Устройство для моделирования горной выработки Советский патент 1992 года по МПК E21C39/00 G09B23/04 

J 2

о ° « .. /

vЈ ; ;;V:: ij

Изобретение относится к горному делу, а более конкретно к лабораторным исследованиям процессов формирования областей напряженного состояния горных пород.

Известен способ измерения напряжений в модели из эквивалентных материалов, включающий нагружение модели, измерение электросопротивления размещенного в ней измерительного датчика, дополнительно нагружают и измеряют электросопротивление размещенного в образце из такого же эквивалентного материала тарировочного датчика, при этом в процессе измерений обеспечивают равенство электросопротивлений тарировочного и измерительного датчиков и по полученной нагрузке судят о величине напряжений в модели.

Недостатком данного способа является невозможность изучения изменений потенциалов естественного электрического поля на поверхности отложений в зависимости от внутренних механических напряжений и фильтрации флюидов, а также значительные затраты времени на проведение измерений.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для моделирования карста, включающее прозрачный корпус с отверстиями, имеющими сетки, отверстия гидравлически связаны с емкостями для воды. В корпусе снизу вверх размещены водоупорный пласт, водоносный горизонт, водоупорный слой, слой (сарстующихся пород и перекрывающие отложения. При фильтрации воды она постепенно образует карстовую полость.

Недостатками данного устройства являются значительные затраты времени на мо- делирование карстовой полости, невозможность создания незааисимо от процесса фильтрации зоны напряженного состояния пород, невозможность проведения электрических измерений, исключается возможность комплексного изучения меха- ноэлектрических и электрокинетических явлений.

Целью изобретения является повышение экспрессное™ моделирования за счет преднамеренного образования зоны напряженного состояния горных пород для комплексного изучения механоэлектрических и электрокинетических явлений посредством регистрации их отображений на поверхности отложений по изменениям потенциала естественного электрического поля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для моделирования горной выработки, включающем прозрачный корпус, снабженный входным и выходным отверстиями, сообщающимися с емкостями для

флюидов, пористую среду, имитирующую продуктивный горизонт, непроницаемые вмещающие отложения, расположенные над и под пористой средой, на поверхности

которых размещены неполяризующиеся, электроды, контактирующие с этими отложениями и соединенные с измерительными приборами, а внутри отложений установлен плунжер с возможностью его перемеще0 ния для образования полости, вокруг которой образуется зона напряженного состояния пород.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

5 Устройство состоит из прозрачного корпуса 1, в котором размещены пласт-коллектор 3, два экранирующих пласта 4 и 9, а также непроницаемые вмещающие отложения 6, на поверхности которых размещены

0 неполяризующиеся электроды 5. Устройство снабжено также плунжером 7 с возможностью его перемещения для образования полости 8, входным и выходным отверстиями 2 с сетками, гидравлически связанными

5 с емкостями для флюидов (не показано).

Устройство работает следующим образом.

В корпусе устройства вставляют плунжер 7 и последовательно засыпают экрани0 рующий пласт 9, пласт-коллектор 3, экранирующий пласт 4 и непроницаемые вмещающие отложения 6. На поверхности отложений располагают неполяризующиеся электроды 5 и соединяют их с измери5 тельным прибором (не показано). Входное и выходное отверстия 2 соединяют соответственно с питательной и приемной емкостями (не показано).

Для исследования связи потенциала с

0 измерениями потенциалов ЕЭП на поверхности отложений замеряют исходные значения потенциалов между электродами, устанавливают стационарный режим фильтрации флюида в пласте-коллекторе и по5 вторно проводят замеры значений разности потенциалов.

Дня исследования влияния напряженного состояния горных пород на изменения потенциалов ЕЭП на поверхности отложе0 ний при отсутствии фильтрации флюида замеряют их исходные значения. Передвигая плунжер 7, создают полость 8, вокруг которой образуется зона напряженного состояния и повторно проводят замеры значений

5 разности потенциалов.

Устройство позволяет комплексно и раздельно исследовать геомеханические и фильтрационные процессы при подземной разработке твердых ископаемых и скважин- ной добыче нефти и газа.

5 17233196

Повышение экспрессное™ моделиро-горизонт, непроницаемые вмещающие отвания и проведения при этом электрическихложения, расположенные над и под пориизмерений позволяет более оперативно вы-стой средой, от л и ч а ю ще е с я тем, что.

являть закономерности в области гесэлек-с целью повышения экспрессности моделитрических преобразований и создавать5 рования, оно снабжено неполяризующимиметодики проведения полевых исследова-ся электродами, измерительным прибором

ний для решения практических задач.и плунжером, причем неполяризующиеся

Формула изобретенияэлектроды размещены в непроницаемых

Устройство для моделирования горнойвмещающих отложениях расположенных

выработки, содержащее прозрачный корпус10 над пористой средой и соединены с измерис входным и выходным отверстиями, СОО&-тельным прибором, а плунжер расположен

(дающимися с емкостями для флюидов, по-с возможностью перемещения внутри отлористую среду, имитирующую продуктивныйжений под пористой средой.

Изобретение относится к горному делу, к лабораторным исследованиям процессов формирования областей напряженного состояния горных пород. Целью изобретения является повышение экспрессности мо и ва Мг № Я у, ов го еоЈ делирования. Устройство содержит прозрачный корпус 1, пласт-коллектор 3, два экранирующих пласта 4 и 9, плунжер 7, измерительный прибор, непроницаемые вмещающие отложения 6, на поверхности которых размещены неполяризующиеся электроды 5. На поверхности отложений замеряют исходные значения потенциалов между электродами, устанавливают стационарный режим фильтрации флюида в пласте-коллекторе 3 и повторно замеряют разности потенциалов. Для исследования влияния напряженного состояния горных пород на изменение потенциалов при отсутствии фильтрации флюида замеряют их исходные значения. Создают полость 8, вокруг которой образуется зона напряженного состояния, и повторно проводят замеры. 1 ил 6 / Z. (S с