Устройство для определения проницаемости пород Советский патент 1979 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к устройствам для определения проницаемости пород, применяемым при гидротехни.ческом, мелиоративном и промышленном строительстве.

Известно устройство для определения водоупорных и механических свойств скального грунта 1, содержащее гидравлический домкрат, уплотняющую накладку, выравнивающий цементный слой, опорную траверсу с анкерными тягами, закрепленными в скальном массиве.

Устройство позволяет определять фильтрационную проницаемость исследуемой породы только по данным измерений расхода и напора воды для каждой ступени нагрузки. Для его работы необходимо обуривание целика в исследуемом массиве грунта.

Известно также устройство для определения сопротивления грунта по остаточной деформации пород на различных глубинах, включающее зонд с измерительным механизмом, нагрузочное и анкерное приспособления. 2 .

Недостатком известного устройства является нарушение естественной

структуры пород, что недопустимо при изучении ее проницаемости.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

.Для достижения этой цели на изоляционном элементе расположено нагрузочное приспособление, взаимодействующее с подъемно-опускным фланцем, соединенным с изоляционным элемен0том с помощью анкеров. Анкеры снабжены конусными гайками с уплотнителями, вмонтированными в конусные расточки в изоляционном элементе, и фигурными подвесками, установлен5ными в подъемно-опускном фланце. Нагрузочное устройство выполнено в виде заключенной в фиксирующую рубашку эластичной камеры, снабженной трубопроводом с пневматическим со0противлением, проходящим внутри изоляционного элемента, и соединенной с зондом. Изоляционный элемент выполнен с концентрическими и радиальными ребрами, образующими полости, заполненные изолирующим материалом. Внутри каждого анкера выполнены продольные каналы, соединенные с поперечными каналами и связанные с измерителями давления, а выходы

поперечных каналов из анкеров прикрыты предохранительными пленками.

На фи1, 1 показано предложенное устройство в разрезе; на фиг, 2 зонд с изоляционным элементом, вид снизу.

Устройство содержит изоляционный элемент 1 с зондом 2 в центральной части. Изоляционный элемент имеет .радиальные 3 и концентрические 4 ребра, образующие полости 5, заполненные изолирующим материалом. В изоляционный элемент вмонтированы трубопровод 6, связывающий зонд с измерителем давления 7, и магистралный трубопровод 8, соединенный чере пневматическое сопротивление 9 с эластичной камерой 10, расположенной между изоляционным элементом и подъемно-опускным фланцем 11 и являющейся нагрузочным приспособлением.

Подъемно-опускной фланец 11 и изляционный элемент 1 связаны между собой проходящими сквозь них анкерами 12, внутри каждого из которых выполнены продольный канал 13 и поперечные каналы 14, соединенные с измерителем давления 7. Выходы поперечных каналов 14 из анкеров прикрыты предохранительными пленками

15.В центральной части подъемноопускного фланца выполнено отверсти

16,Через это отверстие, трубопрово 17 и измеритель расхода 18 эластичная камера сообщается с источником

9 флюида,

На анкерах смонтированы подвески 20, фигурная часть которых размещена в пазах фланца 11, и конусные гайки 21 с уплотнителем 22, входящие в конусные расточки изоляционного элемента 1,

Эластичная камера 10 заключена в фиксирующую рубашку 23 (например, брезентовую ткань).

Устройство работает следующим образом. Перед опытом в породу устанавлива- 45

ют винтовые анкеры, затем на ее поверхность опускают изоляционный элемент 1 с зондом 2,сообщающимся с элстичной камерой 10,пропуская анкеры через отверстия в элементе. Зонд 2 и радиальные и концентрические ребра 3 и 4 изоляционного элемента погружают в геосреду до соприкосновения ее с изолирующим материалом полостей 5, а отверстия в изоляционном элементе перекрывают гайками 21 с уплотнителем 22. После этого на анкеры 12 с помощью винтовых фигурных подвесок 20 крепят подъемно.опускной фланец 11, на некотором расстоянии от изоляционного элемента. Это расстояние регулируется в зависимости от условий опыта. Эластичная камера 10 сообщается магистральным трубопроводом 17 с измерителем 18 расхода и источником 19

флюида. Перед началом опыта воздухом подаваемым под давлением через каналы анкеров, разрушают предохранительные пленки 15 на выходах поперечных каналов 14.

Для испытания породда на проницаемость газообразный флюид от источника 19 через измеритель 18 расхода, эластичнук5 камеру 10 и трубопровод 8 с пневматическим сопротивлением 9 подают в зонд 2, из которого ОН начинает перемещаться в породе к периферии изоляционного элемента. При этом эластичная камера, раздуваясь в фиксируюи1ей рубашке 23, передает удерживающее усилие анкеров на изоляционный элемент с зондом, причем это усилие тем больше, чем большую площадь занимает камера на изоляционном элементе при уменьшении расстояния между подъемно-опускным фланцем и изоляционным элементом.

По показаниям манометров рассчитывают проницаемость породы. Формула изобретения

1. Устройство для определения проницаемости пород, включающее зонд с изоляционным элементом, связаннь м с измерительным механизмом, и нагрузочное приспособление, отличающееся тем, что, с 1елью повышения надежности работы устройства, на изоляционном элементе расположено нагрузочное приспособление, взаимодействующее с подъемно-опускным фланцем, соединенным с изоляционным элементом с помощью анкеров, снабженных конусными гайками с уплотнителями, вмонтированными в конусные расточки в изоляционном Элементе и фигурными подвесками, установленными в подъемно-опускном фланце, причем нагрузочное устройство выполнено в виде заключенной в фиксирующую рубашку эластичной камеры, снабженной трубопроводом с пневматическим сопротивлением, проходящим внутри

щейся с зондом,

2.Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что изоляционный элемент выполнен с концентрическими и радиальными ребрами, образующими полости, заполненные изолирующим материалом,

3.Устройство по п, 1, отличающееся тем, что внутри каждого анкера выполнены продольные каналы, соединенные с поперечными каналами и cвязaннtJe с измерителями давления/ а выходы поперечных каналов из анкеров прикрыты предохранительными пленками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР № 362231, кл. G 01 N 15/08, 1969. 2,Авторское свидетельство СССР 5 № 6795, кл.С 01/ 1/02, 1926 (прототип) . изоляционного элемента, и сообщаю