Багатофункціональний комплекс для дослідження механічних властивостей зразків керну «ПИК-УИДК-М»

Багатофункціональний комплекс для дослідження механічних властивостей зразків керну «ПИК-УИДК-М»

Багатофункціональний дослідний комплекс призначений для лабораторних досліджень пружно-міцнісних та фільтраційно-ємнісних властивостей зразків керну від пухкого пісковику до високоміцних крихких скельних порід.

Міцна, з високою механічною жорсткістю, конструкція преса з вбудованим в нього осередком тривісного стиснення дозволяє створювати одно- і тривісне навантаження зразка керна з одночасним виміром його поздовжніх (осьових) і поперечних (латеральних) деформацій аж до руйнування зразка, визначенням швидкостей проходження ультразвукові хвилі, а також з оцінкою динаміки порового простору зразка.

Обладнання є єдиним комплексом пристроїв і елементів, що включають: блок створення термобаричних пластових умов, блок створення осьового навантаження, блок нагнітання випробуваних флюїдів (система порового тиску), блок вимірювання деформацій, блок вимірювання швидкості проходження поздовжніх і поперечних ультразвукових хвиль, система контролю та управління з урахуванням ПК.

Основним елементом виробу є камера міцності керна, де встановлюється циліндричний зразок керна. У камері створюються та підтримуються пластові умови: тиск всебічного обтиску, поровий тиск та температура. Конструкція міцності камери дозволяє вимірювати стисливість порового простору породи шляхом вимірювання об'єму видавленої або продавленої рідини на зразку при постійному порововому тиску і мінімальних «мертвих» обсягах.

Камера міцності керна встановлюється у рамці преса.При створенні осьового навантаження на зразок використовується жорстка опорна колона, що встановлюється під основу комірки. Конструкція осередку виключає застосування різьбових з'єднань основного корпусу з основою. Прес оснащений захисними панелями по боках та дверцятами спереду випробувальної зони з ударостійкого полікарбонату.

Кульова опора, встановлена ​​на поршні, що навантажує осередки, для належного вирівнювання зразків.

10 герметичних роз'ємів для передачі вимірювальних та керуючих сигналів всередину комірки та з неї, включаючи коаксіальні герметичні рознімання для додаткових ультразвукових вимірювань.

Можливість підключення додаткових внутрішніх датчиків деформації для точного вимірювання навантажень, що прикладаються, і деформацій зразків.

Установка дозволяє проводити вимірювання пружно-міцнісних властивостей зразків гірських порід відповідно до ГОСТ 27153.7-75, ГОСТ 211532-84, ГОСТ 21153.8-88, ГОСТ 28985-91, а також стандартів ASTM з трьохосних випробувань зразків гірських порід.

Особливості

Наявність додаткових роз'ємів для передачі вимірювальних та керуючих сигналів у камері міцності для проведення спеціалізованих тестів (з використанням додаткових датчиків деформації, ультразвукових сенсорів для вивчення властивостей анізотропних зразків порід, побудови об'ємних моделей розвитку тріщин)

Кульова опора для належного вирівнювання зразків під час випробувань

Спеціальні плити навантаження зразків керна, що мають порти для подачі порового тиску, що дозволяють проводити вимірювання електричного опору

Вимірювані параметри

Зміна розмірів зразка у процесі випробувань на стиск;

Межа міцності на стиск;

Модуль Юнга та коефіцієнт Пуассона;

Вимірювання швидкостей поздовжніх (P) та поперечних (S) хвиль у зразках пухкого пісковику та міцних гірських порід;

Безперервна зміна пористості залежно від зміни тиску;

Вимірювання електричного опору зразків;

Вимірювання проникності керна по рідині (при всесторонньому обтиску із протитиском).

Технічні характеристики:

Габарити (висота * довжина * ширина), м: 3,2 * 2,5 * 1,5;

Діапазони вимірювань та межі відносної похибки:

зусилля - від 0 до 1700 кН, похибка трохи більше ±1 %;

обтискний тиск – від 0 до 140 МПа, похибка не більше ±0,1 %;

поровий тиск - від 0 до 70 МПа, похибка трохи більше ±0,1 %;

протитиск – тиск – від 0 до 70 МПа, похибка не більше ±0,1 %;

температура експерименту - від +20 до +150 ° С, похибка не більше ±0,5%;

диференційний тиск: від 0 до 100 кПа, похибка трохи більше ±0,5 %;

відносні осьові та радіальні деформації – від 0 до 0,5 д./е., похибка не більше ±0,01 %;

швидкості поширення акустичних хвиль: швидкості поздовжніх хвиль Vp від 1000 до 7500 м/с, швидкості швидких Vs1 та повільних Vs2 поперечних хвиль від 500 до 4000 м/с, похибка не більше ±3 %;

Можливість роботи із середовищем: вода з мінералізацією не менше 250 г/л, гас, нафта, мінеральні олії.

Осередок та система тривісного стиснення

Діаметр досліджуваних кернів, мм від 25 до 110

Довжина досліджуваних кернів, мм до 220

Всебічний тиск обтиску, МПа до 140

Поровий тиск, МПа до 70

Осьове статичне навантаження, кН до 1700

Робоча температура, ° С до +150

Матеріал частин, що контактують з пластовою рідиною, нержавіюча сталь, титан.

Електровисновки не менше 10-ти 4-х контактних гермовиводів

Система створення термобаричних умов та система осьового навантаження

Джерело створення тиску швидкодіюча сервогідравлічна насосна система

Всебічний тиск обтиску, МПа до 140

Осьове статичне навантаження, кН до 1700

Робоча температура, ° С до +150

Контроль осьового навантаження датчик сили

Рівномірна швидкість підняття тиску 0 до 0,1 МПа/с

Рівномірне навантаження із заданою швидкістю по зусиллю від 0,1 до 1 МПа/с

Рівномірне навантаження із заданою швидкістю по деформації від 0,000001 до 0,001 с-1

Система підтримання порового тиску, яка включає:

насоси для підтримки постійного порового тиску та підтримки постійної витрати порової рідини;

блок виміру диференціального тиску;

автоматичний регулятор протитиску.Джерело створення порового тиску двоплунжерний високоточний лабораторний насос з механічним приводом

Система протитиску двоплунжерний лабораторний високоточний насос з механічним приводом

Підтримка постійного порового тиску, МПа до 70

Підтримка постійної витрати мл/хв від 0,001 до 25

Точність підтримки витрати % 0,5 від поточного значення

Точність підтримання тиску, % 0,25 % від ВПІ

Верхня межа вимірювання датчика диференціального тиску, МПа 1

Похибка виміру, % не більше 0,5

Робочі середовища вода з мінералізацією не більше 250 г/л, гас, нафта, мінеральні олії

Можливості

· Підтримка постійного перепаду тиску на зразку за рахунок зміни витрати рідини

· Визначення обсягів прокачених рідин;

Комплект плит для випробувань у камері міцності, який включає:

верхня плита на з портом для створення порового тиску;

нижня плита із портом для створення порового тиску.Діаметр досліджуваних кернів, мм 30, 38 (опціонально доступні плити на інші діаметри зразка)

Максимальний робочий тиск обтиску, МПа 140

Максимальний робочий поровий тиск, МПа 70

Максимальна робоча температура, ° С до +150

Осьове навантаження, кН до 1700

Система для контролю осьових та поперечних (окружних) деформацій, яка включає:

комплект монтажних кілець (верхнє та нижнє) для двох датчиків деформації LVDT, розташованих на протилежних сторонах під кутом 180° для контролю осьової деформації, що встановлюються на безпосередньо зразку;

роликовий ланцюг та пристосування для монтажу датчика для вимірювань поперечних (окружних) деформацій, що встановлюється безпосередньо на зразку.

Діаметр досліджуваних кернів, мм 30, 38

Максимальний робочий тиск обтиску, МПа 140

Максимальна робоча температура, ° С до +150

Діапазон вимірювання датчиків осьової деформації, мм ±3

Діапазон вимірювання датчиків поперечних деформацій, мм ±2

Точність вимірювання лінійних розмірів, мм ±0,002

Ультразвукова система вимірювання швидкості поширення поздовжніх та поперечних хвиль, яка включає:

комплект плит з інтегрованими датчиками для хвиль стиснення та зсуву з портами подачі порового тиску;

верхня плита на сферичній опорі;

нижня плита жорсткої фіксації.

Діаметр досліджуваних кернів, мм 30, 38 (опційно доступні датчики на інші діаметри зразка)

Максимальний робочий тиск обтиску, М