Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Экспериментальная установка КУМ-15, предназначенная для получения динамических характеристик и изучения эле­ментарного акта разрушения горных пород инденторами раз­личных форм, позволяет изменять величину, скорость и закон внедрения инденторов в образцы горных пород, нагруженные горным, поровым и гидростатическим давлениями.

TOC o "1-5" h z Установка КУМ-15 обеспечивает надежную работу при сле­дующих параметрах: ‘ ‘

Допустимая глубина внедрения индентора, см………………………………… 0,5

Заданный диапазон ступенчато изменяемых средних скоростей внедрения

индентора в породу, м’с…………………………………………………… 0 1э-2

Максимальная ударная нагрузка на индентор, кгс Максимальное давление в гидросистеме, кгс/см2

В состав установки входят кулачково-ударный механизм, ка­мера забойных условий, гидрокомпрессор, узлы и детали гид­равлической системы, а также измерительные и регистрирую­щие приборы и устройства, включая пульт управления.

Кулачковый ударный механизм (КУМ-15) состоит из сле­дующих основных узлов (рис. 33): верхней 5 и нижней 6 плит,

кулачково-шлицевого вала 1, червяка-винта 2, поводка-гайки 3 и опор кулачкового вала 7. Верхняя плита с нижней связана посредством стоек 8. Камера КЗУ 9, в которой реализуется рабочий процесс разрушения горной породы индентором, уста­навливается на нижней плите КУМ-15 и крепится болтами.

Электродвигатель передает вращение посредством клиноре­менной передачи ведущему кулачково-шлицевому валу 1, по которому движется червяк 2 с ленточной резьбой. На витке червяка устанавливается сменный кулачковый вкладыш 4 с за­данным профилем, позволяющим производить ударную нагруз­ку на индентор. Поступательное движение червяка осуществ­ляется с помощью неподвижно укрепленного на верхней плите 5 поводка-гайки 3. При вращении шлицевого вала червяк с прикрепленным к нему кулачковым вкладышем перемещается по направлению к камере КЗУ до тех пор, пока кулачок не войдет в контакт со штоком камеры и не переместит его вместе — с зубцом на заданную величину внедрения.

Скорость вращения кулачкового вала в процессе внедрения индентора в породу существенно не меняется. Постоянство ско­рости вращения вала является необходимым условием экспе­римента и достигается применением асинхронного электродви­гателя и массивных вращающихся деталей (червяка, шкивов, шлицевого вала), обеспечивающих достаточный маховой мо­

мент. Скорость внедрения индентора подбирается комбинацией диаметра ведомого шкива и профиля кулачкового вкладыша. Кулачковые вкладыши для стандартных испытаний выполнены с профилем, обеспечивающим закон внедрения, близкий к тому, который имеет место при бурении шарошечным долотом. Для достижения постоянства скорости внедрения или другого за­кона внедрения требуется изготовить специально профилиро­ванные кулачки.

Измерительная аппаратура установки обеспечивает регист­рацию зависимостей силы сопротивления породы от глубины внедрения зубца P(z), силы сопротивления и глубины внедре­ния в отдельности — от времени. Для этой цели один из осцил­лографов работает таким образом, что на горизонтальные пла­стины подается сигнал от датчика перемещения, причем исполь­зуется один из лучей. Второй осциллограф работает в обычном двухлучевом режиме. Регистрация производится фотографиро­ванием с экранов осциллографов. Глубина внедрения инденто-

ра в породу задается по­средством сменных регу­лировочных шайб, уста­навливаемых под керно — 1приемником и входящих (в комплект КЗУ.

Камера забойных ус­ловий КЗУ (рис. 34) сос­тоит из следующих ос­новных деталей: корпуса гидравлической обвязки ^ в который помещен

проставок 2, удержчвае-

гайкой с трапецеидаль­ной резьбой 3; цилиндри­ческого ступенчатого, уравновешенного штока 4, помещенного в проста­вок с некоторым смеще­нием относительно оси симметрии. В нижней части в шток вставляется индентор (зубец) 5 из твердого сплава. Образец горной породы 6 помеща­ется в стальную обойму 7 и закрепляется в ней сплавом Вуда. Усилие от кулачкового вкладыша породе передается через шток 4. На внутренней

поверхности штока на­клеены тензорезисторы для замера действующе — Рис. 36. Блок-схема измерительной схемы ГО усилия в процессе ДИ­установки КУМ-15: намического внедрения

I, 2 — осциллографы; 3 — пульт управления с инлеНТООЗ В ПОЦОДУ Ме-

усилителями; 4 — стабилизированный источник м г г 7

питания; 5 — тензодинамометр; 6 — датчик пере — ХДНИЗМ ПОВОрОТЗ рбраЗЦЗ мещения; 7 — образец горной породы; 8— каме — о

ра забойных условий КЗУ; 9 — нагрузочный ГОрНОц ПОрОДЫ о ПОЗВО — шток; 10 — кулачок; // — червяк винт лЯвТ ВраЩЭТЬ образец ОТ­

носительно его оси сим­метрии. В результате этого достигается возможность получения многократных взаимодействий зубца с испытываемым образцом.

Схема гидравлической обвязки установки КУМ-15 показана на рис. 35.

Гидрокомпрессор ГКМ 14/3000 имеет производительность 14 л/ч, максимально избыточное рабочее давление 3000 кгс/см2.

Установка КУМ-15 оснащена следующими контрольно-изме­рительными приборами:

— осциллографами С1-17, получающими сигналы от тензо — резисторов, наклеенных на внутренней поверхности штока КЗУ в непосредственной близости от зубца и датчика перемещения, установленного на головке камеры КЗУ;

— предусилителями типа С1-15/4, предназначенными для усиления сигналов, получаемых от тензорезисторов и датчика перемещений. Сигнал подается на экран осциллографа;

— источниками постоянного тока (стабилизаторами) для питания измерительной схемы.

Взаимодействие всех элементов измерительной схемы осуще­ствляется посредством пульта управления, соединенного с тен — зодинамометром и датчиком перемещения с одной стороны и усилительной и регистрирующей аппаратурой — с другой.

Блок-схема измерительной системы КУМ-15 показана на рис. 36.

Комментарии запрещены.