Скважинное устройство для определения свойства горного массива Советский патент 1981 года по МПК E21C39/00 

1

Изобретение относится к горному делу, а именно к устройствам для определения газопроницаемости и напряженного состояния массива горных пород путем вдавливания пуансона в торец скважины и герметизации ее участка для запуска газа.

Известен прибор для измерения напряженного состояния массива горных пород в шпурах малого диаметра, содержащий упорное кольцо, трубу, переходник, пружинные пластинки, расклинивающее и измерительное устройство, плунжер, упорный стержень с кольцом и твердосплавный пуансон UllИзвестно также скважинное устройство- для определения свойств горного массива, содержащее разборную ось, на которой установлены цанга, распорный конус, плунжер и пуансон 2.

Однако данное устройство не позволяет одновременно оценивать и напряженное состояние и газопроницаемость краевой части угольного пласта, так как не имеет приспособлений для герметизации скважины.

Цель изобретения - одновременное определение напряженного состояния и газопроницаемости горного массива.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено приспособлением для герметизации скважины, состоящим из жестко закрепленного на оси цилиндра, внутри которого расположен подпружиненный плунжер, и уплотнителем с разделительными шайбами.

На чертеже и зображено предлагаемое устройство, общий вид, разрез.

10

Устройство состоит из цилиндра 1, жестко закрепленного на оси 2, имеющей канал 3 для подачи под давлением масла в подплунжерную полость 4 и центральное отверстие 5 для подачи

15 газа в скважину, пружины 6, гайки 7, плунжера 8, создающего осевую нагрузку на уплотнитель 9, выполненный из резиновых колец, разделяющих шайб 10, цанги 11 и конуса 12, предназначенных для расклинивания прибора в скважине, установленных на оси 13,по окружности которой равномерно расположено несколько отверстий 14, трубопровода 15, подсоединенного к ка25налу 16 для подачи масла в полость 17, перемещающего плунжер 18, снабженного сменным пуансоном 19,- пружины 20 ц упорной гайки 21. . Устройство работает следукадим об30 .

После досылки прибора на заданную глубину в скважину с помощью досылочной трубы (не показана) к трубопроводу 15 подсоединяется высоконапорный ручной насос, которым подается по каналу 16 под давлением минеральное масло в полость 17, в результате плунжер 18 передвигается вправо и пуансон 19 упирается в торец скважины, при этом прибор придерживается за досылочную трубу и конус 12 передвигается влево, сжимая пружину 20 и раздвигая цангу 11, происходит расклинивание прибора в скважине. При дальнейшем увеличении давления в гидросистеме осуществляется вдавливание пуансона 19 в торец скважины на заданную глубину, при этом плунжер 18 упирается в гайку 21 и давление в системе, контролируемое манометром, резко возрастает, что свидетельствует о полном (заданном по глубине) внедрении пуансона.

Для герметизации скважины по каналу 3 под давлением подается минеральное масло в полость 4, плунжер 8 передвигается вправо и сжимает уплотнитель 9. После этого подается газ при различных давлениях, который, пропроходя ,по отверстиям 5,14 и зазорам между витками пружины 20 и пластинками цанги 11, выходит в скважину и далее фильтруется через массив поро-. ды.

Для приведения прибора в исходное состояние с расывается давление в полостях 4 и 17, пружина б возвращает плунжер 8 в. первоначальное положение, уплотнитель 9 в силу упругости расслабляется, а пружина 20 передвигает конус 12 н освобождает цангу 11

после чего прибор извлекается из скважины.

Предлагаемое устройство позволяет получать одновременно в одной точке угольного пласта две основные характеристики массива: напряженного состояния и газопроницаемости. Кроме того, отпадает необходимость на отдельных участках проводить мероприятия по предотвращению выбросов (например нагнетание воды в пласт ), что дает дополнительную экономию.

Формула изобретения

Скважинное устройство для определения свойств горного массива, содержащее разборную ось, на которой установлены цанга, распорный конус, плунжер и пуансон/ отличаю0 щ е е с я тем, что, с целью одновременного определения напряженного состояния и газопроницаемости горного массива, оно снабжено приспособлением для герметизации скважины,состоящим из жестко закрепленного на оси цилиндра, внутри которого расположен подпружийенный плунжер, и уплотнителем с разделительными шайбами, причем приспособление для герметизации скважины и уплотнитель установлены на оси с возможностью взаимодействия между собой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 5 I 400702, кл. Е 21 С 39/00, 1971.

2.Бич Я.А. Горные удары и методы их прогноза.. М., l972, -0.67 (прототип). .