RU2708847C1 - Device for sample preparation of core to determination of crack resistance - Google Patents
Device for sample preparation of core to determination of crack resistance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2708847C1 RU2708847C1 RU2019113382A RU2019113382A RU2708847C1 RU 2708847 C1 RU2708847 C1 RU 2708847C1 RU 2019113382 A RU2019113382 A RU 2019113382A RU 2019113382 A RU2019113382 A RU 2019113382A RU 2708847 C1 RU2708847 C1 RU 2708847C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- core
- base
- crack resistance
- preparation
- guides
- Prior art date
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 17
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 17
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 62
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу, в частности к нефтегазодобывающей промышленности и касается устройств для подготовки керна с целью определения их трещиностойкости.The invention relates to mining, in particular to the oil and gas industry and relates to devices for core preparation in order to determine their fracture toughness.
Известно устройство для разделения и фиксации керна при разборке керноотборного снаряда (патент RU №2516311, МПК Е21В 25/10, опубл. 20.05.2014 в бюл. №14), включающее верхнюю и нижнюю части, представляющие верхний и нижний обжимные хомуты соответственно, при этом верхний обжимной хомут состоит из звеньев, соединенных между собой шарнирно, и закрепляется на керноприемной трубе с помощью верхнего винта-стяжки и гайки, нижняя часть устройства выполнена в виде стягивающегося на поверхности керна нижним винтом-стяжкой и гайкой нижнего обжимного хомута, состоящего из имеющих спрофилированную внутреннюю поверхность звеньев, соединенных между собой шарнирно, на боковой поверхности которых выполнены отверстия с установленными в них винтами-керноломателями, причем нижний хомут соединен с верхним.A device for separating and fixing the core when disassembling a core projectile (patent RU No. 2516311, IPC ЕВВ 25/10, publ. 05/20/2014 in bull. No. 14), including the upper and lower parts, representing the upper and lower crimp clamps, respectively, when this upper crimp collar consists of links interconnected pivotally and is fixed to the core pipe using the upper screw-coupler and nut, the lower part of the device is made in the form of a screw that is contracted on the core surface with the lower screw-coupler and nut of the lower crimp clamp, co oyaschego of the profiled inside surface having links interconnected pivotally, on the side surfaces of which are provided with holes defined therein kernolomatelyami-screws, the lower clamp connected to the upper.
Недостатками данного устройства являются:The disadvantages of this device are:
- во-первых, сложность конструкции, обусловленная большим количеством узлов деталей (обжимной хомут с рукоятками, винт-стяжка с гайкой, нож-отсекатель и т.д.);- firstly, the complexity of the design, due to the large number of parts nodes (crimp clamp with handles, screw-coupler with nut, knife-cutter, etc.);
- во-вторых, невозможно осуществить подготовку керна перед его испытанием на трещиностойкость, так как данное устройство не позволяет произвести разметку керна перед его распиловкой;- secondly, it is impossible to prepare the core before testing it for crack resistance, since this device does not allow marking of the core before cutting it;
- в-третьих, невозможно снизить расход кернового материала при подготовке керна (большое количество кернового материала уходит в отходы);- thirdly, it is impossible to reduce the consumption of core material during core preparation (a large amount of core material is wasted);
- в-четвертых, низкое качество подготовки кернового материала к определению трещиностойкости, так как невозможно измерить высоту и угол распиленного керна, причем погрешность (отклонение от прямого угла 90°), полученная при распиле керна, может привести к ошибочным результатам при расчете значения трешиностойкости.- fourthly, the poor quality of preparation of core material for the determination of crack resistance, since it is impossible to measure the height and angle of the sawn core, and the error (deviation from the right angle of 90 °) obtained when cutting the core can lead to erroneous results when calculating the value of crack resistance.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости, включающее основание с установленным на нем устройством для размещения керна, измерительные шкалы (а.с. SU №1696944, МПК G01N 3/00, опубл. 07.12.1991 в бюл. №45). Основанием устройства служат ограничители с установленными на них опорами, выполненными в форме цилиндров, и являющимися основанием для размещения жестко выполненных концевых оправок. Измерительные шкалы выполнены съемными. Недостатками данного устройства являются:The closest in technical essence and the achieved result is a device for preparing a core sample for determining crack resistance, including a base with a device for core placement installed on it, measuring scales (a.s. SU No. 1696944, IPC G01N 3/00, publ. 07.12. 1991 in bull. No. 45). The basis of the device are limiters with supports mounted on them, made in the form of cylinders, and which are the basis for the placement of rigidly made end mandrels. Measuring scales are removable. The disadvantages of this device are:
- во-первых, сложность подготовительной настройки конструкции, обусловленная большим количеством деталей жестких концевых оправок;- firstly, the complexity of the preparatory adjustment of the design, due to the large number of parts of rigid end mandrels;
- во-вторых, значительные затраты времени на подготовку к проведению испытания и на разборку установки по окончании испытания, так как каждый образец керна необходимо зафиксировать с двух сторон в концевых оправках, что снижает эксплуатационные качества устройства;- secondly, significant time spent on preparation for the test and on dismantling the installation at the end of the test, since each core sample must be fixed on both sides in the end mandrels, which reduces the performance of the device;
- в-третьих, низкое качество подготовки кернового материала к определению трещиностойкости, так как невозможно измерить высоту и угол распиленного керна, причем погрешность (отклонение от прямого угла 90°), полученная при распиле керна может привести к ошибочным результатам при расчете значения трещиностойкости;- thirdly, the poor quality of preparation of core material for the determination of crack resistance, since it is impossible to measure the height and angle of the sawn core, and the error (deviation from the right angle of 90 °) obtained when cutting the core can lead to erroneous results when calculating the value of crack resistance;
- в-четвертых, жесткая фиксация концов керна в концевых оправках и установка их на опоры искажает результат простирания трещин, что снижает качество испытания.- fourthly, rigid fixation of the core ends in the end mandrels and their installation on the supports distorts the result of the crack propagation, which reduces the quality of the test.
Техническими задачами изобретения являются повышение эффективности и точности подготовки керна перед его испытанием на трещиностойкость за счет упрощения настройки устройства и снижения затрат времени на подготовку к испытанию, повышения качества подготовки кернового материала к определению трещиностойкости, повышения удобства в эксплуатации и сокращение времени подготовки керна к его испытанию, а также повышение эксплуатационных и технических качеств устройства.The technical objectives of the invention are to increase the efficiency and accuracy of core preparation before testing for crack resistance by simplifying the setup of the device and reducing the time required to prepare for testing, improving the quality of preparation of core material for determining crack resistance, improving ease of use and reducing the time for preparing the core for testing , as well as improving the operational and technical qualities of the device.
Поставленные технические задачи решаются устройством для подготовки образца керна к определению трещиностойкости, включающее основание с установленным на нем устройством для размещения керна, измерительные шкалы.The stated technical problems are solved by a device for preparing a core sample for determining crack resistance, including a base with a device for core placement installed on it, measuring scales.
Новым является то, что основание выполнено в форме прямоугольника с двумя продольными параллельными направляющими и оснащено линейкой, причем направляющие выполнены прямоугольной формы, устройство для размещения керна выполнено в виде неподвижной опоры, которая жестко закреплена с одного торца основания, и подвижной опоры, причем подвижная опора установлена в продольные направляющие с возможностью перемещения вдоль основания, при этом основание снизу снабжено двумя неодимовыми магнитами, на основании выполнен продольный паз, в который вставлен угольник с измерительными шкалами и выполнен с возможностью перемещения по длине основания.What is new is that the base is made in the form of a rectangle with two longitudinal parallel guides and is equipped with a ruler, and the guides are made in a rectangular shape, the device for placing the core is made in the form of a fixed support, which is rigidly fixed from one end of the base, and a movable support, moreover, a movable support installed in longitudinal guides with the possibility of movement along the base, while the base is equipped with two neodymium magnets from below, a longitudinal groove is made on the base, in which the second inserted square with measuring scales and made with the possibility of movement along the length of the base.
На фиг. 1, 2 и 3 схематично изображено предлагаемое устройство.In FIG. 1, 2 and 3 schematically depict the proposed device.
Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости включает неподвижную 1 (фиг. 1) и подвижную 2 опоры, основание 3.A device for preparing a core sample for determining crack resistance includes a fixed 1 (Fig. 1) and a movable 2 supports,
Основание 3 выполнено в форме прямоугольника с двумя продольными параллельными направляющими 4 и 5, выполненными прямоугольной формы. Основание 3 оснащено линейкой 6' и угольником 6'' (фиг. 1 и 3).The
Неподвижная опора 1 (см. фиг. 1) закреплена жестко с одного торца основания 3, например, с помощью резьбового соединения (на фиг. 1-3 не показано). Подвижная опора 2 (фиг. 1) установлена в продольные направляющие 4 и 5. Подвижная опора 2 снизу оснащена поверхностью 7 (фиг. 1-2), взаимодействующей с основанием 3. Также основание 3 снизу снабжено неодимовыми магнитами 8' и 8'' для фиксации подвижной опоры 2 поверхностью 7 к основанию 3 на расстоянии - L от неподвижной опоры 1.The fixed support 1 (see Fig. 1) is fixed rigidly from one end of the
Основание 3 под линейкой снабжено продольным пазом 9, в который вставлен угольник 6'' с возможностью размещения, фиксации и перемещения наружным выступом 10 по длине основания. Угольник 6'' оснащен транспортиром 11 и дополнительной линейкой 12.The
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Для подготовки образца керна 13 к определению трещиностойкости неподвижную опору 1 (фиг. 1 и 3) верхней части устройства жестко с помощью резьбового соединения крепят на основании 3 нижней части устройства.To prepare the
Далее в основание 3 нижней части устройства в продольные направляющие 4 и 5 устанавливают подвижную опору 2 верхней части устройства. Перемещают подвижную опору 2 поверхностью 7 относительно основания 3 на расстояние L от неподвижной опоры 1.Next, in the
Расстояние L определяют по формуле:The distance L is determined by the formula:
где L - расстояние между неподвижной 1 и подвижной 2 опорами, мм;where L is the distance between the fixed 1 and movable 2 supports, mm;
S - расстояние от неподвижной 1 и подвижной 2 опор до места распила 14 образца керна 13, мм.S is the distance from the fixed 1 and movable 2 supports to the place of cut 14 of the
Неподвижная 1 и подвижная 2 опоры должны располагаться на одинаковом расстоянии S от места распила 14 образца керна 13, и должно выполняться условие:Fixed 1 and movable 2 supports should be located at the same distance S from the place of cutting 14 of the
где, R - радиус образца керна, мм.where, R is the radius of the core sample, mm
Примем толщину образца керна: t=30 мм, радиус образца керна: R=34 мм, а расстояние от неподвижной 1 и подвижной 2 опор до места пропила 14 образца керна:We take the thickness of the core sample: t = 30 mm, the radius of the core sample: R = 34 mm, and the distance from the fixed 1 and moving 2 supports to the place where the 14 core sample was cut:
S=20 мм.S = 20 mm.
Для правильной установки подвижной опоры 2 используется линейка 6' на основании 3.For the correct installation of the
Образец керна 13 располагают на неподвижной 1 и подвижной 2 опорах. Риска 15 на неподвижной опоре 1 установлена на нулевой отметке линейки 6', по риске 16 на подвижной опоре 2 устанавливаем отметку L=40 мм образец керна 13. Далее в продольный паз 9 основания 3 вставляется наружным выступом 10 угольник 6'', оснащенный транспортиром 11 и дополнительной линейкой 12 и риской 17. Угольник 6'' располагается по риске 17 на расстоянии S=20 мм от нулевой отметки по линейке 6 на основании 3, согласно формулы 1:The
L=2⋅S=2⋅20 мм=40 мм.L = 2⋅S = 2⋅20 mm = 40 mm.
Собранная оснастка вместе с образцом керна 13, толщиной t=30 мм, размещается на основании пресса (на фиг. 1-3 не показан) так, чтобы место распила 14 образца керна 13 располагалось на одинаковом расстоянии S от неподвижной 1 и подвижной 2 опор.The assembled equipment together with the
По транспортиру 11 угольника 6'' определяем угол отклонения распила 14 образца керна 13, например, угол составляет 89,5° (на фиг. 1-3 не показано) относительно основания 3 (фиг. 3), а по дополнительной линейке 12 угольника 6'' определяем высоту h распила 14 образца керна 13, например, h=15 мм, а после замера угольник 6' вынимается из основания 3.Using the
Наличие линейки 6' и угольника 6'' с транспортиром 11 и дополнительной линейкой 12 позволяет определить высоту распила 14 и отклонение угла распила 14. При отклонении угла распила от 90° на заданной высоте (h=15 мм) более чем в 1° образец керна 13 отбраковывается и не устанавливается под пресс, так как это может привести к ошибочным результатам при расчете значения трещиностойкости. При отклонении угла распила 14 от 90° на заданной высоте (h=15 мм) менее чем в 1° образец керна 13 устанавливается под пресс.The presence of a 6 'ruler and a 6' 'square with a
Далее керн нагружают с помощью пресса до его разрушения, при этом фиксируют нагрузку Р, при которой произошло разрушение керна, например, Р=2000 Н.Next, the core is loaded using a press until it is destroyed, while the load P is fixed, at which the core was destroyed, for example, P = 2000 N.
После проведения испытания производится расчет значения трещиностойкости образца 1 по известным методикам, например, предложенной в работе «Fracture testing of a soft rock with semi-circular specimens under three-point loading» (I.L. Lim, I.W. Johnston, S.K. Choi, J.N. Boland, Fracture testing of a soft rock with semi-circular specimens under three-point loading, Part 1 - Mode I. Int J Rock Mech Min Sci, Vol. 31, 1994, pp. 185-97):After the test, the fracture toughness value of
где KIC - значение трещиностойкости образца, МПа⋅м1/2.where K IC is the value of crack resistance of the sample, MPa⋅m 1/2 .
Pf - нагрузка при которой произошло разрушение образца 10, Н;P f - load at which the destruction of
π - 3,14;π - 3.14;
h - высота пропила 11, м;h - cut
YI - безразмерный фактор интенсивности напряжений;Y I - dimensionless stress intensity factor;
α - безразмерный геометрический коэффициент;α is the dimensionless geometric coefficient;
R - радиус образца, м;R is the radius of the sample, m;
t - толщина образца, м;t is the thickness of the sample, m;
S - расстояние от пропила 11 до одной из опор 1 или 2, м.S is the distance from the
Подставляя числовые значения в формулы (5, 4, 3), получим:Substituting the numerical values in the formulas (5, 4, 3), we obtain:
Таким образом, по результатам проведения испытания на образце 1 было определено значение его трещиностойкости: KIC=0,85 МПа⋅м1/2.Thus, according to the results of testing on
Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости имеет простую конструкцию, так как из конструкции исключены сложные в изготовлении узлы и детали, что позволят удешевить себестоимость изготовления устройства, а также снизить металлоемкость и вес без потери эффективности работы устройства.A device for preparing a core sample for determining crack resistance has a simple design, since components and parts that are difficult to manufacture are excluded from the design, which will make it possible to reduce the cost of manufacturing the device, as well as reduce metal consumption and weight without losing the efficiency of the device.
Устройство позволяет осуществить подготовку керна перед его испытанием на трещиностойкость, а именно - произвести разметку керна перед его распиловкой, что имеет первостепенное значение для получения точного значения нагрузки до его разрушения.The device allows the core to be prepared before it is tested for crack resistance, namely, to mark the core before sawing it, which is of paramount importance for obtaining the exact value of the load before its destruction.
При проведении испытаний с помощью данного устройства используется образец керна 13 полуцилиндрической формы, что позволяет снизить расход кернового материала при подготовке керна.When conducting tests using this device, a
Применение данного устройства повышает качество подготовки кернового материала к определению трещиностойкости, так как после распиловки образца керна оно позволяет измерить высоту и угол распиленного керна, и по результатам измерений отбраковывать образцы керна, превышающие допустимую погрешность, которая может привести к ошибочным результатам при расчете значения трещиностойкости.The use of this device improves the quality of preparation of core material for determining fracture toughness, because after sawing a core sample, it allows you to measure the height and angle of the sawn core, and, based on the measurement results, reject core samples that exceed the permissible error, which can lead to erroneous results when calculating the fracture toughness value.
Устройство для подготовки образца керна к определению трещиностойкости имеет простую конструкцию и позволяет:The device for preparing a core sample for determining crack resistance has a simple design and allows you to:
- осуществить подготовку керна перед его испытанием на трещиностойкость;- to prepare the core before testing it for crack resistance;
- снизить расход кернового материала при подготовке керна;- reduce the consumption of core material in the preparation of core;
- повысить качество подготовки кернового материала к определению трещиностойкости.- to improve the quality of preparation of core material for the determination of crack resistance.
Устройство обеспечивает повышение эффективности и точности подготовки керна перед его испытанием на трещиностойкость за счет упрощения настройки устройства и снижения затрат времени на подготовку к испытанию, повышения качества подготовки кернового материала к определению трещиностойкости, повышения удобства в эксплуатации и сокращение времени подготовки керна к его испытанию, а также повышение эксплуатационных и технических качеств устройства.The device provides an increase in the efficiency and accuracy of core preparation before testing for crack resistance by simplifying the setup of the device and reducing the time required to prepare for testing, improving the quality of preparation of core material for determining crack resistance, improving ease of use and reducing the time for preparing the core for testing, and also improving the operational and technical qualities of the device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019113382A RU2708847C1 (en) | 2019-04-30 | 2019-04-30 | Device for sample preparation of core to determination of crack resistance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019113382A RU2708847C1 (en) | 2019-04-30 | 2019-04-30 | Device for sample preparation of core to determination of crack resistance |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2708847C1 true RU2708847C1 (en) | 2019-12-11 |
Family
ID=69006469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019113382A RU2708847C1 (en) | 2019-04-30 | 2019-04-30 | Device for sample preparation of core to determination of crack resistance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2708847C1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU794211A1 (en) * | 1979-02-15 | 1981-01-07 | Донецкий Ордена Трудового Красногознамени Политехнический Институт | Core meter |
| SU1696944A1 (en) * | 1989-07-14 | 1991-12-07 | Институт Горного Дела Со Ан Ссср | Method for determining crack resistance of friable materials |
| RU139738U1 (en) * | 2013-08-20 | 2014-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "РН-КрасноярскНИПИнефть" | DEVICE FOR DETERMINING ANGLES OF FALLING AND STRENGTHING CRACKS AND BOUNDARIES OF CORES |
-
2019
- 2019-04-30 RU RU2019113382A patent/RU2708847C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU794211A1 (en) * | 1979-02-15 | 1981-01-07 | Донецкий Ордена Трудового Красногознамени Политехнический Институт | Core meter |
| SU1696944A1 (en) * | 1989-07-14 | 1991-12-07 | Институт Горного Дела Со Ан Ссср | Method for determining crack resistance of friable materials |
| RU139738U1 (en) * | 2013-08-20 | 2014-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "РН-КрасноярскНИПИнефть" | DEVICE FOR DETERMINING ANGLES OF FALLING AND STRENGTHING CRACKS AND BOUNDARIES OF CORES |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101178395A (en) | Non-contact rock-soil three-way shrinkage test device and test method | |
| CN110207568B (en) | Detection device and method for detecting position accuracy of connecting rod side surface and cover seat surface | |
| CN104236416A (en) | Pipeline defect measuring device | |
| Weeks et al. | Direct comparison of single-specimen clamped SE (T) test methods on X100 line pipe steel | |
| CN208537297U (en) | A kind of tensile sample is had no progeny test device | |
| RU2708847C1 (en) | Device for sample preparation of core to determination of crack resistance | |
| CN111665132A (en) | Method for measuring fatigue crack propagation of opening corner | |
| CN104374690B (en) | Wooden micro drill resistance dynamometer fixing bracket device for field detection of wood members of ancient architectures | |
| CN104165795B (en) | A kind of residue anti-bending bearing capacity assay method of ancient building wooden frame | |
| CN103018246B (en) | Camera device for determining blasting fragment-size image photography | |
| CN205861456U (en) | A kind of assay device testing dredging cohesive soil tensile strength | |
| CN205538842U (en) | A ultrasonic transducer fixing device for detecting concrete test block damage | |
| CN220062806U (en) | Detection equipment for width and height of chain | |
| CN208223950U (en) | A kind of timeliness impact specimen predeformation stretching auxiliary clamp that can reduce measurement error | |
| Ceccotti et al. | NDT on large ancient timber beams: assessment of the strength/stiffness properties combining visual and instrumental methods | |
| CN204286918U (en) | Concrete static(al) pressurized elastic modulus proving installation | |
| RU2582231C1 (en) | Method of testing for sulphide cracking of metal of electric welded and seamless pipes | |
| CN109253902B (en) | A device and method for measuring the gauge distance of a tensile sample | |
| CN109632491A (en) | It is a kind of for testing the device and its application method of test specimen tensile strength | |
| CN204831046U (en) | Straight steel ruler calibrating installation | |
| CN211576069U (en) | An Improved Contact Concrete Expansion and Shrinkage Tester | |
| CN208042967U (en) | A kind of chain monocycle v-notch Alignment measuring device | |
| KR101254958B1 (en) | Curved-type tension test apparatus for pipe wreck test | |
| RU2469290C1 (en) | Method for determining crack growth rate due to cyclic loads | |
| CN205538462U (en) | Bamboo trunk bending resistance of testing machine detects load anchor clamps |