Устройство для испытания горных пород в полевых условиях Советский патент 1991 года по МПК G01N3/00 E21C39/00 

1

(21)4649116/28 (22) 10.02.89 (46)07.12.91.Бюл. №45

(71)Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела

(72)Е.В.Лодус (53)620.178(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1626119, кл. G 01 N 3/00, 30.08.89.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ

(57)Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем учета влияния формы обуриваемой поверхности на напряженное состояние породы. В сквзжине 2 устанавливают цилиндр 1, соосно которому установлена втулка 3. Буровая коронка 4 имеет резцы 19 на наружной поверхности. Клиновой привод обеспечивает осевое перемещение коронки, а привод 12 вращение - вращение вокруг оси. Штанга 13 с гайкой 14 и приспособление 15 обеспечивают перемещение коронки вдоль оси цилиндра и вращение вокруг оси цилиндра Обеспечивая с помощью приводов сложное движение коронки, получают разную форму обуриваемой поверхности, что дает возможность исследовать етияние ее на прочность породы 1 ИЛ

оил

ы

Изобретение относится к испытательной технике, в частности , испытаниям на прочность,

Цель изобретения ,- расширение эксплуатационных возможностей путем учета влияния формы обуризаемой поверхности на напряженное состояние породы.

На чертеже представлена схема предложенного устройства.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 для размещения в скважине 2, установленную соосно цилиндру втулку 3, буровую коронку 4 с клиновым приводом поступательного перемещения коронки вдоль ее оси,выполненным в виде клиновой пары 5 и 6, штанги 7 и гайки 8 на резьбовой части штанж, привод вращения коронки вокруг ее оси, выполненный в виде зубчатого колеса 9, кинематически связанного с прямозубой шестерней 10 соосным ей колесом 11, кинематически связанным с приводом 12 вращения.

Втулка 3 выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения с помощью привода, выполненного в виде штанги 13 и гайки 14 для возвратно-поступательного перемещения и приспособления 15 для вращения, каретки вокруг оси.

На клиновом элементе 6 и на корпусе 1 установлены датчики 16 и 17 силы. Для перемещения коронки 4 в корпусе выполнено окно 18. На коронке 4 выполнены резцы i9 по BceN y ее периметру

Устройство раоотает следующим обоа- зом,

Размещают корпус 1 в скьажине 2. Включают привод 12 и посредством колеса 11, шестерик 10 и колеса 9 приводят во вращение буровую корську 4. Вращением гайки 8 перемещают штангу 7 и клин 5, что посредством клина 6 преобразуется в осевое перемещение корсжш в направлении стенки скважины.

Резцы, расположенные на торце коронки, выполняют отверстие в стенке скважины. При достижении заданной глубины отверстия вращают гайку 14 и перемещают втулку 3 вдоль оси корпуса или посредством приспособления 15 вращают каретку 4 вокруг оси корпуса, или выполняют эти операции одновременно, в результате чего

вращающаяся коронка 4 резцами, расположенными на ее боковой поверхности, выполняет прорезь соответствующей формы. Для изменения начальной глубинь: прэоези

одновременно вращают гайку 8 и перемещают коронку в осевом направлении. С помощью датчика 17 наблюдают за изменением нагрузки на стенки корпуса 1 со стороны пород скважины.2 по мере увеличения прорези. Для испытаний при механическом погружении участка поверхности скважины выключают привод 12, вращают гайку 8 и путем перемещения клиновой пары 5 и б перемещают коронку 4 на забой и

создают механическую нагрузку на породу под торцом коронки, Уровень нагрузки контролируют датчиком 16. Фиксируют, например, кривую релаксации напряжений под коронкой при разных уровнях нагрузки и

разных формах разгрузочных щелей.

Порядок нагружеиия и бурения и форма разгрузочных прорезей задаются программой испытаний в соответствии с решаемой задачей.

Устройство позволяет выполнять на нем исследования - влияние формы, глубины, порядка проведения разгрузочных прорезей на деформации стенки скважин, на механические характеристики пород стенки

скважины.

Формула изобретения УСТРОЙСТВО для испытания горных порой я полевых условиях, содержащее цилиндрический корпус для размещения в

скважине, установленные в нем соосную втул: ,у и буровую коронку с резцами на торце, обращенном з сторону корпуса, и осью, перпендикулярной ею оси, и приводы посту пате ль ко пэ перемещения коронки вдоль

зе оси вращений вокруг оси, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем учета влияния формы обуриваемой поверхности нз напряженное состояние породы, втулка установленэ с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль оси корпуса и

. поворота вокруг нее, привод вращения коронки вокруг оси закреплен на , торец, обращенный в сторону корпуса,

выполнен сплошным, а резцы пазмещены по всему наружному периметру коронки.