Способ определения гидравлических характеристик трещин

.РЕСПУБЛИК 104841 Ва 01 И ЕН учения трещинои трещинных газа. Л., фНед одство по мет рационно-суфф льных основан ений. Л., дике опредезионныхй гидротехЭнергия,. ления фильтсвойств сканических сооруж1975,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛБСТ(46) 15.10.83. Бюл. Р 38 (72) В,Н. Жиленков и Н.Й. Шевченко (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт гидротехники им. Б.Е. Веденеева.(56) 1. Методика иэватости горных породколлекторов нефти ира, 1969.(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРЕЩИН, включающий измерение раскрытия трещины,создание прямолинейного пути потока посредством частичного перекрытия трещины непроницаемым материалом, нагнетание в нее Флюида, измерение его напора и расхода с последующим вычислением гидравлических характеристик, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью повышения точности и достоверности испытаний, а также снижения трудоемкости, вдоль трещины бурят не менее четырех скважин, крайние заполняют непроницаемым материалом, герметизируют устье трещины между наружными скважинами, разделяют полость одной из внутренних скважин на две части с помощью подвижной водонепроницаемой перегородки и нагнетают флюид в другую внутреннюю скважину, при этом раздельно измеряют расход потоков, поступающих иэ созданных перегородкой полостей.).) 60 Изобретение относится к испытаниям материалов при инженерно-геологических изысканиях и специальых Гидротехнических работах по омоеолРчкванию массивных бетонных конструкций и Можт быть кспользованО Длямассовых гидравличе "ккх испытанийотдельных трещин непосредственно вскальных массивах и бетонных сооружениях.Иэнестен способ определения гидравлических характеристик трещин нскальных илк бетонных массивах,включающий выбуринание проходящейчерез устье трещины, скважины, разделение ее тремя непроницаемыми перемычками тампонами) на три части,нагнетание в нее Флюида, которыйразделяется в этих частях скважиньна три потока, и определение расхода и напора )з средней асти поток а 3 1 ),Недостаток способа заключается втсм ЧтО ОСТаЕТСЯ НсЕРЭНЕСТ 111 КОЛИчестно трещи:3 в пределах контролируемого потока, их раскрытие, низкаяточность к,цостонернссть определенияНаиболее близким к предлагаемомуЯвляется спОс 06 Оп Оедглен РЯ Гидсэнлических характеристик трещин, вклю-,.чаюРЙ ИЗМЕр(3 ИЕ )с 10)(рЫТИЯ ТССЕЦИНЫ)создание прямсн;нейо о пути потокапосредством частиного перекрытия трещины непроницаемым материаломнагнетание в нес (3)т:03 да, измерениеего напора и расхода с последую)щимВЬЧИСЛЕПКЕМ 1 ДРанлисЕСКИХ ХПРаКТЕркстик 2)ПЕДОСТПТКСМ Дс.П ОГО СПС(.оба ЯНЛЯЕТСЯ НЕОбХОДР 3 ОСТЕ ИЗВЕ;Е ЕЕНИ 1 1 З МсССина Об,")сцэ;.;3, Н (ОТОООМ Г:СОХОДИ. ТрсЩИНа) :З1(01 ЕНИ(: Пс:.РЯ)КЕН 30 ГО СОСТОЯ с " с Ма Т с 1) П с )3, а 0 .с: ) О (3 а , с1, Н 0 и вМ(Н ЕН и" Ра С(с ОЬ:ТЕ Я ТРЕНР 3),., С 00;РЕ Е С Т Е .0Ш С Р 0 Х О." З Т .) ". Т 3. Ч 1 0 13 Р ИВОДИТ К )ЕД)сстсэтсЕ: С . 1"НОСТИ 3 ДсстОНЕРНОСТ 3 Ис:ПЫ:аний,Ц(3 л ь 13 3 О б О е 1о н ц еи 0 3 ь;(.1 Р е т 0 ч - еости и ЛОстОнеснссти 3 спьтан 3";, .таКжЕ СНЕ 1(Е 33 С ТРУДСсМК(;СТИ.УКаэаН На Я ЦЕЛЬ 10( Т 11 гасТСЯ ТЕ) что ссГласно спс сбу Опсед(3.енРя Гид равлическРх характеристик трещи: , Вк л 10 ч а 0 щ( му 13 змс 3313 ив саск н 1 я 1 ре щиы, созда:ие 1:рямо)пне)йного пу; к потока посре 1;ством частичного пере- КРЫТИЯ ТРЕ 11313 НСН 1 РОИЦсЗОМЬМ Ма ТЕРИ- сЯЛОМс 1 аг; ЕтсНкс 13 ПЕЕ ФЕВИД а, И(М(". - рсНб Е 3"0 )апс, "0 И раСХОДа С 110(3.)Едующим, выисн нкем гидразлкческкх характеристкк,вдоль гое"ины бурят неменее четырех скважин, крайние эапол- НЯ 10 Т ЕЕПрОРкцссЕМЬсс МсТЕркалсМ) Г(эр меткзируют устье тешины между нп- РУЖНЬМР СК Б ажк 3 аИ ) Рс)ЗДЕЛ ЯОТ ПО 10 С Т одной иэ внутренни.( скважин па дне части с помощью подвижной водонепроницаемой перегородки и нагнетают Флюид в другую ннутреннюю скважину, грк этом раздельно измеряют расход потоков, поступающих из созданных перегородкой полостей.На чертеже изображена схема реализации способа.Способ осуществляют следующим образом.В теле исследуемого массива 1 на рабочем участке трещины в поперечном относительно потока направлений выбуривают две наружные скважины 2. В этих скважинах размещают анкера 3 и, заполняя скважины цементным раство" ром, герметизируют рабочий участок трещины н поперечном относительно потока направлении. К анкерам. 3 прижимают жесткую плиту 4 с эластичной уплотняющей прокладкой, герметизируюую устье трещины с поверхности массива 5. Через выполнениые в плите 4 соосно с отверстиями под анкера подводящкй б и отводящий 7 патрубки бурят внутренние скважины 8, глубина которых несколько меньше герметизирующкх, Полость одной из внутренних скважин с помощью подвижной водонепроницаемой перегородки 9 разделяют на две части. В другую ннут" реннюю скважину подают флюид (например, воду или гаэ), измеряют расход потоков, поступающих в трещину Я и выходящих иэ различных частей разделенной перегородкой внутренней камеры Я 2 к Я, Давление контролируют с помощью манометров, установленных на штуцерах 10 плиты 4.Вьделение расхода ЙЗ с опреде= ленными и устойчивыми границами, т.е, ,с известными размерами живого сечения осуществляется в результате размещения в приемной скважине нодопепронкцаемой перегородки, например тампона 9, который отделяет измеряемый прямолинейный поток с расходом ьз к с известным положением Границ со всех четырех сторон от по 1 ока с деФормированными краевыми эфФектами с неопределенными границами и с расходом Й 2При проведении испытаний по предлагаемому способу измеряют расходы Й, Й 2 и Я при различных величинах напора, по полученным данным вычис" ляют градиенты потери напора, соответствующие им скорости прямолинейного потока и другие гидравлические характеристики, например коэффициенты Фильтрации трещины в ламинарном и турбулентном режимах, критические (араметры потока скорость и градиент напора), соответствующие нарушению линейной фильтрации (закону Дарси) и, зная раскрытие трещины, гидравлические параметры шероховатости ее стенок для турбулентного и ламинарного режимов, а также относительну 0 водонепроницаемость массиваЗаказ 7924/51 тираж 873 Подл и.сное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по деламизобретений и открытий 113035, Москва, ВРаушская наб., д. 4/5 Ю ЭЬЮФю филиал ППП Патентфф, г. Ужгород, ул. Проектная,4вблизи трещины и интенсивность тре". щнноватости,Использование способа определения гидравлических характеристик трещин позволяет получить в натурных условиях зависимость скорости движения потока от градиента напора для отдельной трещины при естественном сложно-напряженном состоянии скального или бетонного массивов. На ос" нове такой зависимости и известной величины раскрытия трещины можно определить гидравлические характеристики как отдельных трещин, так и. целых фрагментов скального массива,причем зти характеристики могут бытьполучены для трещин, выходящих не посредственно на поверхность скального основания гидросооружения, т.е.для эоны, представля 1 ощей наибольшийинтерес с точки зрения эффективного и надежного проектирования филь О трационной прочности и безопасностиэксплуатации сооружения.