Устройство для полевых испытаний горных пород Советский патент 1992 года по МПК E21C39/00 

лре 7 посредством перемещения поршня 10 штангой 5 и открывают К 9.-Жидкость под давлением нагружает пуансон 2 и участок скважины под ним. Для статического нагружения испытания проводят при открытой К 9. Используют устройство в полевых услйвиях, 1 з.п.ф-лы, 1ил.

Изобое(тение предназначено для опре- деления-^еханических характеристик в- стенках скважины. Цель - расширение функциональных возможностей путем обеспечения испытаний породы как статической, так и динамической нагрузкой. Устройство содержит корпус 1, пуансон 2, клиновую штангу 5 с гайкой 6, гидроцилиндры 7,8 и клапан (К) 9. Для динамического нагружения призакрытом К 9 создают давление в цилин-/f(Лсго0>&g>&

Изобретение относится к испытательной технике, к устройствам для механических испытаний горных пород в полевых условиях.

Известно устройство для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус, пуансон с измерителем нагрузки, установленный в стенке корпуса перпендикулярно его оси и штангу с клиновым участком и гайкой, смонтированной на конце штанги с возможностью взаимодействия с торцовой поверхностью корпуса.

Известно также устройсво для полевых испытаний горных пород, содержащее цилиндрический корпус, пуансон с измерителем нагрузки, установленный в стенке корпуса перпендикулярно его оси и штангу с клиновым участком .и гайкой, смонтированной на конце штанги с возможностью взаимодействия с торцовой поверхностью корпуса.

Недостаток обоих устройств состоит в том, что испытания возможны только при статическом режиме нагружения, без приложения динамической нагрузки, что ограничивает функциональные возможности устройства.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности испытания породы как статической, так и динамической нагрузкой.

На чертеже представлена схема устройства,V

Устройство для полевых испытаний горных пород содержит цилиндрический корпус 1, пуансон 2 с измерителем 3 нагрузки, установленный в стенке корпуса 1 перпе|4дикулярно его оси и штангу 4 с клиновым участком 5 и гайкой 6. смонтированной на конце штанги А с возможностью взаимодействия с торцовой поверхностью корпуса 1.

Устройство снабжено двумя установленными внутри корпуса 1 параллельно оси пуансона 2 гидроцилиндрами 7 и 8 и клапаном 9, сообщающим полости гидроцилиндров 7 и 8. Поршень 10 одного ги/ роцилиндра 7 установлен с возможностью взаимодействия с клиновым участком 5 штанги 4, а поршень 11 второго гидроцилиндра 8 соединен с пуансоном 2.

Кроме этого, устройство снабжено до- i полнйтельным поршнем 12, установленным в одном из гидроцилиндров 8, и привод 13 возвратно-поступательного перемещения

дополнительного поршня 12.

Привод возвратно-поступательного перемещения поршня 12 выполнен в виде кулачка 13, вала 14 и рукоятки 15 вращения вала 14, Дополнительный поршень 12 является средством для изменения объема рабочей полости цилиндра 9 и средством для создания циклических нагрузок. Клапан 9. приЁодится в действие винтом 16. Устройство предназначено для размещения в скважине 17.

Устройство работает следующим образом.

Размещают корпус 1 устройства в скважине 17, Для испытания при динамическом

нагружении участка поверхности стенки скважины 17 вентилем 9 запирают отверстие, сообщающее полости гидроцилиндров 7,8. Вращают гайку 6, перемещают штангу 4 в осевом направлении и посредством клинового участка 5 перемещают поршень 10 и создают давление в рабочей полости гидроцилиндра 7. При достижении заданного давления вращают винт 16 и открывают клапан 9, Жидкость под давлением

поступает в рабочую полость гидроцилиндра 8 и динамически перемещает поршень 11 с пуансоном 2 в направлени стенки скважины 17, Измеритель 3 регистрирует усилие нагружения и перемещение пуансона совместно с участком породы стенки скважины.

Для приведения устройства в исходное положение перемещают штангу 4 гайкой 6 в обратном направлении. Пружина возврата

перемещает поршень 11 с пуансоном 2 в исходное положение. Поршень 10 также возвращается в исходное положение.

Для испытаний в статическом режиме нагружения открывают клапан 9. При перемещении поршня 10 штангой 4 давление нарастает в полости цилиндра 8, что приводит к постепенному нагружению пуансона 2.

Для испытаний при циклическом нагружении на любой стадии деформирования

вращают рукоятку 15, вал 14 и кулачок 13. Это создает возвратно-поступательные перемещения поршня 12, циклическое изменение давления в рабочих полостях цилиндров и циклическое нагружение пуансона 2.

Для испытаний при регулируемом объеме подводимой энергии поворачивают куламок 13 указанным образом, перемещают поршень 12 и измеряют тем самым начальный объем полостей гидроцилиндров. Это дает новый объем энергии, передаваемой на нагружаемый участок при динамическом нагружении при прежнем начальном давлении в полости цилиндра 7, поскольку изменяется лоля энергии на создание давления в новой по объему полости цилиндра 8.

Испо.аьзование устройства позволит расширить объем информации при испытаниях, в частности дополнительно определять динамические характеристики деформируемости горных пород в полевых условиях, характеристики усталостного нагружения после статических и динамических нагружении.

Формула изобретение .

2. Устройство по п,1, о т л и ,ч а Id щ е ес я тем, что оно снабжено дополнительным поршнем, установленным в одном из гидроцилиндров, и приводом воэвратно-поСту|1|ательного перемещения дополнительного поршня.