УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ МОДЕЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ ПОРОД

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ МОДЕЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ ПОРОД
Полезная модель относятся к области бурения скважин в сложных геологических условиях и может быть использована при подготовке модельных образцов горных пород для сравнительной оценки и выбора наиболее эффективных промьюочных жидкостей с позиций обеспечения устойчивости стенок скважины.
Известно устройство для изготовления искусственных образцов горных пород, включающее пресс, пресс-форму с верхним и нижним штоками. Пресс-форма состоит из корпуса , во внутреннем конусном отверстии которого размещена камера для формирования образцов, выполненная в виде конуса по наружной поверхности и цилиндра - по внутренней. Камера изготавливается разъемной из трех отдельных частей. Формирование образца производится после установки прессформы и размещенного в ней нижнего штока на нижней плите пресса, засыпания во внутреннюю полость камеры навески раздробленной породы, помещения в камеру верхнего штока и создания усилия прессования заданной величины с помощью пресса. После этого вынимают штоки , выпрессовывают из корпуса камеру, после разъема которой извлекают образец.
Недостатками данного усфойства являются сложность изготовления камеры, громоздкость всей установки (требуется специальный пресс), возможная неидентичность отдельных образцов по геометрическим размерам и физико-техническим свойствам; необходимость специального приспособления для выпрессовьгоания камеры из пресс-формы.
МКИ5 COIN 15/08
«
Sij--/ ff7
Известно также устройство для формирования модельных образцов горных нород, включающее основание со стойкой, в верхней части которой вынолнен паз, установленную в стойке ось, на которой закреплены эксцентричный диск и рычаг, камеру для формирования образцов.
Однако в данном устройстве в процессе формирования образца необходимо неоднократно изменять длину прессующего образец штока, в результате чего могут измензгться геометрические размеры и физико-технические свойства последовательно получаемых образцов, что приводит к снижению воспроизводимости результатов исследований свойств промывочных жидкостей (консолидирующей, ингибирующей способности и др.).
Предлагаемая полезная модель позволяет последовательно выполнять две операции: формирование в сменных камерах одновременно двух образцов, а затем их выпрессовьгоание.
Поставленная цель достигается путем использования устройства, включающего корпус со стойкой, установленную в стойке ось, на которой закреплены эксцентричный диск и поворотный рычаг , камеру для формирования образцов с цилиндрическим штоком.
Предлагаемое устройство отличается от прототипа тем, что оно снабжено парой сменных камер со штоками для формирования и выпрессовки образцов и установленным между штоками камер и эксцентричным диском общим толкателем.
Па фиг. 1 приведена схема устройства в разрезе по А-А (вид спереди) в положении начала формирования образцов, на фиг. 2 - то же в положении окончания формирования образцов, на фиг. 3 - то же в положении выпрессовывания образцов, на фиг. 4 приведена схема устройства в разрезе по Б-Б (вид сбоку).
ось 4, на которой через паз 3 закреплен эксцентричный диск 5, а с наружной части стойки рычаг 6 (фигЛ, 4). На основании 1 с обеих сторон стойки 2 при формировании образцов устанавливаются парные разъемные камеры 7, а при выпрессовывании образцов - парные разъемные камеры 8 (фиг.З). Разъемные камеры 7 (фигЛ) для формирования образцов состоят из корпуса 10, подставки 11 и направляющей 12, а разъемные камеры 8 для выпрессовывания образцов состоят из того же корпуса 10 и направляющей 13. Формирование и выпрессовывание образцов производится с помощью размещенных в камерах штоков 9. На верхних частях штоков помещается общий для пары камер толкатель 14. Внутрь разъемных камер 7 для формирования образцов засыпается измельченная горная порода 15, из которой формируются модельные образцы 16. Затем готовые образцы выпрессовываются в полости 17 корпусов 10 (фиг.З).
Устройство работает следующим образом. Внутрь каждой из разъемных камер 7 (фиг.1) для формирования образцов, собранных из корпусов 10, подставок 11 и направляющих 12, засыпают одинаковые навески измельченной до определенной фракции испытуемой горной породы, имеющей заданную влажность, после чего в отверстия направляющих помещают штоки 9. Камеры 7 со штоками 9 устанавливают на основание 1 и на верхние части штоков через паз 3 помещают толкатель 14. С помощью рычага 6 поворачивают эксцентричный диск 5 вокруг оси 4 в ту или другую сторону, передавая усилие через толкатель 14 штокам и задавливая их до упора в камеры, что обеспечивает формирование образцов 16 заданной высоты (фиг.2). После этого освобождают толкатель 14, удаляют его из паза 3, вынимают штоки 9 из камер 7, разбирают камеры 7, снимая подставки 11 и направляющие 12. Корпусы 10 со сформированными образцами 16 переворачивают, вставляют в них направляющие 13, образуя этим камеры 8 для вьшрессовки образцов. В направляющие 13 камер 8
в
вставляют штоки 9 и помещают камеры 8 на основание 1. На верхние части штоков 9 через паз 3 помещают толкатель 14. С помощью рычага 6 поворачивают эксцентричный диск 5 вокруг оси 4 в ту или другую сторону, вьшрессовьюая образцы 16 в полости 17 корпусов 10.
С помощью предложенного устройства сформированы модельные образцы из комовой бухарской глины. Глина была измельчена, с помощью сит из полученного порошка выделена фракция размером менее 0,15 мм, влажность этой фракции доведена до 20% и подготовлены навески массой Юг. Навески глинопорошка засыпались в собранные камеры 7 с внутренним диаметром равным 16 мм. Формирование и выпрессовьшание образцов производилось по описанной выше методике. Нолученные образцы имели следующие параметры: объем - 5 см, высота - 25 мм, объемная плотность - 2000 кг/м.
Одинаковые геометрические размеры и физико-технические свойства двух одновременно получаемых в устройстве образцов обеспечили высокую сходимость и воспроизводимость результатов параллельных опытов при оценке ингибирующей и консолидирующей способности промывочных жидкостей, что позволило сделать выбор их оптимальных составов с позиций предупреждения нарушений устойчивости стенок скважин более надежным.
ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Устройство для формирования модельных образцов пород, включающее основание со стойкой, установленную в стойке ось, на которой закреплены эксцентричный диск н поворотный рычаг , камеру для формирования образцов с цилиндрическим штоком, отличающееся тем, что устройство снабжено парными сменными камерами со штоками для формирования и вьшрессовки образцов, а между штоками камер и эксцентричным диском установлен объедишпощий толкатель.
Источники информации
ЬВойтенко B.C. Управление горным давлением при бурении скважин.-М.: Недра, 1985.-С. 125-126 (аналог).
2. M.E.Chenevert, SPE, and S.O. Oslsanya, SPE, of Texas: Shale/Mud Inhibition Defined With Rig-Site Methods, SPE DrilUng Engineering., ( September, 1989) 261-268.(прототип)