Устройство для создания высокого квазигидростатического давления

1057845 2, устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что диаметры ,отверстий концевых участков сквозно-, го канала равны диаметрам описанной Изобретение относится к устройствам для создания высокого квазигидростатического давления и предназначено для изучения аниэотропииупругих свойств горных пород, в 5частности отношения скоростей продольных и поперечных волн в нескольких направлениях при различных значениях внешнего,цавления,Известна установка высокого квази. огидростатического давления, содержащая верхнюю и нижнюю наковальни, запрессованные в кольца-поддержки, суст;,новленными в них излучателем иприемником ультразвуковых колебанийи расположенную между ними камерувысокого давления, выполненную ввиде центральной вставки, запрессованной в кольцо-поддержку, причемрабочий объем камеры образован сквозным.каналом центральной вставкии торцами поршней, взаимодействующих с наковальнями 1 3.Недостатком известной установкиявляется невозможность определения данизотропии упругих свойств на одномобразце горной породы эа один циклизменения внешнего давления.Наиболее близким техническим решениегл к предлагаемому является устройство для создания высокого квазиЗОгидростатического давления, содержащее верхнюю и нижнюю наковальни сустановленными в них излучателем иприемником ультразвуковых колебаний и расположенную между ними камеру высокого давления со сквознымканалом, в котором расположены поршни, взаимодействующие с наковальнями 2 ,Недостатком известного устройства является невозможность определения анизотропии упругих свойств на одном образце горной породы за один цикл изменения внешнего давления, вследствие чего для определения анизотропии упругих свойств какой-либо горной породы требуется раздельное исследование нескольких образцов этой породы, вырезанных в разных направлениях, что связано с погрешностью измерения, обуслов ленной неоднородностью горных пород,и вписанной окружностей квадратного отверстия сквозного канала, адиаметры поршней соответствуют диаметрам концевых участков,Цель изобретения - . определениеаниэотропии упругих свойств Горнойпороды на одном образце.11 оставленная цель достигаетсятем, что.в устройстве для создания высокого квазигидростатического давления, содержащем верхнюю инижнюю наковальни с установленнымина них излучателем и приемникомультразвуковых колебаний и расположенную между ними камеру высокогодавления со сквозным каналом, вкотором расположены поршни, взаимодействующие с наковальнями, средняя часть сквозного канала выполнена квадратной, концевые участкиканала выполнены цилиндрическимиразного диаметра, на боковой поверхности камеры высокого давленияразмещены расположеиные в однойплоскости, перпендикулярной к продольной оси первой пары излучатель"приемник, две дополнительные парыизлучатель-приемник, причем продольные оси каждой дополнительнойпары излучатель-приемник перпендикулярны к соответствующим гранямсредней части сквозного канала,Кроме того, диаметры отверстийконцевых участков сквозного. каналамогут быть выполнены равными диаметрами описанной и вписанной окружностей квадратного отверстиясквозного канала, а диаметры поршней соотвеТствуют диаметрам концевых участков,Сущность изобретения заключается в воэможности определения анизотропии упругих свойств в кубическомобразце горной породы при фиксиро-,ванном значении давления в рабочемобъеме камеры путем поочередного включения соответствующей пары излучатель-приемник, представляющей одноиэ направлений исследования,На фиг 1 изображено предлагаемое устройство, разрез; на фиг, 2 - камера высокого давления, набранная иэ отдельных сегментов и впресссванная в поддерживающее кольцо, видсверху; на фиг, 3 - то же, вид сбокуустройство высокого кваэигидростатического давления содержит камеру10 15 20 25 30 35 40 45 50 высокого давления, выполненную в видецентральной вставки 1 иэ твердогосплава, запрессованную в кольцо-под"держку 2, Рабочий объем камеры образован сквозным ступенчатым каналом,состоящим из верхней 3, средней 4и нижней 5 частей, и торцами 6 и 7разновеликих по площади поршней 8 и9, взаимодействующих с наковальнями10 и 11 из твердого сплава., запрессованными соответственно в верхнее12 и нижнее 13 кольца-поддержки, вгнездах 14 и 15 которых на наковальнях установлены излучатель 16 и приемник 17 ультразвуковых колебаний,В средней части рабочего объема камеры размещен образец 18 исследуемойгорной породы, завернутый в свинцовую ленту 19 и свинцовые шайбы 20и 21. В кольце-поддержке камеры выполнены сквозные гнезда 22 и 23, водном из которых установлен излучатель 24, а в другом - приемник 25ультразвуковых колебаний, продольная ось которых расположена перпендикулярно продольной оси излучателя и приемника ультразвуковых колебаний, расположенных на верхней инижней наковальнях, и проходит через центры боковых граней 26 и 27средней части ступенчатого канала камеры. При этом сами боковые граниобразованы торцами сегментов 28 и.29-центральной вставки. Ва внешнеййоверхностк двух других сегментов 30и 31 установлены излучатель 32 иприемник 33 ультразвуковых колебаний, размещенные в сквозных гнездах34 и 35 кольца"поддержки камеры,причем продольная ось укаэанной пары излучатель-приемник проходитчерез центр граней 36 и 37 среднейчасти ступенчатого канала камеры перпендикулярно им и продольным осямдвух других пар излучатель-приемник. Сегменты, образующие центральную вставку, разделены металлическими пластинами 38 - 41, выполняющими роль уплотнителей и поглотителейпрямых упругих сигналов, идущих покорпусу центральной вставки. Верхняячасть ступенчатого канала выполненадиаметром, описанным вокруг квадратного отверстия 42 средней части,тогда как нижняя часть ступенчатогоканала выполнена диаметром, вписанным в квадратное отверстие сред-.ней части канала. Для предотвращения вытекания свинца из рабочегообъеМа камеры высокого давленияйрименяются стальные уплотнительные кольца 43. Устройство работает следующимобразом.При исходном положении колсц-поддержек 12 и 13 с иаковальнямк 10 и 11кубический образец 18 породы, обернутый свинцовой лентой 19, устанавливается в средноо часть 4 сквозногоканала камеры высокого давления на.свинцовую шайбу 21 к пакрываетсясверху второй свинцовой шайбой 20,Затем устанавлкватся верхний 8 книжний 9 поршни. После этого устройство становится пац пресс (не по,1 казан), Усилие пресса передаетсячерез наковальни 10 и 11 в кольцахподдержках 12 к 13, поршни 8 и 9на свинцовую оболочку, в которуюпомещен образец горпой породы, Использование свинца в качестве среды,передающей давление, обеспечиваетквазкоднородное давление на образец горной паровы, Прк Фиксированном значении давления поочереднымвключением соответствующей пары излучатель-пркеинкк 16-17, 24-25 и32-33) кзмеряют скорости распространенкя продольных к поперечных волнв трех ортогональных направляенияхна одном образце 18 кубической Формы и определяют анкзотропию распространения этих скоростей в данномобразце, Такая последовательностьопераций повторяется прк различныхФиксированных значениях давления,в результате чего устанавливаютсяФункциональная зависимость междускоростями распространения упругихволн и давлением,Выпрессовка образца кэ канала камеры высокого давления после проведения эксперимента осуществляется со стороны, имеющей в сечении диаметр, вписанный в квадратное сечение средней части либо с помощью самого поршня, либо с помощью специально изготовленного стального пальца, Так как канал камеры имеет ступенчатое сечение, тО выпрессовка в направлении увеличения разФ мера сечения какала не представляет особых затруднений,Предлагаемое устройство позволяет существенно повысить точность определения анкзотропик упругих свойств исследуемых горных пород и обеспечивает получение в результате одного эксперимента данных,получаемых с ныне действующими установками в результате трех отдельных экспериментов,одписное 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 9576/46 ВНИИПИ Госу по делам 113035, Носираж 873 рственно зобретен а, Ж,комитета СССРи открытий упуская наб., д