Устройство для определения проницаемости пород

ОП ИСАНИИИЗОВРЕТЕЙИЙК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а 873045 Союз СоветсиикСоциапистическивРеспублик(51)И. Кл. с прнсоелииением заявки РЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПОРОДИзобретение относится к гидротехническому строительству, а именно кустройствам для определения проницаемости горных пород методом нагнетания воздуха.Известно устройство для определе" фния проницаемости пород, включающеезонд с изоляционным элементом, нагруэочное приспособление, анкеры и измерительные устройства 111 .Недостаток этого устройства - раз 10рущение породы вблизи зонда сосредоточенным потоком воздуха с высокимаэродинамическим напором. Разрущениеструктуры контактной зоны породы вбли 35зи зонда во время опыта приводит кувеличению фильтрующей площади, чтоснижает точность определяющей проницаемости,Наиболее близкий по технической20сущности и достигаемому результатук предлагаемому является устройстводля определения проницаемости пород,включающее зонд с изоляционным элементом, трубопровод и баллон с мако"метром Г 21Недостаток этого устройства - разрушение породы вблизи зонда сосредоточенным потоком воздуха.Цель изобретения - повышение точности определения проницаемости гор" ных пород путем устранения воздействия сосредоточенного потока воздуха на породу под зондом.. Указанная цель достигается тем, что устройство для определения проницаемости пород, включающее зонд с изоляционным элементом, нагрузочное приспособление с анкерами, измерительные механизмы и магистраль для подачи . воздуха снабжено перфорированным элементом, установленньи в дне зонда и гасителем энергии потока воздуха установленным в зонде, и выполненным в виде полого сФерического сегмента с плавно завернутой вниз манжетой в торце и конусом в центральной части, жестко прикрепленного к зонду и со873045 единенного с перфорированным элементом посредством пружины.На чертеже изображено устройство, включающее зонд с гасителем.Устройство содержит зонд 1, изоляционный элемент 2, нагрузочное приспособление 3, анкеры 4, измерительные устройства 5 и магистраль 6 для подачи воздуха. Внутри зонда 1 на подвесках 7 установлен гаситель 8 энер" гии потока воздуха. Гаситель 8 состоит из полого сферического сегмента 9, перфорированного элемента 10 и установленной между ними прузины 11, Полый сферический сегмент 9 на внутренней полости по оси оснащен конусом 12 и на его торце снабжен плавно завер.нутой вниз манжетой 13. Перфорированный элемент 10, выполненный в виде диска с отверстиями, помещен в зонд с возможностью продольного перемещения с помощью пружины 11. В зонде 1 имеется входной канал для подачи в него воздуха от магистрали 6 и другой канал для измерения давления, связанный с манометром 5. Зонд 1 связан с изоляционным элементом 2 посредством резьбового соединения.Устройство работает следующим образом.В дне горной выработки, например шурфе подготавливается зумпф соответствующий форме зонда 1. Затем устанавливается изоляционный элемент 2. В его центральное отверстие ввинчивается зонд 1 с гасителем 8. Зонд 1 устанавливается так,чтобы перфорированный элемент 1 О плотно прижимался к породе при помощи пружины 11, упирающейся в сферический сегмент 8. 3 алее на изоляционный элемент 2 устанавливается нагрузочное приспособление 3, которое стабилизируется при помощи анкеров 4. Зонд 1 соединяется с магистралью 6 подачи воздуха и измерительным механизмом, манометром 5. После установки устройства начинается опыт для определения проницаемости горной породы методом нагнетания воздуха. Для этого из магистрали 6 в зонд 1 направляется поток воздуха, который на своем пути встречает гаситель 8, Поток воздуха сначала обтекает конус 12, затем сферический сегмент 9 и манжету 13, проходит зонд и через отверстия в фильтрующем элементе 10 поступает в породу,. В результате очередного прохождения через составные элементы гасителя 8 поток возду 4ха теряет значительную часть своей кинетической энергии аэродинамического напора и в режиме близком ламинарному нагнетается в исследуемые породы. Прижатый к породе усилием пружины 1 перфорированный элемент 1 О препятствует отрыву и перемещению частиц породы вблизи зонда 1 и тем самым предотвращается изменение геометрических размеров зумф породы.В результате проведенного опыта по измеренным параметрам: расходу м/сут и давлению воздуха 4 Р( в -) расКГСйсчитывается коэффициент проницаемости пород К (м) по следующей общей форгде о р- коэффициенты, зависящиеот типа потока воздуха, его физических свойств, граничных условий и сжимаемости исследуемых пород;- время (сут.);- специальная функция, характеризующая процесс движения воздуха в пористой среде.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет определить фильтрационные свойства пород в условиях постоянного сохранения геометрических размеров фильтрующей площади.Такая постановка опытного нагнета ния значительно повышает точность идостоверность опробывания пород методом нагнетания воздухом. Формула изобретения40 Устройство для определения проницаемости пород, включающее зонд с изоля-ционным элементом, нагрузочное приспособление с анкерами, измеритель ные механизмы и магистраль для подачивоздуха, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности определения проницаемости горных породпутем устранения воздействия.сосредо точенного потока воздуха на породупод зондом, оно снабжено перфорированным элементом, установленным в зондеи выполненным в виде полого сферического сегмента с плавно завернутой внизманжетой в торце и конусом в центральной части, жестко прикрепленного кзонду и соединенного с перфорированным элементом посредством пружины.Ис точник и инфо рма цни,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССР8 684406, кл. 3 6 .01 М 15/08, 977. 87304562. Брурянов В,Я. н др. Использование воздуха для полевой оснастки про, ницаемости необводненных горных пород. "Водные ресурсы", У 6, 975, 5 с. 165 (прототип).итель Е. А, Савка оста тор А;ное дактор 910 Заказ 90 енного к етений и 5 Раушс ная, 4/65 Тирах ВНИИПИ Государств по делам изобр 13035 Москва, Ж1