Прибор для определения набухания глинистых грунтов Советский патент 1981 года по МПК E02D1/00 G01N33/24 

(54) ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАБУХАНИЯ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ

1

Изобретение относится к строительству и предназначено для определения набухания глинистых грунтов, преимущественно для сооружения нефтяных и газовых скважин.

Известно устройство для определения набухания глинистых грунтов, включающее корпус, выполненный в форме цилиндра и закрепленный на опорной плите со стойками и съемной крестовиной, служащей для крепления измерительных приборов-индикаторов часового типа, причем измерительные приборы соединены стержнями разной длины с тонкими перфорированными дисками, расположенными как на поверхности, так и в глубине исследуемого грунта 1.

Недостатком известного устройства является низкая точность измерений из-за сум- j марной погрещности, возникающей при передаче перемещений грунта по системе поршень-шток-измерительный прибор. Кроме того, невозможно использовать для определения степени набухания кернов и образцов, взятых при бурении скважин, так как 20 размещение индикаторов в нем присуще для исследования только искусственно насыщенных грунтов.

Известно устройство для определения набухания глинистых грунтов, содержащее корпус, установленный на поддоне с исследуемой жидкостью, измерительную систему 2.

Устройство оснащено пористым днищем, через которое из поддона, представляющего собой воронку Шотта, просасывается вода к испытуемому грунту, цилиндрическим порщнем со сферическим вырезом, обращенным в сторону образца и повторяющим его форму, трубкой для подачи воды, соединительными деталями, измерительными приборами в виде индикатора часового типа.

Наиболее близким к предлагаемому является прибор для определения набухания глинистых грунтов, включающий корпус с пористым днищем и порщнем, установленный на поддоне с мерной трубкой, заполненной жидкостью, измерительный прибор 2.

Недостатком известного устройства является то, что жесткие размеры по диаметру корпуса не позволяют использовать естественные образцы, изготовленные из ненарушенного образца-керна, так как практически невозможно обеспечить прямой плотный контакт со стенкой корпуса. Кроме того.

устройство применяется для измерения только общего объема набухания образца без учета количества поглощенной жидкости, что увеличивает погрешности измерений.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в приборе для определения набухания глинистых грунтов, включающем корпус с пористым днищем и поршнем, установленный на поддоне с мерной трубкой, заполненных жидкостью, измерительный прибор, поршень выполнен в виде эластичной оболочки и снабжен пористым вкладышем, выполненным в форме сегмента, и дренажной трубкой, пропущенной через вкладыш и корпус, причем корпус в нижней части снабжен упругим кольцом, а в верхней - сливной трубкой, при этом пористый вкладыш и дренажная трубка размешены в верхней части эластичной оболочки, а упругое кольцо - под пористым днищем.

На чертеже изображен прибор, общий вид, разрез.

Прибор состоит из поддона 1 с мерной и сливной трубками 2 и 3, заполненными исследуемой жидкостью, и установленным на нем корпусом 4 со сливной трубкой 5, в которой расположена эластичная оболочка 6 с вкладышем 7 и дренажем 8, поддерживаемые пористым днищем, например металлической сеткой 9, закрепленные упругим кольцом 10. Под сливной трубкой 5 размещена мерная пробирка П. Образец грунта 12 размещен в эластичной оболочке 6.

Прибор работает следующим образом.

Поддон 1 заливается полностью жидкостью, например буровым раствором. В эластичную оболочку 6 корпуса 4 вводится испытуемый образец 12 до упора с вкладыщем 7, затем поджимается металлической сеткой 9 до упора с эластичной оболочкой 6 и закрепляется упругим кольцом 10. Затем смонтированный корпус 4 заполняют измерительной жидкостью, например водой, и герметично устанавливают сверху на поддон 1. Из поддона 1 через сливную трубку 9 вытекает излищняя жидкость и устанавливается на уровне нижней стенки сливной трубки 3. Уровень воды в корпусе тоже устанавливается по нижней стенке сливной трубки 5. Для обеспечения герметичности и. предупреждения перетока жидкости из поддона 1 в корпус 4 уровень жидкости в нем должен быть выше уровня в поддоне 1 на 2-3 см, т. е. обеспечивается перепад давления, равный 0,002-0,003 кгс/см. Момент окончания установки корпуса 4 на поддон 1 является началом отсчета времени взаимодействия глинистого образца 12 с исследуемой жидкостью. При этом уровни жидкостей в корпусе 4 и поддоне 1 точно фиксируются

нижними стенками сливных трубок 3 и 5. По мере поглощения жидкости из поддона 1 объем образца 12 увеличивается, вытесняя воду из корпуса 4 в мерную пробирку 11. Количество поглощенной исследуемой жидкости определяется по тарированной трубке 2. Объем жидкости набухания Унаб. соответствует объему воды, вытесненной из корпуса 4, и при известной пористости образца контролируется по объему уменьшения жидкости, находящейся в поддоне УПОГ

Унаб. УПОГ. - Упор.

Применение пористого вкладыша в форме сегмента с дренажом устраняет вакуумные и газовые пробки между образцом и оболочкой. Использование системы тарированных трубок позволяет непосредственно производить замер жидкостей поглощения и набухания без дополнительных механических передач.

Использование предлагаемого прибора позволяет получить более точные и достоверные экспериментальные данные объемного набухания глинистых грунтов за счет использования в приборе эластичной оболочки, которая плотно облегает образец и позволяет ему без ограничения изменять свой объем во всех направлениях в процессе набухания. Кроме того, использование прибора дает возможность получить оптимальные составы буровых растворов, сокращающих возможные осложнения при бурении нефтяных и газовых скважин (осыпи, каверно- и обвалообразования, пробкообразования и т. д.).

Формула изобретения

35 Прибор для определения набухания глинистых грунтов, включающий корпус с пористым днищем и поршнем, установленный на поддоне с мерной трубкой, заполненных жидкостью, измерительный прибор, отличающийся тем, что, с целью повышения ности измерений, поршень выполнен в виде эластичной оболочки и снабжен пористым вкладышем, выполненным в форме сегмента, и дренажной трубкой, пропущенной через вкладыш и корпус, причем корпус в нижней

Д5 части снабжен упругим кольцом, а в верхней - сливной трубкой, при этом пористый вкладыш и дренажная трубка размещены в верхней части эластичной оболочки, а упругое кольцо - под пористым днищем. Источники информации,

50 принятые во внимание при экспертизе

№ 442267, кл. Е 02 D 1/00, G 01 N 33/00, 1972.