Спосіб оцінки напруженого стану масиву гірських порід

Спосіб оцінки напруженого стану масиву гірських порід, що включає буріння нагнітальної свердловини, герметизацію в ній розпірним герметизатором циліндричної вимірювальної камери, нагнітання робочої рідини до критичного і стабілізованого тисків, визначення за параметра ми пдророзриву числових значень двох головних напружень, ортогональних поздовжній осі нагнітальної свердловини, який відрізняється тим, що після пдророзриву в циліндричній вимірювальній камері подовжують нагнітальну свердловину на відстань, не меншу двадцятикратноі величини и діаметра, герметизують в торцевій частині за допомогою твердіючої речовини дископодібну вимірювальну камеру з нагнітальним трубопроводом, нагнітають в камеру робочу рідину до пдророзриву її стінок і вимірюють стабілізований тиск робочої рідини, за яким визначають величину головного напруження, паралельного поздовжній осі нагнітальної свердловини Винахід відноситься до гірничої промисловості і може бути використаний для оцінки напруженого стану масиву гірських порід Відомий спосіб оцінки напруженого стану масиву гірських порід, вміщуючий буріння нагнітальних свердловин у взаємно ортогональних напрямках, герметизацію в них вимірювальних камер, нагнітання робочої рідини до критичних та стабілізованих тисків, визначення за параметрами пдророзриву величини та напрямку головних складових поля напружень [1] Недоліком способу є висока трудомісткість робіт з буріння трьох взаємно ортогональних нагнітальних свердловин в масиві гірських порід Найбільш близьким технічним рішенням є спосіб оцінки напруженого стану гірських порід, вміщуючий буріння нагнітальної свердловини, герметизацію в ній розпірним герметизатором циліндричної вимірювальної камери, нагнітання в камеру робочої рідини до критичного та стабілізованого тисків, визначення за параметрами пдророзриву чисельних значень та просторової орієнтації двох головних напружень, ортогональних поздовжній осі нагнітальної свердловини [2] Недолік способу в тому, що в одній нагнітальній свердловині при герметизації в ній розпірним герметизатором циліндричної вимірювальної камери неможливо за параметрами пдророзриву визначити величину третього головного напруження, паралельного поздовжній осі нагнітальної свердловини В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу оцінки напруженого стану масиву гірських порід, в якому, за рахунок утворення в торцевій частині нагнітальної свердловини дисковидної вимірювальної камери по параметрам здійсненного у ній пдророзриву, можливе визначення третього головного напруження, паралельного поздовжній осі нагнітальної свердловини, що забезпечує підвищення інформативності заявленого способу і, як наслідок, зниження трудомісткості робіт по його застосуванню за рахунок зменшення потрібної КІЛЬКОСТІ нагнітальних свердловин Поставлена задача вирішується тим, що у способі оцінки напруженого стану гірських порід, вміщуючого буріння нагнітальної свердловини, герметизацію в ній розпірним герметизатором циліндричної вимірювальної камери, нагнітання робочої рідини до критичного та стабілізованого тисків, визначення за параметрами пдророзриву чисельних значень та просторової орієнтації головних напружень, ортогональних поздовжній осі нагнітальної свердловини, згідно винаходу, після пдророзриву в цілиндричній вимірювальній камері подовжують нагнітальну свердловину на відстань, не меншу двадцятикратної величини її діаметра, герметизують у торцевій частині за допомогою твердіючої речовини дисковидну вимірювальну камеру з нагнітальним трубопроводом, нагнітають у камеру робочу рідину до пдророзриву її стінок та вимірюють стабілізований тиск робочої рідини, за яким визначають величину головного напруження, О ю 51101 паралельного поздовжній осі нагнітальної свердловини Подовження нагнітальної свердловини на відстань, не меншу двадцятикратної величини и діаметра, забезпечує виключення впливу попередніх тріщин, утворених при пдророзриві в циліндричній вимірювальній камері, на напруженодеформований стан нової торцевої частини свердловини Герметизація в ній за допомогою твердіючої речовини дисковидної вимірювальної камери з нагнітальним трубопроводом забезпечує за рахунок взаємодії зближенних донної і герметизуючої поверхонь сприятливі умови для утворення між ними дисковидної порожнини пдророзриву, стабілізований тиск робочої рідини в якій відповідає величині складової поля напружень, паралельної поздовжній осі нагнітальної свердловини Таким чином, заявлений спосіб дозволяє підвищити Інформативність про напружений стан масиву гірських порід, тобто, отримати повну інформацію про величину та просторову орієнтацію трьох головних складових діючого поля напружень за параметрами пдро-розривів, виконаних в одній нагнітальній свердловині Винахід пояснюється кресленням (див фіг), на якому приведено поздовжній розріз по нагнітальній свердловині пунктиром зображена 11 подовжена частина з загерметизованим нагнітальним трубопроводом Запропонований спосіб реалізують таким чином У наміченій для оцінки напруженого стану ДІЛЯНЦІ масиву гірських порід бурять нагнітальну свердловину 1 діаметром (dc), довжиною (h) В донній її частині за допомогою розпірного герметизатора 2 герметизують циліндричну вимірювальну камеру 3, довжиною (Ik), не меншою трьох діаметрів свердловини (Ік >3d) Високонапірним насосом 4 через розпірний герметизатор в цю вимірювальну камеру нагнітають робочу рідину до критичного і наступного стабілізованого тисків, за якими визначають величини головних напружень сгі та аг, ортогональних поздовжній осі нагнітальної свердловини просторову орієнтацію цих напружень визначають, після вилучення герметизатора (2) інструментальними пристроями по слідам площини пдророзриву 5 на стінках вимірювальної камери 3 Потім за допомогою бурильної установки подовжують нагнітальну свердловину на відстань ДІ > 20 d c Після вилучення бурильних штанпв з подовженої свердловини в ній встановлюють нагнітальний трубопровід 6 з обмежувальним диском 7 до контакту його з торцевою частиною цієї свердловини За допомогою твердіючої речовини 8 (наприклад, розширюючого цементно-піщаного розчину, полімерних смол та ін ) герметизують дисковидну вимірювальну камеру 9 Після затвердіння герметизуючої речовини 8 високонапірним насосом 4, з'єднаним з нагнітальним трубопроводом 6, у вимірювальну камеру 9 закачують робочу рідину до критичного і наступного стабілізованого тисків, які контролюють за показаннями манометра 10, при цьому величину головного напруження (аз), паралельного поздовжній осі нагнітальної свердловини, визначають по стабілізованому тиску робочої рідини у дисковидній порожнині (11) Таким чином, заявлений спосіб, за рахунок підвищення його інформативності, дозволяє визначити в одній нагнітальній свердловині три головні напруження, ДІЮЧІ в масиві гірських порід Використання способу найбільш ефективне в скельних породах, схильних до крихкого руйнування Джерела інформації 1 А с СССР № 1234624, Е 21 С 39/00 -1986, БИ № 20 2 А С СССР tf 857484, Е 21 С 39/00 - 1981, БИ № 31 (ПРОТОТИП) ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71