Многофункциональный комплекс для исследования механических свойств образцов керна «ПИК-УИДК-М»

Многофункциональный исследовательский комплекс предназначен для лабораторных исследований упруго-прочностных и фильтрационно-емкостных свойств образцов керна от рыхлого песчаника до высокопрочных хрупких скальных пород.

Прочная, с высокой механической жесткостью, конструкция пресса с встроенной в него ячейкой трехосного сжатия позволяет создавать одно- и трехосное нагружение образца керна с одновременным измерением его продольных (осевых) и поперечных (латеральных) деформаций вплоть до разрушения образца, определением скоростей прохождения продольных и поперечных ультразвуковых волн, а также с оценкой динамики порового пространства образца.

Оборудование представлять собой единый комплекс устройств и элементов включающим в себя: блок создания термобарических пластовых условий, блок создания осевой нагрузки, блок нагнетания испытуемых флюидов (система порового давления), блок измерения деформаций, блок измерения скорости прохождения продольных и поперечных ультразвуковых волн, система контроля и управления на базе ПК.

Основным элементом изделия является камера прочности керна, в которой устанавливается цилиндрический образец керна. В камере создаются и поддерживаются пластовые условия: давление всестороннего обжима, поровое давление и температура. Конструкция камеры прочности позволяет измерять сжимаемость порового пространства породы путём измерения объёма выдавленной или продавленной жидкости на образце при постоянном поровом давлении и минимальных «мертвых» объемах.

Камера прочности керна устанавливается в раме пресса. При создании осевой нагрузки на образец используется жесткая опорная колонна, устанавливаемая под основание ячейки. Конструкция ячейки исключает применения резьбовых соединений основного корпуса с основанием. Пресс оснащен защитными панелями по сторонам и дверцей спереди испытательной зоны из ударопрочного поликарбоната.

Шаровая опора, установленная на нагружающем поршне ячейки, для надлежащего выравнивания образцов.
10 герметичных разъемов для передачи измерительных и управляющих сигналов внутрь ячейки и из неё, включая коаксиальные герметичные разъемы для дополнительных ультразвуковых измерений.
Возможность подключения дополнительных внутренних датчиков деформации для точного измерения прикладываемых нагрузок и деформаций образцов.

Установка позволяет проводить измерения упруго-прочностных свойств образцов горных пород в соответствии с ГОСТ 27153.7-75, ГОСТ 211532-84, ГОСТ 21153.8-88,ГОСТ 28985-91, а так же стандартов ASTM по трехосных испытаний образцов горных пород.

Запросить стоимость продукции

Особенности

Наличие дополнительных разъемов для передачи измерительных и управляющих сигналов в камере прочности для проведения специализированных тестов (с использованием дополнительных датчиков деформации, ультразвуковых сенсоров для изучения свойств анизотропных образцов пород, построения объемных моделей развития трещин)
Шаровая опора для надлежащего выравнивания образцов во время испытаний
Специальные плит нагружения образцов керна, имеющих порты для подачи порового давления, позволяющие проводить измерения электрического сопротивления

Измеряемые параметры

Изменение размеров образца в процессе испытаний на сжатие;
Предел прочности на сжатие;
Модуль Юнга и коэффициент Пуассона;
Измерение скоростей продольных (P) и поперечных (S) волн в образцах рыхлого песчаника и прочных горных пород;
Непрерывное изменение пористости в зависимости от изменения давления;
Измерение электрического сопротивления образцов;
Измерение проницаемости керна по жидкости (при всестороннем обжиме с противодавлением).

Технические характеристики

Технические характеристики:

Габариты (высота*длина*ширина), м: 3,2*2,5*1,5;

Диапазоны измерений и пределы относительной погрешности:

усилие — от 0 до 1700 кН, погрешность не более ±1 %;
обжимное давление — от 0 до 140 МПа, погрешность не более ±0,1 %;
поровое давление — от 0 до 70 МПа, погрешность не более ±0,1 %;
противодавление — давление — от 0 до 70 МПа, погрешность не более ±0,1 %;
температура эксперимента — от +20 до +150 °С, погрешность не более ±0,5 %;
дифференциальное давление: от 0 до 100 кПа, погрешность не более ±0,5 %;
относительные осевые и радиальные деформации — от 0 до 0,5 д./е., погрешность не более ±0,01 %;
скорости распространении акустических волн: скорости продольных волн V_p от 1000 до 7500 м/с, скорости быстрых V_s1 и медленных V_s2 поперечных волн от 500 до 4000 м/с, погрешность не более ±3 %;

Возможность работы со средами: вода с минерализацией не менее 250 г/л, керосин, нефть, минеральные масла.

Ячейка и система трехосного сжатия

Диаметр исследуемых кернов, мм	от 25 до 110
Длина исследуемых кернов, мм	до 220
Всестороннее давление обжима, МПа	до 140
Поровое давление, МПа	до 70
Осевая статическая нагрузка, кН	до 1700
Рабочая температура, °С	до +150
Материал частей, контактирующих с пластовой жидкостью	нержавеющая сталь, титан
Электровыводы	не менее 10-ти 4-х контактных гермовыводов

Система создания термобарических условий и система осевого нагружения

Источник создания давления	быстродействующая сервогидравлическая насосная система
Всестороннее давление обжима, МПа	до 140
Осевая статическая нагрузка, кН	до 1700
Рабочая температура, °С	до +150
Контроль осевой нагрузки	датчик силы
Равномерная скорость поднятия обжимного давления	0 до 0,1 МПа/с
Равномерная нагрузка с заданной скоростью по усилию	от 0,1 до 1 МПа/с
Равномерная нагрузка с заданной скоростью по деформации	от 0,000001 до 0,001 с^-1

Система поддержания порового давления, которая включает:

насосы для поддержания постоянного порового давления и поддержания постоянного расхода поровой жидкости;
блок измерения дифференциального давления;
автоматический регулятор противодавления.

Источник создания порового давления	двухплунжерный лабораторный высокоточный насос с механическим приводом
Система противодавления	двухплунжерный лабораторный высокоточный насос с механическим приводом
Поддержание постоянного порового давления, МПа	до 70
Поддержание постоянного расхода мл/мин	от 0,001 до 25
Точность поддержания расхода, %	0,5 от текущего значения
Точность поддержания давления, %	0,25 % от ВПИ
Верхний предел измерения датчика дифференциального давления, МПа	1
Погрешность измерения, %	не более 0,5
Рабочие среды	вода с минерализацией не более 250 г/л, керосин, нефть, минеральные масла
Возможности	· поддержание постоянного перепада давления на образце за счет изменения расхода жидкости · определение объемов прокаченных жидкостей;

Комплект плит для испытаний в камере прочности, который включает:

верхняя плита на с портом для создания порового давления;
нижняя плита с портом для создания порового давления.

Диаметр исследуемых кернов, мм	30, 38 (опционально доступны плиты на иные диаметры образца)
Максимальное рабочее давление обжима, МПа	140
Максимальное рабочее поровое давление, МПа	70
Максимальная рабочая температура, °С	до +150
Осевая нагрузка, кН	до 1700

Система для контроля осевых и поперечных (окружных) деформаций, которая включает:

комплект монтажных колец (верхнее и нижнее) для двух датчиков деформации LVDT, расположенных на противоположных сторонах под углом 180° для контроля осевой деформации устанавливаемых на непосредственно образце;
роликовая цепь и приспособление для монтажа датчика для измерений поперечных (окружных) деформаций устанавливаемая непосредственно на образце.

Диаметр исследуемых кернов, мм	30, 38
Максимальное рабочее давление обжима, МПа	140
Максимальная рабочая температура, °С	до +150
Диапазон измерения датчиков осевой деформации, мм	±3
Диапазон измерения датчиков поперечных деформации, мм	±2
Точность измерения линейных размеров, мм	±0,002

Ультразвуковая система измерения скорости распространения продольных и поперечных волн, которая включает:

комплект плит с интегрированными датчиками для волн сжатия и сдвига с портами подачи порового давления;
верхняя плита на сферической опоре;
нижняя плита жесткой фиксации.

Диаметр исследуемых кернов, мм	30, 38 (опционально доступны датчики на иные диаметры образца)
Максимальное рабочее давление обжима, МПа	140
Максимальное рабочее поровое давление, МПа	70
Максимальная рабочая температура, °С	до +150
Осевая нагрузка, кН	до 1700
Рабочая частота, МГц	1
Диапазон измерения скоростей прохождения УЗ волн, м/с	от 500 до 9000
Источник ультразвуковых колебаний	· независимое возбуждение продольной и поперечной волн · плавная регулировка мощности сигнала · компьютерное и дополнительно ручное управление
Предварительный усилитель ультразвуковых колебаний	· два независимых канала, усиление до + 40 Дб, цифровой интерфейс управления · защита входов
Регистратор колебаний	· полоса пропускания 100 МГц · 2 независимых канала регистрации · передача цифрового сигнала на компьютер
Хранение и обработка результатов измерений	· маркерное определение времени первого вступления волны · возможность сохранения полученных сигналов в цифрововм виде · автоматический расчет упругих констант образца