SU1064187A1 - Mountain rock specimen porosity and penetrability determination device - Google Patents
Mountain rock specimen porosity and penetrability determination device Download PDFInfo
- Publication number
- SU1064187A1 SU1064187A1 SU823381869A SU3381869A SU1064187A1 SU 1064187 A1 SU1064187 A1 SU 1064187A1 SU 823381869 A SU823381869 A SU 823381869A SU 3381869 A SU3381869 A SU 3381869A SU 1064187 A1 SU1064187 A1 SU 1064187A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- seal
- porosity
- piston
- samples
- holder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРИСТОСТИ И ПРОНИЦАЕМОСТИ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД, содержащее герметичный держатель образца, вставленный в него резиновый уплотнитель, механизм прижима уплотнител , системы вакуумировани и измерени давлени , подсоединенные к держателю, и системы подвода и отвода газа, о т л и чаю-щеес тем, что, с целью определени пористости и проницаемости образцов различных размеров, уплотнитель выполнен в виде резинового стакана с отверстием в дне, через- которое пропущен подвижный полый шток, жестко соединенный с I цилиндрическим основанием, расположенным внутри стакана, а механизм (Л прижима уплотнител выполнен в виде поршн , снабженного винтовым прижимом со шкалой, причем системы подвода и отвода газа подсоединены к отверстию, выполненному в поршне, и к полому штоку. О) 4 00 A DEVICE FOR DETERMINING THE POROSITY AND PERMEABILITY OF SAMPLES OF SAMPLES, containing a sealed sample holder, a rubber seal inserted into it, a compacting mechanism, vacuum systems and pressure measurement systems connected to the holder, and a gas supply and discharge system, and tea and gas that, in order to determine the porosity and permeability of samples of various sizes, the seal is made in the form of a rubber cup with a hole in the bottom, through which the movable hollow rod is passed, rigidly connected to I is a cylindrical base located inside the glass, and the mechanism (L clamping seal is made in the form of a piston, equipped with a screw clamp with a scale, the gas inlet and outlet systems are connected to a hole made in the piston and to a hollow rod. О) 4 00
Description
Изобретение относитс к технике определени физических свойств гор;ных пород. Известно устройство дл измерени пористости и объема скелета образцов горных пород, содержащее камеру дл образца, эластичный уплотнитель , элементы коммутации газа, систему измерени давлени . Уплотнитель в В1ще эластичного мешочка ра13дел ет камеру на две части, в од ной из которых размещен образец. Работа устройства основана на принципе свободного расширени газа с избыточным давлением при перепуске его из одного объема в другой ij . К недостаткам устройства относ тс необходимость использовани образцов с пришлифованной гранью, а также невозможность исследовани несцементированных образцов и определени проницаемости. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс уст ройство дл определени газопроница емости пористых тел, содержащее герметичный держатель образца,встав ленный в него резиновый уплотнитель механизм прижима уплотнител ,системы вакуумировани и измерени давлени , подсоединенные к держателю , системы подвода и отвода га- : за 2. К недостаткам устройства относит невозможность определени пористости , а также необходимость использовани образцов строго заданных геометрических размеров. Цель изобретени - определение пористости и проницаемости образцов различных размеров. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл определени пористости и проницаемости образцов горных пород, содержащем гер метичный держатель образца, вставле ный в него резиновый уплотнитель, механизм прижима уплотнител , систе мы вакуумировани и измерени давле ни , подсоединенные к держателю, и системы подвода и отвода газа, упло нитель выполнен в виде резинового стакана с отверстием в .дне, через которое пропущен подвижный полый шток, жестко соединенный с цилиндри ческим основанием, расположенным ; s внутри стакана,- а механизм прижима уплотнител выполнен в виде поршн , снабженного винтовым прижимом со шкалой, причем системы подвода и . отвода газа подсоединены к отверсти выполненному в поршне, и к полому штоку. На чертеже показана принципиальна схема устройства. Устройство содержит герметичный держатель 1, вставленный в него резиновый уплотнитель-стакан 2 с зазором 3. Внутрь стакана помещено цилиндрическое основание 4, жестко соединенное со штоком 5. Шток 5 выполнен с полостью 6, сообщающейс с кольцевой проточкой 7, котора через запорный вентиль 8 соединена с расходомером газа, состо щим из рессивера 9 и счетчика 10. Образец горной породы (керн) 11 установлен торцом на основание 4. С другой стороны держател 1 расположен верхний поршень 12 с отверстием дл подсоединени к газовым лини м, опускаемый и поднимаемый с помощью винта 13, вращаемого воротком 14. Положение поршн относительно резинового стакана контролируетс шкалой 15, градуированной в единицах объема, занимаемого поршнем в держателе 1. Герметичное уплотнение . держател 1 относительно верхнего поршн 12 и основани 16 достигаетс с помощью резиновых стандартных колец 17 и 18, а Штока 5 - кольцом 19. Система вакуумировани и система измерени давлени содержат вентили 20 и 21, которые служат дл заполнени газом кернодержател , вентиль 22 дл соединени кернодержател с вакуумным насосом и вакуумметром 23 и вентиль 24 с измерительным прессом 25 и манометром 26, имеющим передвижной указатель (фиксатор положени стрелки) 27. Ось маховика 28 пресса 25 с помощью шестерен .соединена со счетчиков 29 объема пресса. С помощью вентил 30 устройство соедин ют с источником газа (гелий, : азот, воздух) давлением 3,5-4 атмосферы , а с помощью вентил 31 с вакуумным насосом. Определение пористости сцементированных и несцементированных пород производ т следующим образом. Керн вс.тавл ют внутрь резинового стакана и устанавливают на основание 4. Если испытываетс песок, то он насыпаетс в стакан так, чтобы его верх был ниже верха стакана на 56 мм. Внутренний объем стакана 2 со вставленным поршнем (без образца) известен. Суммарный объем отверстий, соедин ющих вентиль 8 с нижним торцом керна и вентиль 20 с верхним торцом, строго посто нен. Благодар тому, что отверсти в штоке 5 перемещаютс вместе со штоком на длину кольцевой проточки 7, объем их при различных длинах образца и различном сжатии не мен етс . После установки керна, сборки держател 1 и введени поршн 12 во втулку на глубину, контролируемую шкалой 15, стакан 2 и поры керна вакуумируют при открытых вентил х 2U, 22 и 31 и закрытых 8, 21, 30 и 24.The invention relates to a technique for determining the physical properties of mountain rocks. A device for measuring porosity and skeleton volume of rock samples is known, comprising a sample chamber, an elastic sealant, gas switching elements, a pressure measurement system. The compactor in the B1 of the elastic bag separates the chamber into two parts, in one of which a sample is placed. The operation of the device is based on the principle of free expansion of gas with excess pressure when it is bypassed from one volume to another ij. The drawbacks of the device include the need to use samples with a grinded edge, as well as the impossibility of examining uncemented samples and determining permeability. The closest technical solution to the present invention is a device for determining the gas permeability of porous bodies, which contains a sealed sample holder, a rubber seal inserted into it, a mechanism for compressing the seal, vacuum system and pressure measurement connected to the holder, and gas supply and discharge systems: 2. The disadvantages of the device include the impossibility of determining the porosity, as well as the need to use samples of strictly specified geometrical dimensions. The purpose of the invention is to determine the porosity and permeability of samples of various sizes. The goal is achieved by the fact that, in a device for determining the porosity and permeability of rock samples, containing a sealed sample holder, a rubber seal inserted into it, a seal pressing mechanism, vacuum system and pressure measurement connected to the holder, and gas withdrawal, the expansion element is made in the form of a rubber cup with a hole in the day through which a movable hollow rod is passed, rigidly connected to a cylindrical base located; s inside the cup, - and the mechanism of the clamping seal is made in the form of a piston, equipped with a screw clamp with a scale, with the supply system and. The gas outlet is connected to the hole made in the piston, and to the hollow rod. The drawing shows a schematic diagram of the device. The device contains a sealed holder 1, a rubber gasket 2 inserted into it with a gap 3. Inside the cup is placed a cylindrical base 4 rigidly connected to the stem 5. The rod 5 is made with a cavity 6 that communicates with an annular groove 7, which is connected through a stop valve 8 with a gas flow meter consisting of a receiver 9 and a meter 10. A rock sample (core) 11 is mounted with an end on the base 4. On the other side of the holder 1, there is an upper piston 12 with a hole for connection to the gas lines, lowered and dnimaemy with a screw 13 rotated by the capstan 14. The position of the piston relative to the rubber cup 15 is controlled by a scale graduated in units of volume occupied by the piston in the holder 1. The sealing joint. the holder 1 with respect to the upper piston 12 and the base 16 is reached using rubber standard rings 17 and 18, and the rod 5 with the ring 19. The vacuum system and the pressure measurement system contain valves 20 and 21, which serve to fill the core holder with gas, the valve 22 to connect the core holder with a vacuum pump and a vacuum gauge 23 and a valve 24 with a measuring press 25 and a pressure gauge 26 having a movable pointer (arrow position lock) 27. The axis of the flywheel 28 of the press 25 is connected with gears from the press volume counters 29. Using valve 30, the device is connected to a source of gas (helium,: nitrogen, air) at a pressure of 3.5-4 atmospheres, and by means of a valve 31 with a vacuum pump. The determination of the porosity of the cemented and non-cemented rocks is carried out as follows. The core is pressed into the rubber cup and placed on the base 4. If sand is tested, it is poured into the glass so that its top is 56 mm below the top of the glass. The internal volume of the cup 2 with the inserted piston (without sample) is known. The total volume of the holes connecting the valve 8 to the lower end of the core and the valve 20 to the upper end is strictly constant. Due to the fact that the holes in the rod 5 move along with the rod for the length of the annular groove 7, their volume does not change with different sample lengths and different compression. After installing the core, assembling the holder 1 and inserting the piston 12 into the sleeve to a depth controlled by the scale 15, the cup 2 and the pores of the core are evacuated with open valves 2U, 22 and 31 and closed 8, 21, 30 and 24.
Вакуумирование производ т в течение 2-3 мин. Далее вентили 20 и 22 закрывают , а через вентиль 24 и 3.0 систему заполн ют газом. Поршень пресса 25 устававпивают в положение максимального объема, счетчик 29 устанавливают на нуль. Вентиль 30 закрывают и указателем 27 фиксируютположение стрелки манометра 26. Открывают вентиль 20, после чего часть газа из системы поступает в кернодёржатель , заполнив его свободное пространство и поры керна, а стрелка манометра 26 отходит от ранее зафиксированного положени на некоторый угол.Vacuuming is performed within 2-3 minutes. Next, valves 20 and 22 are closed, and through valve 24 and 3.0, the system is filled with gas. The piston of the press 25 set to the position of maximum volume, the counter 29 is set to zero. The valve 30 is closed and the pointer 27 fixes the position of the gauge 26. The valve 20 is opened, after which part of the gas from the system enters the core holder, filling its free space and core pores, and the gauge 26 moves away from the previously fixed position by some angle.
Вращением маховика 28 перемещают поршень пресса в сторону уменьшени его объема до тех пор, пока давление в системе не восстановитс , что определ етс по совмещению стрелки манометра 26 с указателем 27. Считывают показание со счетчика 29 иопредел ют , объем твердой фазы керна по формулеBy turning the flywheel 28, the press piston is moved in the direction of decreasing its volume until pressure in the system is restored, which is determined by combining the arrow of the pressure gauge 26 with the pointer 27. The reading from the counter 29 is determined and the volume of the solid core phase is determined by the formula
где U( ил объем твердой фазы керна скелета) внутренний объем стакана 2 со вставленные поршнем 12 (без образца); Ufp- объем отверстий, соедин ющих торец верхнего поршн с иглой вентил 20 (в закрытом состо нии) в сумме с объемом отверстий, соедин ющих нижний торец керна с иглами вентилей 8 и 21 (в закрытом состо нии ) ;. U( - объем,считываемый со счетчика 29.where U (silt is the volume of the solid phase of the skeleton core) the internal volume of the cup 2 with the piston 12 inserted (without sample); Ufp is the volume of holes connecting the end of the upper piston with the needle of the valve 20 (in the closed state) in total with the volume of the holes connecting the lower end of the core with the needles of the valves 8 and 21 (in the closed state);. U (is the volume read from counter 29.
Далее, открыв вентили 8 и 30, пр закрытых вентил х 21 и 22 пропускаю газ кернодержатель, наблюда за счетчиком 10 газа и враща винт 13 с помощью воротка 14, сжимаютNext, opening the valves 8 and 30, pr the closed valves 21 and 22, pass the gas core holder, observe the gas counter 10 and rotate the screw 13 using the driver 14, compress
поршнем 12 стенки и дно стакана 2 до тех пор, пока расход газа через счетчик 10 резко не упадет. При этом произойдет следуккцее: поршень 12 действует на стенки стакана и через образец и основание 4 на его дно (сужает внутренний диаметр ста.кана) . Так как коэффициент Пуассона реагины (|U 0,48-0,49) почти равен 0,5, керн сжимаетс равномерным всесторон0 ним давлением.the piston 12 of the wall and the bottom of the glass 2 until the gas flow through the counter 10 does not fall sharply. In this case, the following will occur: the piston 12 acts on the walls of the glass and through the sample and the base 4 on its bottom (narrows the inner diameter of the steel pipe). Since the Poisson's ratio is reactive (| U 0.48–0.49) is almost 0.5, the core is compressed by uniform all-round pressure.
Определ ют коэффициент проницаемости .образца по The permeability coefficient of the sample is determined by
RgRg
5five
где 1 - в зкость газа, пропускаемого через керн; where 1 is the viscosity of the gas passed through the core;
I длина керна-,I core length-,
среднее давление в керне, Ppl площадь поперечного сечени керна Javerage pressure in the core, Ppl cross-sectional area of the core J
00
Qy,- расход газа через поры керна; Закрыв вентили 8, 24 и 30 .и открыв 22 и 31, снова вакуумируют кернодержатель и керн в обжатом состо 5 нии. Описанным способом определ ют по счетчику 29 объем воздуха, вошедшего В поры керна, и вычисл ют объем порового пространства по формулеQy, is the gas flow rate through the pores of the core; Closing the valves 8, 24 and 30. And opening 22 and 31, again evacuate the core holder and the core in the compressed state 5 NI. In the described manner, the volume of air entering the pores of the core is determined by the counter 29, and the volume of the pore space is calculated by the formula
,р,,R,
СWITH
а затем вычисл ют коэффициент пористости m по формулеand then calculate the coefficient of porosity m by the formula
UrUr
порpore
mm
5five
. Возможность определ ть пористость и проницаемость на одном приборе значительно повышает производительность труда исследователей. . The ability to determine porosity and permeability on a single instrument significantly increases the productivity of researchers.
00
Изобретение может быть использовано в промысловых лаборатори х, занимающихс Испытанием кернов, извлекаемых из буровых скважин, дл полу .чени комплексной характеристики гор5 ных пород, что позволит более достоверно оценивать запасы месторождений.The invention can be used in field laboratories engaged in testing cores extracted from boreholes to obtain a comprehensive description of rock formations, which will allow a more reliable assessment of reserves.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823381869A SU1064187A1 (en) | 1982-01-15 | 1982-01-15 | Mountain rock specimen porosity and penetrability determination device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU823381869A SU1064187A1 (en) | 1982-01-15 | 1982-01-15 | Mountain rock specimen porosity and penetrability determination device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1064187A1 true SU1064187A1 (en) | 1983-12-30 |
Family
ID=20992384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU823381869A SU1064187A1 (en) | 1982-01-15 | 1982-01-15 | Mountain rock specimen porosity and penetrability determination device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1064187A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108982333A (en) * | 2018-10-18 | 2018-12-11 | 四川富利斯达石油科技发展有限公司 | A kind of gas survey core porosity device |
CN109406370A (en) * | 2018-12-14 | 2019-03-01 | 河北工业大学 | A kind of tunnel duct piece or country rock lining cutting infiltration coefficient test macro and test method |
-
1982
- 1982-01-15 SU SU823381869A patent/SU1064187A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР № 495589, кл. G 01 N 15/08, 1975. 2. Калинко М.К. Исследование коллекторских свойств кернов. М., Гостоптехиздат, 1963, с. 81-82 (прототип). IS * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108982333A (en) * | 2018-10-18 | 2018-12-11 | 四川富利斯达石油科技发展有限公司 | A kind of gas survey core porosity device |
CN109406370A (en) * | 2018-12-14 | 2019-03-01 | 河北工业大学 | A kind of tunnel duct piece or country rock lining cutting infiltration coefficient test macro and test method |
CN109406370B (en) * | 2018-12-14 | 2023-11-24 | 河北工业大学 | Tunnel segment or surrounding rock lining permeability coefficient testing system and testing method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN201532351U (en) | Device for utilizing variable-volume pressure pulse method to test gas permeation coefficients of rocks | |
CN100575920C (en) | Lysimeter | |
CN109342150B (en) | Test device and method for gas-containing soil sample consolidation test and permeation test | |
CN100437083C (en) | Osmotic coefficient investigating method and instrument | |
CN106383221B (en) | A kind of reservoir stress sensitive experiment test method and device | |
CN106153522B (en) | Core porosity measuring device and measuring method | |
CN110261571A (en) | The simulator and experimental method of condensate gas constant volume depletion in tight porous media | |
CN209821028U (en) | Rock core permeability testing arrangement | |
CN111721669A (en) | Method for measuring apparent density and gas content of material | |
CN209841628U (en) | Geotechnical test air pressure consolidation permeameter | |
CN106290104A (en) | The test device of permeability without confined pressure and using method thereof | |
SU1064187A1 (en) | Mountain rock specimen porosity and penetrability determination device | |
CN209327074U (en) | A kind of experimental rig for gassiness soil sample consolidation test and permeability test | |
CN114720655A (en) | System and method for simultaneously measuring gas output characteristics of rock cores in different occurrence states | |
RU2748021C1 (en) | Method for creating residual water saturation on a weakly cemented core for conducting flow studies | |
US4154098A (en) | Volume measuring method and apparatus | |
CN109959595A (en) | The test method and device of permeability during compact reservoir waterpower sand fracturing | |
CN204988965U (en) | Structure coal permeability tester | |
CN115728200A (en) | Novel rock pore volume compression coefficient tester and testing method | |
CN210982151U (en) | Road foundation soil unsaturated permeability coefficient measuring system | |
US2829515A (en) | Porosimeter | |
SU1732237A1 (en) | Device for determining porosity and permeability of materials | |
CN104964905A (en) | Tectonic coal permeability tester | |
Windslow | The pore size distribution of Portland cement paste | |
RU1790753C (en) | Device for rocks density and porosity determining |