SU1492041A1 - Стенд дл исследовани напр женного состо ни керна несв зных грунтов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горному делу и предназначено дл  исследовани  процессов при отборе проб несв зных грунтов. Цель изобретени  - расширение технологических возможностей стенда за счет обеспечени  моделировани  восход щего фильтрационного потока. В колонковой трубе 1 с башмаком 2 и крышкой 3 установлена на башмаке 2 с возможностью осевого перемещени  керноприемна  труба 4. Труба 4 св зана с силоизмерителем 8, выполненным в виде гидравлического динамометра 23, корпус которого соединен с трубой 4, а плунжер 24 посредством балки 25 и стержней 26 - с башмаком 2. Труба 1 соединена с гидравлическим приводом 15 перемещени  и расположена над герметичной емкостью 9 с патрубком 12 дл  подачи жидкости под давлением. Труба 4 имеет два отверсти , соединенные с измерителем 17 градиента давлени , и патрубок 7 слива. С емкостью 9 сообщен датчик 14, установленный на трубе 1 на уровне патрубка 7. Под действием привода 15 трубу 1 внедр ют в размещенный в емкости 9 исследуемый грунт 10 и одновременно создают в емкости 9 избыточное давление жидкости. За счет разности давлений в емкости 9 и трубе 4 в керне грунта в полости трубы 4 создаетс  восход щий фильтрационный поток жидкости, градиент давлени  которого регистрирует разность давлений на противоположных сторонах керна. Сила трени  керна о внутреннюю поверхность трубки 4 измер етс  динамометром 23 и  вл етс  параметром дл  определени  напр женного состо ни  керна. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

(Л

futi

2 с возможностью осевого перемег1ени  керноприемна  труба 4. Труба 4 св зана с силоизмерителем 8, выполненным в виде г}здравлнческого динамометра 23, корпус которого соединен с трубой 4, а плунжер 24 посредством балки 25 и стержней 26 - с багчмаком 2. Труба 1 соединена с г}одраЕ Лическим приводом 15 перемещени  и расположена над герметичной емкостью 9 с патрубком 12 дл  подачи жидкости под давлением. Труба 4 имеет два отверсти , соединенные с измерителем 17 градиента давлени , и патрубок 7 слива. С емкостью 9 сообщен датчик 14, установленный на трубе 1 на уров920414

не патрубка 7. Под действием привода 15 трубу 1 внедр ют в разме1денньв1 в емкости 9 исследуемый грунт 10 и одJ новременно создают в емкости 9 избыточное давление жидкости. За счет разности давлений в емкости 9 и трубе 4 в керне грунта в полости трубы 4 создаетс  восход щий фильтрационный

0 поток жидкости, градиент давлени  которого регистрирует разность давле- ни11 на противоположных сторонах керна . Сила трени  керна о внутреннюю .поверхность трубки 4 измер етс  дина15 мометром 23 и  вл етс  параметром дл  Определени  напр женного состо ни  керна. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относитс  к горному делу, в частности к устройствам дл  исследовани  процессов, происход щих в керновом материале при отборе проб несв зных грунтов морскими колонко- выми пробоотборниками.

Цель изобретени  - расширение тexнoлoгичecкIix возможностей стенда за счет обеспечени  моделировани  восход щего фильтрационного потока.

На фиг. 1 показан стенд дл  исследовани  напр женного состо ни  керна несв зных грунтов; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.

Стенд содержит колонковую трубу 1 с ба1 1маком 2 и крышкой 3, керноприем- ную трубу 4 с отверсти ми 5 и 6 в стенке и сливным патрубком 7, установленную на башмаке 2 внутри трубы

Iс возможностью осевого перемещени , С1шоизмеритель 8, св занньй с трубой 4, герметичную емкость 9 дл  исследуемого грунта 10 с уплотнением

IIпод диаметр колонковой трубы 1 и патрубком 12 с вентилем 13 дл  подачи жидкости под давлением от нагнетательной магистрали (не показана), датчик 14 давлени , сообщенный с емкостью 9 и установленный на колонковой трубе 1 на уровне сливного патрубка 7 керноггриемной трубы 4, гидравлический привод 15 перемегДени  колонковой трубы 1 с насосной станцией

16 и измеритель 17 градиента давлени .

Измеритель 17 вьшолнен в виде дифференциального манометра 18, соеди5

0

5

0

5

0

5

ненного через разделители 19 и 20 сред и трубки 21 и 22 с отверсти ми 5 и 6 в керноприемной трубе 4.

Силоизмеритель 8 выполнен в виде гидравлического динамометра 23, корпус которого соединен с керноприемной трубой 4, а плунжер 24 посредством балки 25 и стержней 26 - с башмаком 2 колонковой трубы 1.

Регистратор 27 служит дл  индика- Щ1И и записи показаний манометра 18, датчика 14 давлени  и датчика 28 давлени  динамометра 23.

Стенд работает следующим образом.

Колонковую трубу 1 опускают через уплотнение 11 в емкость 9 с исследуемым грунтом 10, не довод  башмак 2 до уровн  грунта 10, и через патрубок 12 заполн ют жидкостью емкость 9 и керноприемную трубу 4 до уровн  сливного патрубка 7. Затем трубу 1 опус- кают до уровн  грунта 10 и приводом 15 вдавливают башмак 2 в грунт 10. Одновременно с помощью вентил  13 создают в емкости 9 давление жидкости , моделирующее гидростатическое давление морского дна. При этом за счет разности давлений в емкости 9 и полости керноприемной трубы 4 над керном грунта в трубе 4 возникает восход щий фильтрационный поток жидкости. Разность давлений у отверстий 5 и 6 керноприемной трубы 4, возникающа  за счет фильтрационного потока, измер етс  диЛференциальным манометром 18, сое- диненным через разделители 19 и 20, предотвращающие закупорку каналов ма

нометра 18 и трубки 21 и 22 с отверсти ми 5 и 6. Градиент давлени , характеризующий величину потока, определ ют как отношение разности давлений к рассто нию между отьерсти ми 5 и 6.

Разность между давлением жидкости в емкости 9 и давлением жидкости над керном грунта в трубе 4 регистрирует- с  датчиком 14, установка которого на колонковой трубе 1 на дровле патрубка 7 позвол ет исключить вли ние высоты уровн  слива при перемещении трубы 1 на показани  датчика J4. Пред варительное заполнение керноприемной трубы 4 жидкостью до уровн  слива дает возможность исключить зависимость показаний датчика 14 от фильтрационного притока жидкости в полость тру- бы 4.

По мере внедрени  трубы 1 в грунт 10 возникает и нарастает сила трени  керна грунта о внутренюю поверхность керноприемной трубы 4. Благодар  под- вижности соединени  керноприемной трубы 4 с башмаком 2 сила трени  при превышении ее величины веса трубы 4 и динамометра 23 вызывает перемещение трубы 4 с корпусом динамометра 23.

Повышающеес  при этом давление жидкости в полости гидравлического шшамо- метра 23 регистрируетс  датчиком 28. Поскольку величина напр женного состо ни  керна определ етс  его весом и силой его трени  о поверхность керноприемной трубы 4, то полученное датчиком 28 значение давлени  однозначно характеризует напр женное состо ние керна. При этом благодар  жесткой св зи балки 25 с помощью стержней 26 с башмаком 2 исключаетс  вли ние на показани  датчика давлени  28 упругой деформации колонковой трубы 1, возникающей при приложении на- грузки со стороны гидропривода 15 на трубу I при ее внедрении в грунт 10.

Благодар  расширению технологических возможностей стенд может быть использован также с целью соверщенство- вани  технологии пробоотбора донных грунтов с обратной промьшкой. Дп  этого в процессе внедрени  колонковой трубы 1 в емкость 9 с грунтом подбираютс  такие параметры обратной промъшки (разность между гидростатическим дав лением и давлением жидкости над пробой, градиент давлени  восход щего фил.траш1онного потокл в колонке пробы, расход фчльтрационио- I o потока, измеренньп, например, o6i емным методом на сливе керноприемиой трубы 4), которые обеспечивали бы минимальное значеь ие силы тренил колонки керна о поверхность керноприемной трубы 4, исключа  при этом вынос частиц грунта восход щим потоком жидкости или пульпообразование из кернового материала.

Таким образом, предлагаемый стенд позвол ет исследовать напр женное состо ние керна несв зных грунтов)в при наличии восход щего фильтрационного потока жидкости в колонке пробы параметры которого могут варьироватьс  и регистрироватьс , исследовать и отработать технолоппо пробоотбора данных несв зных грунтов с обратной промьшкой.

Claims (2)

1.Стенд дл  исследовани  напр - женного состо ни  керна несв зных : грунтов, содержапиш колонковую трубу с бадгмаком и крьпикой, гидравлический привод перемещени  колонковой трубы и емкость дл  исследуемого грунта, расположенную под колонковой трубой, отличающийс  тем, что,

с целью расщирени  технологических возможностей стенда за счет обеспечени  моделировани  восход щего фильтрационного потока, он снабжен керноприемной трубой с двум  отверсти ми в стенке и сливным патрубком, установленной на башмаке внутри колонковой трубы с возможностью осевого перемещени  силоизмерителем, св занным с керноприемной трубой, датчиком давлени , сообщенным с емкостью и установленным на колонковой трубе на уровне сливного патрубка керноприемной трубы, и измерителем градиента давлени , сообщенным с отверсти ми керноприемной трубы, при этом емкост выполнена герметичной с патрубком дл  подачи жидкости под давлением.

2.Стенд по п. 1, отличающийс  тем, что силоизмеритель вьшолнен в виде гидравлического динамометра , корпус которого соединен с керноприемной трубой, а плунжер посредством балки и стержней - с башмаком колонковой трубы.

г

Фиг. 2

26

Фиг.З