ТЕСТИРОВАНИЕ ЖЕСТКОСТИ НА ОСНОВЕ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ ДЛЯ PDC, PCBN ИЛИ ДРУГИХ ТВЕРДЫХ ИЛИ СВЕРХТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Устройство тестирования на основе акустической эмиссии, содержащее:
камеру повышенного давления, содержащую первую камеру и вторую камеру, причем первая камера выполнена с возможностью повышения давления до первого давления, а вторая камера выполнена с возможностью повышения давления до второго давления;
образец горной породы, помещенный в камеру повышенного давления, причем образец горной породы содержит первый участок и второй участок, при этом первый участок подвергается воздействию первого давления, а второй участок подвергается воздействию второго давления; и
один или более акустических датчиков, соединенных с образцом горной породы с возможностью передачи сигналов;
при этом второе давление увеличивается до порогового давления со скоростью повышения давления, второе давление удерживается на уровне порогового давления в течение временного периода, и второе давление уменьшается со скоростью понижения давления, а
акустические датчики определяют одно или более акустических событий, происходящих в образце горной породы.
2. Устройство тестирования на основе акустической эмиссии по п.1, в котором первое давление поддерживается по существу на уровне ограничивающего давления горной породы.
3. Устройство тестирования на основе акустической эмиссии по п.1, в котором акустический датчик соединен с образцом горной породы.
4. Устройство тестирования на основе акустической эмиссии по п.1, дополнительно содержащее первую текучую среду и вторую текучую среду, причем первая текучая среда помещена в первую камеру, а вторая текучая среда помещена во вторую камеру, при этом, по меньшей мере, часть второй текучей среды протекает из второй камеры в первую камеру через образец горной породы, когда второе давление больше, чем первое давление.
5. Устройство тестирования на основе акустической эмиссии по п.4, дополнительно содержащее дренажную трубу, проходящую изнутри первой камеры в местоположение за пределами камеры повышенного давления, при этом дренажная труба выполнена с возможностью поддержания первого давления по существу постоянным.
6. Устройство тестирования на основе акустической эмиссии по п.5, дополнительно содержащее клапан, установленный вдоль дренажной трубы, при этом открывание клапана позволяет уменьшать первое давление, когда вторая текучая среда протекает в первую камеру, и закрывание клапана позволяют увеличивать первое давление, когда вторая текучая среда протекает в первую камеру.
7. Устройство тестирования на основе акустической эмиссии по п.6, в котором клапан автоматически управляется для поддержания первого давления по существу постоянным.
8. Устройство тестирования на основе акустической эмиссии по п.1, в котором образец горной породы является пористым.
9. Устройство тестирования на основе акустической эмиссии по п.1, дополнительно содержащее:
первый барьер, размещенный в камере повышенного давления, причем первый барьер содержит сквозное отверстие, при этом периферия отверстия окружена первым уплотнителем, причем первый уплотнитель выполнен с возможностью герметично принимать, по меньшей мере, верхнюю поверхность образца горной породы; внешний периметр первого барьера неподвижно соединен с боковой стенкой камеры повышенного давления;
второй барьер, размещенный в камере повышенного давления, при этом периферия второго барьера окружена вторым уплотнителем, который выполнен с возможностью герметичного и подвижного соединения с боковой стенкой камеры повышенного давления;
при этом сила, прикладываемая ко второму барьеру, перемещает второй барьер относительно первого барьера,
причем второе давление увеличивается по мере приближения при перемещении второго барьера к первому барьеру.
10. Устройство тестирования на основе акустической эмиссии по п.9, в котором первый барьер образует участок первой камеры и второй камеры, а второй барьер образует участок второй камеры.
11. Устройство тестирования на основе акустической эмиссии по п.1, дополнительно содержащее:
крышку, герметично соединяемую с верхней частью камеры повышенного давления и с верхней поверхностью образца горной породы, причем в крышке выполнено первое сквозное отверстие,
при этом в образце горной породы сформировано второе сквозное отверстие, по меньшей мере, часть второго отверстия выровнена вертикально, по меньшей мере, с частью указанного первого отверстия, соединяя по текучей среде первое отверстие со вторым отверстием, причем второе отверстие сформировано во второй камере, а
первая камера окружает боковую стенку образца горной породы.
12. Устройство тестирования на основе акустической эмиссии по п.1, в котором по меньшей мере один или более акустических датчиков размещены на высоте, отличной от высоты другого акустического датчика.
13. Устройство тестирования на основе акустической эмиссии по п.1, в котором акустические датчики выполнены с возможностью предоставлять информацию для определения интенсивности одного или более акустических событий, происходящих в образце горной породы.
14. Устройство тестирования на основе акустической эмиссии по п.1, в котором акустические датчики выполнены с возможностью предоставлять информацию для определения пространственного местоположения одного или более акустических событий, происходящих в пределах образца горной породы.
15. Устройство тестирования на основе акустической эмиссии по п.1, в котором акустические датчики выполнены с возможностью предоставлять информацию для определения направления, в котором распространяются одно или более акустических событий, происходящих в пределах образца горной породы.
16. Система тестирования на основе акустической эмиссии, содержащая:
устройство тестирования на основе акустической эмиссии, содержащее:
камеру повышенного давления, включающую первую камеру и вторую камеру, причем первая камера выполнена с возможностью повышения давления до первого давления, а вторая камера выполнена с возможностью повышения давления до второго давления;
образец горной породы, помещенный в камеру повышенного давления, причем образец горной породы содержит первый участок и второй участок, при этом первый участок подвергается воздействию первого давления, а второй участок подвергается воздействию второго давления; и
один или более акустических датчиков, соединенных с образцом горной породы с возможностью передачи сигналов;
устройство записи данных, соединенное с устройством тестирования на основе акустической эмиссии с возможностью передачи данных, причем устройство записи данных выполнено с возможностью приема данных из устройства тестирования на основе акустической эмиссии,
при этом второе давление увеличивается до порогового давления со скоростью повышения давления, второе давление удерживается на уровне порогового давления в течение временного периода, и второе давление уменьшается со скоростью понижения давления, а
акустические датчики определяют одно или более акустических событий, происходящих в образце горной породы.
17. Система тестирования на основе акустической эмиссии по п.16, в которой первое давление поддерживается по существу на уровне ограничивающего давления горной породы.
18. Система тестирования на основе акустической эмиссии по п.16, в которой акустический датчик соединен с образцом горной породы.
19. Система тестирования на основе акустической эмиссии по п.16, дополнительно содержащая первую текучую среду и вторую текучую среду, причем первая текучая среда помещена в первую камеру, а вторая текучая среда помещена во вторую камеру, при этом, по меньшей мере, часть второй текучей среды протекает из второй камеры в первую камеру через образец горной породы, когда второе давление больше, чем первое давление.
20. Система тестирования на основе акустической эмиссии по п.16, в которой устройство тестирования на основе акустической эмиссии дополнительно содержит:
первый барьер, размещенный в камере повышенного давления, причем первый барьер содержит сквозное отверстие, при этом периферия отверстия окружена первым уплотнителем, причем первый уплотнитель выполнен с возможностью герметично принимать, по меньшей мере, верхнюю поверхность образца горной породы, внешний периметр первого барьера неподвижно соединен с боковой стенкой камеры повышенного давления;
второй барьер, размещенный в камере повышенного давления, при этом периферия второго барьера окружена вторым уплотнителем, который выполнен с возможностью герметичного и подвижного соединения с боковой стенкой камеры повышенного давления;
при этом сила, прикладываемая ко второму барьеру, перемещает второй барьер относительно первого барьера,
причем второе давление увеличивается по мере приближения при перемещении второго барьера к первому барьеру.
21. Система тестирования на основе акустической эмиссии по п.16, в которой устройство тестирования на основе акустической эмиссии дополнительно содержит:
крышку, герметично соединяемую с верхней частью камеры повышенного давления и с верхней поверхностью образца горной породы, причем в крышке выполнено первое сквозное отверстие,
при этом в образце горной породы выполнено второе сквозное отверстие, по меньшей мере, часть второго отверстия выровнена вертикально, по меньшей мере, с частью первого отверстия, соединяя по текучей среде первое отверстие со вторым отверстием, причем второе отверстие сформировано во второй камере, а
первая камера окружает боковую стенку образца горной породы.
22. Система тестирования на основе акустической эмиссии по п.16, в которой по меньшей мере один или более акустических датчиков размещены на высоте, отличной от высоты другого акустического датчика.
23. Система тестирования на основе акустической эмиссии по п.16, в которой акустические датчики выполнены с возможностью предоставлять информацию для определения по меньшей мере одной интенсивности из интенсивностей одного или более акустических событий, происходящих в образце горной породы, пространственного местоположения одного или более акустических событий, происходящих в образце горной породы, и направления, в котором распространяются одно или более акустических событий, происходящих в образце горной породы.
24. Способ тестирования образца горной породы, включающий:
получение образца горной породы;
обеспечение камерой повышенного давления, содержащей первую камеру и вторую камеру;
подготовку образца горной породы и размещение в камере повышенного давления так, чтобы первый участок образца горной породы подвергался воздействию в первой камере, а второй участок образца горной породы подвергался воздействию во второй камере;
соединение с возможностью передачи сигналов по меньшей мере одного акустического датчика с образцом горной породы;
повышение давления в первой камере до первого давления;
повышение давления во второй камере до порогового давления, причем пороговое давление больше первого давления;
запись акустических событий, происходящих в образце горной породы при повышении давления во второй камере; и
анализ записанных акустических событий.
25. Способ по п.24, в котором образец горной породы получают из скважины, причем в скважине на указанный образец горной породы воздействует ограничивающее давление горной породы.
26. Способ по п.25, в котором указанное первое давление приблизительно равно ограничивающему давлению горной породы.
27. Способ по п.25, в котором по меньшей мере один из акустических датчиков соединен с образцом горной породы.
28. Способ по п.25, в котором дополнительно помещают первую текучую среду в первую камеру и вторую текучую среду во вторую камеру, причем, по меньшей мере, часть второй текучей среды протекает из второй камеры в первую камеру через образец горной породы, когда второе давление выше указанного первого давления.
29. Способ по п.24, в котором первое давление поддерживают по существу постоянным.
30. Способ по п.24, в котором дополнительно устанавливают по меньшей мере один параметр программы формирования разломов внутри скважины в условиях высокого давления на основании информации, предоставляемой акустическими датчиками.
31. Способ по п.24, в котором дополнительно устанавливают по меньшей мере один параметр программы бурения скважины в пласте на основании информации, предоставляемой акустическими датчиками, причем образец горной породы получают из указанного пласта.
32. Способ по п.24, в котором анализ записанных акустических событий включает определение интенсивности одного или более акустических событий, происходящих в образце горной породы.
33. Способ по п.24, в котором анализ записанных акустических событий включает определение пространственного местоположения одного или более акустических событий, происходящих в образце горной породы.
34. Способ по п.24, в котором анализ записанных акустических событий включает определение направления, в котором распространяются одно или более акустических событий, происходящих в образце горной породы.