Способ определения степени текстурной анизотропии горных пород Советский патент 1989 года по МПК E21C39/00 

Изобретение относится к горному делу и предназначено для изучения механических свойств горных пород.

Цель изобретения - повьшение производительности.

На фиг.1 показан слоистый образец (керн) породы, подготовленный к измерениям, общий вид; на фиг.2 - то же, вертикальный разрез с указанием направлений измерений;на фиг.З то же, горизонтальный разрез.

Способ осуществляют следующим об- разом.

Отбирают керны 1 со слоистой тек стурой, визуально видимой на его поверхности (фиг.1). При этом не требуется специальной подготовки кер- ;нов и слоистость (сланцеватость) может быть направлена под любым углом к оси керна. Для измерений могут быть использованы любые керны, имеющие хотя бы примерную параллельность торцов и позволяющие осуществить соосную установку ультразвуковых преобразователей.

На отобранных для измерения кернах излучатели 2 и приемники 3 ультразвуковых импульсов размещают в трех взаимно перпендикулярных направлениях. При этом одно из направлений (X) совпадает с его диаметром, направленным вдоль слоистости керна.

4

СО

ьо

о ел

со

второе .ч.япрапленне (Y) совпадает с диаметром керна, перпендикулярным первому, а третье направление (Z) совпадает с продольной осью керна. В каждом направлении возбуждают ультразвуковые колебания, определяю скорости их распространения и определяют степень текстурной анизотропии породы по формуле

А

-Yi

v.v,

где V . скорость распространения ультразвуковых колебаний вдоль диаметра, совпадающего с направлением слоистости керна; скорость распространения ультразвуковых колебаний вдоль второго диаметра; скорость распространения ультразвуковых колебаний вдоль продольной оси керн Предлагаемый способ базируется на следующих физических предпосылках.

Степень анизотропии определяется из соотноешния скоростей вдоль и поперек слоистости породы, т.е.

--.

где неизвестной величиной является V - скорость распространения УЗ колебаний поперек слоистости. Дпя ее определения полагают, что все факторы, определяющие скорости упругих волн (плотность, минеральный состав, пористость и др.) распределены в исследуемых образцах равномерно. Тогда основным фактором, определяющим изменение скорости, ос тается ее направление относительно плоскостей слоистости. Поэтому спра ведливым является отношение

Yi.

V

что подтверждают многочисленные из- мepeнliя скоростей, показавшие близкую сходимость равенства произведений VV VyV.

Отсюда

- , v.

0

5

0

5

0

а степень анизотропии

2

,ь

-vyv,

Пример. Проводят измере ше степени анизотропии аргилитов, имеющих слоистую текстуру по керну (42 мм, полученного в процессе бурения скважин. Слои расположены под углом к оси керна. Для исследования выбирают столбик керна длиной 108 мм с относительно параллельными торцами. На боковую поверхность керна с помощью крепежного устройства вдоль слоистости по диаметру устанавливают один против другого излучатель и датчик и тульсного дефектоскопа и измеряют время прохождения ультразвуковых колебаний через образец.

После окончания измерения керн поворачивают на 90 вокруг продольной оси и повторяют измерения. Последнее измерение проводят вдоль оси керна. С учетом базы измерений определяют скорости распространения ультразвуковых колебаний.

По полученным данным (V;, 3,78);

У ют

2,54; степень

V2 3,2 км/с) вычисляанизотропииг

1,76.

Формула изобретения

Способ определения степени текстурной анизотропии горных пород, включающий возб:, ждение ультразвуковых колебаний в образце горной породы и измерение скоростей их распространения в нескольких направле- нях, одно из которьк совпадает с направлением слоистости образца, о т- личающийся тем, что, с . целью повышения производительности, в качестве образца берут керн и измерения проводят на нем по трем взаимно перпендикулярным направлениям, при этом одно из направлений совпадает с продольной осью керна, а два других с его диаметрами, и определяют степень текстурной анизотропии породы по формуле

А

t V,

где

V, Vy-V

скорость распространения ультразвуковых колебаний вдоль диаметра, совпадаю 1492053

щего с направлением слоистости керна;

скорость распространения ультразвуковых колебаний

вдоль второго диаметра; V - скорость распространения ультразвуковых колебашгй вдоль продольной оси керна,

Изобретение относится к горному делу. Цель - повышение производительности. На образце горной породы в виде керна (К) со слоистой структурой проводят измерения скоростей распространения ультразвуковых колебаний (УЗК) в трех взаимно перпендикулярных направлениях (Н). Одно из Н совпадает с диаметром К, направленным вдоль слоистости. Второе Н совпадает с диаметром, перпендикулярным первому. Третье Н ориентировано вдоль продольной оси керна. По значениям скоростей УЗК определяют степень текстурной анизотропии породы: A=V_X/(V_Y^.V_Z), где V_X - скорость УЗК вдоль диаметра, сопадающего с направлением слоистости К

V_Y - скорость УЗК вдоль второго диаметра

V_Z - скорость УЗК вдоль продольной оси керна. Способ позволяет упростить подготовку образцов для измерений. 3 ил.

Фиг.

3 у