Порядок выполнения работы. 1. Изготавливают из керна два цилиндрических образца с длинами L1=20 мм и L2 =30-40 мм и

1. Изготавливают из керна два цилиндрических образца с длинами L₁ =20 мм и L₂ =30-40 мм и диаметром d =30-40 мм/

2. Экстрагируют (см. «Работа с образцами») нефтенасыщенные образцы и высушивают их.

3. Обессоливают водонасыщенные образцы (см. «Работа с образцами»)

4. Насыщают образцы пластовой водой (см. «Работа с образцами»)

5. Собирают и заземляют схему измерительной установки.

Включают в сеть генератор, источники питания, усилитель и импульсный осциллограф.

6. Устанавливают образец длиной L₁ в прибор между излучателем и датчиком.

7. Измеряют длину образца.

8. Оцределяют время задержки τз в аппаратуре

9. Определяют время τ₁ прохождения упругой волны в образце длиной L₁.

10. Выполняют действия, указанные в пп. 6-9 при образце длиной L₂ вприборе для прозвучивания, и получают время τ 2.

11. Рассчитывают скорость Vp по формуле (38).

12. Находят по осциллограмме на экране ЭЛТ при помощи масштаба (марок) времени осциллографа период волны T и длину волны λрм=Vрм/T.

13. Рассчитывают по формуле (39) радиус r1 образцов с длинами L₁ и L₂, при котором можно получить скорость v Pcт

14. Высушивают образцы первоначальных размеров; дoводят их радиус до величины r1 и вымачивают длительно в сменяемой воде того же, что и ранее, состава.

15. Определяют времена τ3 и τ4 импульса в образцах так же, как и τ1 и τ2 рассчитывают скорость vPcтпо формуле (40).

А ппаратура, оборудование, материалы.

1. Аппаратура для определения коэффициента поглощения. Основными узлами предлагаемой аппаратуры (рис. 49): являются задающий гене­ратор видеоимпульсов 1; специальный генератор 2 радиоимпульсов; широкополосный усилитель 3; ступенчатый аттеню­атор 4; импульсный осциллограф 5; прямоугольные пластины размерами 16 х 14 мм для возбуждения поперечных колебаний; круглые пьезокварцевые пластины 6 диаметром 20 и 30 мм для возбуждения и приема продольных колебаний с частотой собственных колебаний 500 и 1000 кГц и с возможностью наблюдений третьей гармоники при 1500 и 3000 кГц. Ис­пользование гармоники позволяет устранить погрешности, связанные с непостоянством потерь в акустических контактах, а также сэкономить время, идущее на определение α,.

Специальный текстолитовый держатель образца имеет го­ризонтальную плату 7 и вертикальные стойки 8, в которые ввинчиваются винты 9, прижимающие латунные подушки 10и преобразователи 6 к образцу 11.

2. Установка для покрытия торцов образца способом напыления алюминием или оловом.

3. Касторовое пли трансформаторное масло.

При работе с установкой образец 11 закрепляется в специальном держателе (см. рис. 49). Согласующие контуры, состоящие из катушек индуктивности 12 и 13 и статической емкости nьезокварцевых пластин, обеспечивают максимальную передачу энергии от генератора к пьезо-преобразователю и от него к усилителю.

Для определения затухания волн в образце можно использо­вать ступенчатый аттенюатор 4 с ослаблением до 100 дБ. При этих определениях переключатель 14 переводится в позицию «П», таким образом затухание заменяется эквивалентным аттенюатором. Далее амплитуда зондирующего импульса при помощи аттенюа­тора доводится до уровня принятого импульса. Уровень ослабления аттенюатора в этом случае дает значение ослабления ультразвуковой волны в образце. Затухание определяется также по отношению амплитуд двух последовательных отражений импуль­сов, измеренных по линейному масштабу на экране осциллографа.

Рассматриваемая установка позволяет также определять скорости распространения упругих волн

vp = 2L(n -1) / τ

L -длина образца; n–номер импульса; τ -время задерж­ки n- гo имnульса после прямого.

СкоростьVp ст вычисляют по результатам прозвучивания образцов разной длины L1 и L2 диаетра d удовлетворяющие условию (38а).

УПРУГОСТЬ. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каким видам напряженного состояния отвечают модуль Юнга, коэф­фициент Пуассона и другие простые коэффициенты упругости и какими единицами они измеряются?

2. Почему для определения упругих свойств однофазных, однородных и изотропных пород достаточно только двух упругих коэффициентов и скоростей распространения упругих волн?

3. Дайте формулы зависимости между модулем Юнга и коэффициентом Пуассона, модулем всестороннего сжатия и модулем Юнга.

4. Сколько упругих коэффициентов и значений скоростей распространения упругих волн необходимо знать для определения упругости анизотропных горных пород?

5. От каких факторов зависят упругие коэффициенты и скорость рас­пространения упругих волн для многофазных пород?

6. Какие породы и почему имеют максимальные и минимальные скорости распространения упругих продольных волн? Дайте примеры.

7. Охарактеризуйте связь между скоростью распространения упругой волны и пористостью и укажите, для каких целей эту связь можно использовать?

8. В каких породах и почему наблюдается интенсивное поглощение упругих ультразвуковых колебаний?

9. Какие виды напряженного состояния Вы знаете?.

10. Какие типы упругих волн Вы знаете?

11. Скорости распространения упругих волн для многофазных пород.

12. Назовите породы с минимальной и максимальной скоростями распространения продольных волн

13. Какую зависимость можно использовать для определения пористости пород?

14.Что понимается под упругим телом?

15.Объясните принцип оределения скоростей волн с помощью ультразвуковой установки рис.49.

16. Как при помощи установки 49 определяют коэффициент затухания у-з волн?

17. Что в установке рис.49 является источником ультразвуковых волн?

18. В каких единицах измеряется модуль Юнга. Напишите значение этой единицы в СИ.

19. Каково соотношение периода ультразвуковых колебаний и скорости распространения упругих волн с периодом волны?

20. Как определяют время задержки ультразвукового импульса в аппаратуре рис.49?

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каким видам напряженного состояния отвечают модуль Юнга, коэф­фициент Пуассона и другие простые коэффициенты упругости и какими единицами они измеряются?

2. Почему для определения упругих свойств однофазных, однородных и изотропных пород достаточно только двух упругих коэффициентов и скоростей распространения упругих волн?

3. Дайте формулы зависимости между модулем Юнга и коэффициентом Пуассона, модулем всестороннего сжатия и модулем Юнга.

4. Сколько упругих коэффициентов и значений скоростей распространения упругих волн необходимо знать для определения упругости анизотропных горных пород?

5. От каких факторов зависят упругие коэффициенты и скорость рас­пространения упругих волн для многофазных пород?

6. Какие породы и почему имеют максимальные и минимальные скорости распространения упругих продольных волн? Дайте примеры.

7. Охарактеризуйте связь между скоростью распространения упругой волны и пористостью и укажите, для каких целей эту связь можно использовать?

8. В каких породах и почему наблюдается интенсивное поглощение упругих ультразвуковых колебаний?

9. Какие виды напряженного состояния Вы знаете?.

10. Какие типы упругих волн Вы знаете?

11. Скорости распространения упругих волн для многофазных пород.

12. Назовите породы с минимальной и максимальной скоростями распространения продольных волн

13. Какую зависимость можно использовать для определения пористости пород?

14.Что понимается под упругим телом?

15.Объясните принцип оределения скоростей волн с помощью ультразвуковой установки рис.49.

16. Как при помощи установки 49 определяют коэффициент затухания у-з волн?

17. Что в установке рис.49 является источником ультразвуковых волн?

18. В каких единицах измеряется модуль Юнга. Напишите значение этой единицы в СИ.

19. Каково соотношение периода ультразвуковых колебаний и скорости распространения упругих волн?

20. Как определяют время задержки ультразвукового импульса в аппаратуре рис.49?

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каким видам напряженного состояния отвечают модуль Юнга, коэф­фициент Пуассона и другие простые коэффициенты упругости и какими единицами они измеряются?

2. Почему для определения упругих свойств однофазных, однородных и изотропных пород достаточно только двух упругих коэффициентов и скоростей распространения упругих волн?

3. Дайте формулы зависимости между модулем Юнга и коэффициентом Пуассона, модулем всестороннего сжатия и модулем Юнга.

4. Сколько упругих коэффициентов и значений скоростей распространения упругих волн необходимо знать для определения упругости анизотропных горных пород?

5. От каких факторов зависят упругие коэффициенты и скорость рас­пространения упругих волн для многофазных пород?

6. Какие породы и почему имеют максимальные и минимальные скорости распространения упругих продольных волн?

7. Охарактеризуйте связь между скоростью распространения упругой волны и пористостью и укажите, для каких целей эту связь можно использовать?

8. В каких породах и почему наблюдается интенсивное поглощение упругих ультразвуковых колебаний?

9. Pасскажите о видах напряженного состояния.

10. Типы упругих волн.

11. Скорости распространения упругих волн для многофазных пород.

12. Назовите породы с минимальной и максимальной скоростями распространения продольных волн

13. Какую зависимость можно использовать для определения пористости пород?

14.Что понимается под упругим телом?

15. Объясните принцип оределения скоростей волн с помощью

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каким видам напряженного состояния отвечают модуль Юнга, коэф­фициент Пуассона и другие простые коэффици-енты упругости и какими единицами они измеряются?

2. Почему для определения упругих свойств однофазных, однородных и изотропных пород достаточно только двух упругих коэффициентов и скоростей распространения упругих волн?

3. Дайте формулы зависимости между модулем Юнга и коэффициентом Пуассона, модулем всестороннего сжатия и модулем Юнга.

4. Сколько упругих коэффициентов и значений скоростей распространения упругих волн необходимо знать для определения упругости анизотропных горных пород?

5. От каких факторов зависят упругие коэффициенты и скорость рас­пространения упругих волн для многофазных пород?

6. Какие породы и почему имеют максимальные и минимальные скорости распространения упругих продольных волн?

7. Охарактеризуйте связь между скоростью распространения упругой волны и пористостью и укажите, для каких целей эту связь можно использовать?

8. В каких породах и почему наблюдается интенсивное поглощение упругих ультразвуковых колебаний?

9. Pасскажите о видах напряженного состояния.

10. Типы упругих волн.

11. Скорости распространения упругих волн для многофазных пород.

12. Назовите породы с минимальной и максимальной скоростями распространения продольных волн

13. Какую зависимость можно использовать для определения пористости пород?

14.Что понимается под упругим телом?

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каким видам напряженного состояния отвечают модуль Юнга, коэф­фициент Пуассона и другие простые коэффици-енты упругости и какими единицами они измеряются?

2. Почему для определения упругих свойств однофазных, однородных и изотропных пород достаточно только двух упругих коэффициентов и скоростей распространения упругих волн?

3. Дайте формулы зависимости между модулем Юнга и коэффициентом Пуассона, модулем всестороннего сжатия и модулем Юнга.

4. Сколько упругих коэффициентов и значений скоростей распространения упругих волн необходимо знать для определения упругости анизотропных горных пород?

5. От каких факторов зависят упругие коэффициенты и скорость рас­пространения упругих волн для многофазных пород?

6. Какие породы и почему имеют максимальные и минимальные скорости распространения упругих продольных волн?

7. Охарактеризуйте связь между скоростью распространения упругой волны и пористостью и укажите, для каких целей эту связь можно использовать?

8. В каких породах и почему наблюдается интенсивное поглощение упругих ультразвуковых колебаний?

9. Pасскажите о видах напряженного состояния.

10. Типы упругих волн.

11. Скорости распространения упругих волн для многофазных пород.

12. Назовите породы с минимальной и максимальной скоростями распространения продольных волн

13. Какую зависимость можно использовать для определения пористости пород?

14.Что понимается под упругим телом

Для большинства горных пород и минералов может быть справедлив закон Гука: малые диформации пропорциональны приложенной нагрузке, т.е. для них можно использовать одну из пар констант:

А) модуль Юнга Е и коэффициент Пуассона σп;

В) константы Ляме l и µ и модуль сдвига G;

С) скорости продольных волн V_p и поперечных волн V_s.

регистрируются две скорости распространения колебаний Vp и V_p СТ В неограниченной по размерам породе и в ее стержне; Vp и Vs продольных и поперечных колебаний или Vp и VR- продольных И поверхностных (релеевских) колебаний. По этим скоростям и плотности сухой породы Ь_с, можно рас­считать основные коэффициенты упругости.

Лабораторная работа 31

Дата добавления: 2015-08-21