Устройство для моделирования движения флюида в трещиноватом горном массиве Советский патент 1989 года по МПК E21C39/00 

Ш .а

Изобретение относится к горному делу. Цель изобретения - повышение достоверности моделирования. Труба 1 подключена к источнику флюида. На трубе 1, соосно с ней, установлены с возможностью регулирования зазора между ними две плоскопараллельные пластины 3. На внутренней поверхности последних нанесен слой с заданной шероховатостью. Пластины 3 выполнены в виде круговых дисков с центральными отверстиями, равными диаметру трубы 1. Значение R внешнего радиуса пластин 3 удовлетворяет неравенству R≥R₀ε^-1, где R₀ - внутренний радиус трубы 1

ε - заданная относительная ошибка точности воспроизведения граничных условий. Механизм регулировок и фиксации зазора 4 между пластинами 3 выполнен в виде стяжных 6 и фиксирующих 7 болтов, установленных попарно на пластинах. Трубу 1 подключают к источнику флюида и моделируют процесс его истечения по трещине с шероховатыми стенками, измеряя скорость и давление с помощью подключенных к кранам 10 измерительных элементов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

V

т

-4

.

СИ

фиг.

между ними две плоскопараллельные пластины 3. На внутренней поверхности последних нанесен сло й с заданной Шероховатостью. Пластины 3 выполнены iB виде круговых дисков с центральны- |ми отверстиями, равными диаметру тру- 1бы 1 . Значение Р. внешнего радиуса пластины 3 удовлетворяет неравенству R Ro , где RO внутренний радиус трубы I; -заданная относительная ошибка точности воснроизведения граИзобретение относится к горному делу и может быть использовано для изучения в лабораторных условиях характеристик трещиноватости массивов горных пород.

Цель изобретения - повьппение достоверности моделирования, i На фиг. 1 показано устройство для jмоделирования движения флюида в трещиноватом горном массиве, общий вид; на.фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Устройство содержит трубу 1, подключенную к источнику флюида (не показан).Труба 1 разделена на две час- Iти, на каждой из которых закреплен iфланец 2. Устройство содержит также плоскопараллельные пластины 3, уста- ;нойленные соосно с трубой 1 на флан- iцах 2 с возможностью регулирования ; з азора 4 между ними и имитирующие 1щель горного массива. Пластины 3 вьшолнены в виде круговых дисков с центральными отверстиями, равными диаметру трубы 1. На внутренних обращенных друг к другу поверхностях пластин 3 нанесен слой 5 с заданной шероховатостью.

Устройство снабжено механизмом регулировки и фиксации зазора между пластинами 3, выполненным в виде стяжных 6 и.фиксирующих 7 болтов, установленных попарно на пластинах 3. Стяжной болт 6 пропущен через отверстия 8 в пластинах 3 и соединен с упорной гайкой 9, а фиксирующий болт 7 установлен на резьбе в одной из пластин 3 так, что его торе соединен с второй пластиной 3. На поверхности одной из пластин 3 вдоль ее диаметра установлены вентили 10,

Устройство работает следующим образом.

Дпя подготовки устройства к работе на одну из сторон пластин 3 нано

ничИых условий,.Механизм регулировки и фиксации зазора 4 между пластинами 3 выполнен в виде стяжных 6 и фиксирующих 7 болтов, установленных попарно на пластинах. Трубу 1 подключают к источнику флюида и моделируют процесс его истечения по трещине с шероховатыми стенками, измеряя скорость и давление с помощью подключенных к кранам 10 измерительных элементов. 2 3.п. ф-лы, 2 ил.

сят слой 5 с заданной шероховатостью, ,равной шероховатости поверхности -имитируемой TpemjiHb горного массива. Величину R внешнего радиуса пластин 3 при заданной величине относительной ошибки точнос ти воспроизведения граничных условий выбирают с учетом неравенства где RO - внутренний радиус трубы 1.

Пластины 3 устанавливают на фланцы 2 трубы 1 и выставляют требуемую величину зазора 4, соответствующую заданной ширине имитируемой трещины, вращением стяжного 6 и фиксирующего 7 болтов, обеспечивая строго заданное расстояние между пластинами 3 (например, при известном шаге резьбы путем подсчета числа оборотов фиксирующего болта 6)«

Затем трубу 1 подключают к источнику флюида (например, сжатого воздуха) и моделируют процесс его истечения по трещине с шероховатыми стенками, измеряя скорость давления с помощью подключенных к кранам 10 измерительных приборов (не показаны).

Предлагаемое устройство позволяет изучать распространение потоков флюида в трещинах горного массива, давая возможность наблюдать границу, где происходит смена турбулентного режима движения на ламинарный.

Устройство позволяет имитировать фильтрацию флюида в весьма тонких трещинах (начиная от 0,02 мм) без существенных искажений линий тока флюида.

Формула изобретения

i. Устройство для моделирования движения .флюида в трещиноватом гор- : ном массиве, содержащее трубу, под- кЛюченйую к источнику флю ида, две

плоскопараллельные пластины, установленные на трубе с возможностью регу лирования зазора между ними, о т- личагощееся тем, что, с це лью повьшения достоверности моделирования, оно снабжено механизмом регулировки и фиксации зазора ме йсду пластинами, причем каждая пластина расположена соосно с трубой и выполнена в виде кругового диска с центральным отверстием, равным диаметру Грубыми со слоем с заданной шероховатостью, нанесенным на его внутрен Ней поверхности, .

Фи. 2

5185146

R внешнего радиуса плоскопараллельных пластин удовлетворяет неравенст ву

5 ,

где RO внутренний радиус трубы;

- заданная относительная ошибка точности воспроизведения to граничных условий.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что механизм регулировки и фиксации зазора между пластинами выполнен в виде стяж- 15 ных и фиксирующих болтов, установленных попарно на пластинах.