SU1732237A1 - Устройство дл определени пористости и проницаемости материалов - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  К технике определени  физических свойств горных пород и может быть использовано в лаборатори х, занимающихс  испытанием пористых тел в нефтегазовой, строительной и в других отрасл х промышленности. Сущность изобретени : образец горной породы или другого пористого тела Изобретение относитс  к технике определени  физических свойств горных пород. Известно устройство дл  определени  пористости и объема скелета (твердой фазы) образцов горных пород, содержащее камеру дл  образца, эластичный уплотнитель, элементы коммутации газа, систему измерени  давлени . Уплотнитель в виде эластичного мешочка раздел ет камеру на. две устанавливают в уплотнителе, имеющем форму резинового стакана с отверстием в дне, и помещают в герметичный держатель, уплотн   кра  стакана на основании держател  В крышке держател  установлен уплотненный валик, на нижнюю резьбовую часть которого навернут диск с уплотнительным коль- цом и направл ющей шпонкой Герметизиру  с помощью диска отверстие в стакане, раздел ют камеру держател  на две части, в одной из которых находитс  испытываемый образец. Подава  во вторую часть камеры сжатый газ, определ ют объем образца, а затем поднимают диск и подают газ в поро- вое пространство. Компенсиру  падение давлени  прессом, определ ют объем пор о Пропуска  газ через отверстие в стакане и образец в атмосферу , определ ют проницаемость по показани м газового счетчика и среднему давлению газа в образце. 2 з.п„ ф-лы. 1 ил. части, в одной из которых размещен образец. К недостаткам устройства относитс  невозможность определени  проница- емости, а также невозможность исследовани  слабоцементированных образ , ЦОВо Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  устройство дл  определени  пористости и проницаемости горных пород, содерсл -ч оз ic ю со i

Description

жащее герметичный держатель образца, помещенный в уплотнитель в виде резинового станка с отверстием в дне, механизм прижима уплотнени , систему вакуумировани  и отвода газа.

Работа устройства основана на компенсации измерительным прессом давлени  газа при перепуске его в камеру держател  до и после сжати  рези- нового стакана, в котором расположен образец горной породы. По результатам испытаний определ ют объем твердой фазы (скелета) и объем пор и вычисл ют коэффициент пористости. Пропус- ка  газ через образец, определ ют его проницаемость, измер   расход газа и среднее давление в образце.

К недостаткам известного устройства относ тс  возможность поврежде- ни  боковой поверхности образцов рыхлых и слабосцементированных пород при сжатии толстостенного резинового стакана, необходимость передачи значительного усили , требуемого дл  сжати  стакана, а также необходимость повторного вакуумировани  образца после определени  объема скелета.

Цель изобретени  - повышение достоверности и обеспечение возможности испытаний образцов разной высоты

Поставленна  цепь достигаетс  тем, что в-устройстве дл  определени  пористости и проницаемости образцов горных пород, содержащем герметичный держатель образца, помещенный в нем уплотнитель в виде резинового ста кана с отверстием в дне, механизм прижима уплотнител , систему подвода газа и компенсации давлени  и систему вакуумировани  и отвода газа, подсоединенные к держателю, уплотнитель установлен дном на верхнем торце образ-1 ца и на основании держател , а механизм прижима выполнен в виде диска с торцовым уплотнением и направл ющей , навернутого на резьбовую часть уплотненного валика, установленного в неподвижной крышке держател , а, кроме того, диаметр торцового уплотнени  диска равен диаметру уплотненного валика и под уплотнителем расположена шайба с резьбовым отверстием

Устранение необходимости бокового обжима образцов материалов, достигаемое такой конструкцией, исключает возможность разрушени  боковой по- верхности образцов рыхлых и слабоце-

монтированных пород, значительно

Q

0 5

5

0

5

0

5

0

уменьшает усилие, необходимое дл  уплотнени  образца, и исключает необходимость повторного вакуумировани  образца с В качестве уплотнени  может быть использован тонкостенный резиновый стакан или эластична  оболочка , что позвол ет испытать образцы , имеющие дефекты боковой поверхности . Размещение под уплотнителем шайбы с резьбовым отверстием позвол ет испытывать образцы разной высоты и обеспечивает удобство их установки и извлечени  из держател .

На чертеже изображена принципиальна  схема устройства о

Устройство содержит герметичный держатель 1, закрытый герметичной крышкой 2, в которой установлен валик 3, уплотненный резиновым кольцом 4. На нижнюю резьбовую часть валика 3 навернут диск 5 с торцовым уплот- нительным кольцом 6„ Дл  поступательного перемещени  диска 5 служит направл юща  шпонка 7.

Образец 8 горной породы установлен торцом на основании держател  и герметизирован с помощью резинового уплотнител  9, имеющего форму стакана с отверстием в дне. Дл  установки и извлечени  образца 8 горной породы из держател  1 служит шайба 10 с резьбовым отверстием, используема  при испытани х образцов,- имеющих высоту меньшую, чем высота уплбтни- тел  9°

Система подвода газа и компенсации давлени  содержит вентиль 11, служащий дл  сообщени  цилиндра пресса 12 с держателем, и вентиль 13, служащий дл  заполнени  цилиндра пресса сжатым газом. Ось маховика k пресса 12 с помощью шестерен соединена со счетчиком 15 объема. Давление газа контролируетс  манометром 16.

Система вакуумировани  и отвода газа содержит вентили 17 и 18 дл  соединени  камеры держател  с ваку- умнасосом и вентиль 19 дл  сообщени  с атмосферным давлением,, вакуум контролируетс  с помощью вакуумметра 20.

Определение пористости и проница- емости образцов горных пород и других пористых тел производ т следующим образом.

Образец 8 вместе с шайбой 10 и уплотнителем 9 устанавливают на основании держател  1, Затем держатель закрывают крышкой 2. При этом диск 5 должен находитьс  в крайнем верхнем положении, чтобы между уплотни- тельным кольцом 6 и торцом уплотнител  9 был за зор.

При закрытых вентил х 11 и 19 и открытых вентил х 17 и 18 вакууми- руют камеру держател  1 с образцом 8 горной породы. Далее поворотом валика 3 прижимают диск 5 к торцу уплотнител  9 раздел   камеру держател  на две части. После этого закрывают вентили 17 и 18 и открывают вентиль 18, заполн   цилиндр пресса 12 сжатым газом. Зафиксировав значение давлени  манометром 16, закрывают вентиль 13 и открывают вентиль 11 При этом сжатый газ поступает в камеру держател , плотно прижима  уплотнитель к поверхности образца 8 горной породы.

Поршем пресса 12, установленным предварительно в положение максимального объема, поднимают давление сжатого газа до начального, зафиксированного манометром 16 значени  При этом объем, считываемый по счетчику 15, равен объему горной породы с учетом объема камеры держател  и паразитных объемов (объем уплотнител , отверстий и трубопроводов), которые определ ютс  при градуировке устройства.

Затем, повернув валик 3, поднимают диск 5, сообща  полость образца 8 горной породы с камерой держател  1. Описанным способом определ ют по счетчику 15 объем газа, вошедшего в поры образца 8 горной породы, с уч том посто нного объема отверстий в системе отвода газа. Определив таким образом объем образца и объем его порового пространства, вычисл ют коэффициент пористости„

С помощью предлагаемого устройства можно также непосредственно определить объем твердой фазы (скелета) образца, дл  чего после вакуумирова- ни  камеры держател  диск 5 не прижимают к торцу уплотнител  9, а заполн ют камеру держател  1 сжатым газом и описанным способом определ ют объем скелета.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

После определени  пористости образца открывают вентили 13 и 19 и пропускают газ через образец горной породы, измер   расход газа и перепад давлени  на образце. По данным испытаний определ ют коэффициент проницаемости .

Возможность определени  пористости и проницаемости рыхлых и слабосцементированных пород на образцах разного размера значительно расшир ет область применени  предлагаемого устройства и повышает производительность труда исследователей.

Изобретение может быть использовано в лаборатори х, занимающихс  испытанием пористых тел в нефт ной, газовой, строительной и в других от- расл х промышленности.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1 о Устройство дл  определени  пористости и проницаемости материалов , содержащее герметичный держатель образца, размещенный в нем уп- лотнитель в виде резинового стакана

   с отверстием в дне, механизм прижима уплотнител , систему подвода газа и компенсации давлени , а также систему вакуумировани  и отвода газа,

   соединенные с держателем, отличающеес  тем, что, с целью повышени  достоверности, резиновый стакан закреплен своим краем на основании держател -, устройство дополнительно содержит механизм перекрыти  в виде уплотненного валика, выполненного с резьбой и установленного в неподвижной крышке держател , соединенного с дисковым элементом, снабженным -направл ющей.
2. 2. Устройство по п. отличающеес  тем, что диаметр торцевого уплотнител  диска равен

   диаметру уплотненного валика,

   3 о Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью обеспечени  возможности испытаний образцов разной высоты, под уплотнителем расположена шайба с резьбовым отверстием.

   &