИЯ вытекани свинца из рабочего о6ъема1 камеры высокого давлени Примен ютс стальные уплотнительные кольца 43. Устройство работает следующим образом. При исходном положении колец-поддержек 12 и 13 с наковальн ми 10 и 11 кубический образец 18 породы, обернутый свинцовой лентой 19, устанавливаетс в среднюю часть 4 сквозного канала камеры высокого давлени на свинцовую шайбу 21 и макрываетс сверху второй свинцовой шайбой 20, Затем устанавливатс верхний В и нижний 9 поршни. После этого устройство остановитс под пресс (не по .1казан), Усилие ттресса передаетс черезнаковальни 10 и 11 в кольцахподдержках 12 и 13f поршни Ви 9 на свинцовую оболочку, в которую помещен образец горной породы. Ис- . пользование свинца в качестве среды, передающей давление, обеспечивает квазиоднородное давление на образец горной породы При ф; ксированном значении давлени поочередным включением соот}зетствующей пары из-лучатель-приемник .6-17, 24-25 и 32-33) измер ют скорости распространени продольных и поперечных волн в трех ортогональных направл ени х на одном образце 18 кубической формы и определ ют анизотропию распрост ранени этих скоростей в данном образце. Така последовательность операций повтор етс при различных фиксированных значени х давлени ,- . в результате чего устакавливаютс . функциональна зависимость между . скорост ми распространени упругих волн и давлением. Вьтрессовка образца из канала камеры высокого давлени после проведени эксперимента осуществл етс со стороны, имеющей в сечении диаметру вписанный в квадратное сечение средней части либо с помощью самого поршн , либо с помощью специально изготовленного стального пальца. Так как канал камеры имеет ступенчатое сечение, тС выпрессовка в направлении увеличени раз мера сечени канала не представл ет особых затруднений. Предлагаемое устройство позвол ет существенно повысить точность определени анизотропии упругих, свойств исследуемых горных пород и обеспечивает получение в результате одного эксперимента данных,получаемых с ныне действующими установками в результате трек отдельных экспериментов.The invention relates to devices for creating high quasi-hydrostatic pressure and is intended to study the anisotropy of the elastic properties of rocks, in particular the ratio of the speeds of longitudinal and transverse waves in several directions at different external pressures. A well-known installation of high quasi, drostatic pressure, containing upper and lower anvils, pressed into support rings, with an emitter and receiver of ultrasonic vibrations installed in them and a high-pressure chamber located between them, made in the form of a central insert pressed into a ring. -support, with the working volume of the chamber formed by the squam channel, the central insert and the ends of the pistons interacting with the anvil "The disadvantage of the known installation is the impossibility of and anisotropy of elastic properties on one rock sample in one cycle of change in external pressure. The closest technical solution to the present invention is a device for creating high quasi-hydrostatic pressure, containing upper and lower anvils with an emitter and receiver of ultrasonic vibrations installed in them and a high pressure chamber located between them with a through channel, in which are located pistons interacting with anvils mgs. A disadvantage of the known device is the impossibility of determining the anisotropy of elastic properties on one rock sample during one cycle of change in external pressure, as a result, to determine the anisotropy of the elastic properties of any rock, a separate study of several samples of this rock cut in different directions is required. It is made with the measurement error caused by the heterogeneity of the rocks. The purpose of the invention is to determine the anisotropy of the elastic properties of a rock on one sample. The goal is achieved by the fact that in the device for creating high quasi-hydrostatic pressure, containing the upper and lower anvils with an emitter and receiver of ultrasonic vibrations mounted on them and a high pressure chamber between them with a through channel in which the pistons interacting with the anvil are located m, a part of the through channel is square, the end sections of the channel are cylindrical of different diameters, p are placed on the side surface of the high pressure chamber placed in one plane, perpendicular to the longitudinal axis of the first pair of emitter-receiver, two additional emitter-receiver pairs, with the longitudinal axes of each additional pair of emitter-receiver perpendicular to the corresponding facets of the middle part of the through channel. In addition, the diameters of the holes of the end sections of the through channel can be made equal to the diameters of the circumscribed and inscribed circles of the square opening of the through channel, and the diameters of the pistons correspond to the diameters of the end sections. The invention consists in the possibility of determining the anisotropy of elastic properties in a cubic rock sample at a fixed pressure value in the working volume of the chamber by alternately turning on the corresponding emitter-receiver pair, which represents one of the research directions. Fig, 1 shows the proposed device, the cut; in fig. 2 - a high-pressure chamber assembled from individual segments and pressed into the supporting ring, top view; Fig, 3 - the same, side view. The device of high quasi-hydrostatic pressure contains a high-pressure chamber made in the central insert 1 of hard alloy, pressed into the ring-support 2. The working volume of the chamber is formed by a through stepped channel consisting of the upper 3, middle 4 and lower 5 parts, and the ends of the b and 7 pistons 8 and 9 of different sizes with respect to area, interacting with hard metal m 10 and 11, pressed into the upper 12 and lower 13 support rings, respectively, in slots 14 and 15 of which are mounted on the anvil emitter 16 and a receiver 17 of ultrasonic vibrations / In the middle part of the working volume of the chamber, sample 18 of the studied Tgornaya rock is placed, wrapped in lead tape 19 and lead washers 20 and 21. In the ring-support of the camera, through-slots 22 and 23 are installed, one of which has emitter 24, and another receiver 25 ultrasonic oscillations, the longitudinal axis of which is perpendicular to the longitudinal axis of the emitter and receiver of ultrasonic vibrations located on the upper and lower anvils and passes through the centers of the side faces 26 and 2 7 of the middle part of the stepped channel to measure. At the same time, the lateral faces themselves. Are called the ends of the segments 28 and .29 of the central insert. On the outer surface of the two other segments 3 and 31, an emitter 32 and a receiver 33 of ultrasonic oscillations are placed in through slots 34 and 35 of the camera support ring, with the longitudinal axis of the said emitter-receiver pair passing through the center of the faces 36 and 37 of the middle part of the stepped channel It is peculiar to them and the longitudinal axis of the two other pairs of 1 transmitter and receiver. The segments forming the central insert are separated by metallic plates 38 - 41, which act as seals and absorbers of direct elastic signals running along the body of the central insert. The upper part of the stepped channel is made with a diameter described around the square hole 42 of the middle part, while the lower part of the stepped channel is made with a diameter inscribed in the square hole of the middle part of the channel. To prevent lead from escaping from the working chamber 6 of the high-pressure chamber, steel sealing rings 43 are used. The device operates as follows. At the initial position of the support rings 12 and 13 with anvils 10 and 11, the cubic rock sample 18 wrapped with lead tape 19 is installed in the middle part 4 of the through channel of the high pressure chamber onto the lead washer 21 and is closed on top with the second lead washer 20, then the upper In and lower 9 pistons. After that, the device will stop under the press (not shown on .1), the stress of the stress is transmitted through the anvils 10 and 11 in the rings of the supports 12 and 13f of the piston B 9 to the lead sheath in which the rock sample is placed. Is- the use of lead as a pressure transmitting medium provides quasi-uniform pressure on a rock specimen. The xenated value of the pressure by alternately turning on the corresponding} iztayushchy pair of emitter-receiver. 6-17, 24-25 and 32-33) measures the speed of propagation of longitudinal and transverse waves in three orthogonal directions on one sample 18 of cubic form and determine anisotropy of the propagation of these velocities in a given sample. This sequence of operations is repeated at different fixed pressure values, -. resulting in settling down. functional dependence between. propagation velocities of elastic waves and pressure. The sample is drawn from the channel of the high-pressure chamber after the experiment is carried out from the side that has a cross-sectional diameter inscribed in the square section of the middle part, either using the piston itself or using a specially made steel finger. Since the camera channel has a stepped cross section, the TC extrusion in the direction of increasing the size of the channel cross section presents no particular difficulties. The proposed device makes it possible to significantly increase the accuracy of determining the anisotropy of elastic properties of the studied rocks and provides for obtaining, as a result of one experiment, data obtained with the current installations as a result of a track of individual experiments.
,23 23