Una struttura di prova che simula le posizioni delle rocce è stata sviluppata a Samara Polytech. Consente di eseguire molti esperimenti con il materiale del nucleo in condizioni vicine a posizioni rocciose a diverse profondità.

La struttura originale sviluppata al Samara Polytech aiuterà a esplorare l'interno della Terra. In condizioni di laboratorio, il meccanismo ricrea i parametri fisici (ad esempio, pressione e temperatura) di un deposito situato a più profondità. La tecnologia consente di determinare con precisione le proprietà meccaniche di una roccia come durezza, elasticità e plasticità. Le sue caratteristiche tecniche sono descritte in dettaglio in un articolo pubblicato sulla rivista Costruzione di pozzi di petrolio e gas a terra e in mare .

"Lo sviluppo della struttura che chiamiamo 'Monster Machine' è stato ispirato dall'invenzione dell'accademico dell'Accademia delle scienze russa, il fondatore della geomeccanica del petrolio e del gas in URSS, Sergey Alexeevich Khristianovich, " dice Alexey Podyachev, il responsabile del progetto, un professore associato del dipartimento di trivellazione di pozzi di petrolio e gas, Candidato di Scienze Tecniche. "Sfortunatamente, non abbiamo visto l'installazione 'dal vivo' del leggendario scienziato, ci siamo accontentati solo di fotografie su internet. Ma conoscevamo i principi fondamentali del suo lavoro che hanno costituito la base del nostro progetto".

Alexey Podyachev, insieme al docente senior del dipartimento Pavel Bukin, calcolato la rigidità del corpo macchina, che è stato modellato e prodotto dagli ingegneri di uno stabilimento di San Pietroburgo. Quando il corpo fu consegnato a Samara, gli operai del Politecnico iniziarono a fabbricare la parte interna del meccanismo, dove il campione di roccia interagisce direttamente con le aste dei cilindri idraulici (asta metalliche che trasmettono la forza dal pistone).

"L'unicità della macchina è che il frammento del nucleo indagato viene caricato indipendentemente da tre lati. Per fare questo, nel blocco interno, abbiamo progettato una cinematica piuttosto complessa di un cubo decrescente con sovrapposizione del 100% dei bordi, " spiega Alexey. "Di regola, un cilindro con un diametro di 30 e un'altezza di 30 (o 60) millimetri è considerato la forma di riferimento del nucleo in esame. Però, è impossibile fornire un carico ortogonale completo lungo tre assi su un tale campione. Perciò, abbiamo deciso di sostituire il cilindro con un cubo. Tagliamo un campione a forma di cubo da un nucleo cilindrico a grandezza naturale e lo posizioniamo su un piedistallo speciale all'interno della macchina, dove le piastre di pressione lo premono da tre lati. Tutte le facce del campione sono completamente coperte, questo è, non ci sono aree libere. Ciò significa che viene caricato in modo uniforme sull'intero piano della faccia e non ha sezioni di "scarico".

Così, puoi simulare, Per esempio, la pressione all'interno del pozzo. Per questo, il campione è caricato uniformemente, e poi uno dei lati viene gradualmente rilasciato. Così, gli ingegneri calcolano a quale pressione e con quali carichi compaiono le deformazioni plastiche della roccia, e la sua successiva distruzione.

Con questa tecnologia, è possibile effettuare ricerche uniche sull'influenza del fluido di perforazione sulle proprietà meccaniche della roccia. Per questo, il campione viene saturato di liquido e installato nella macchina. Un'onda elastica viene fatta passare attraverso il campione ad un intervallo predeterminato. Tutte le deformazioni che si verificano vengono monitorate utilizzando speciali sensori di pressione e deformazione.

Poiché la rigidità dell'involucro dell'impianto Polytech consente di creare grandi carichi senza ridurre l'accuratezza dei risultati, su di essa si possono eseguire una serie di prove non legate alla perforazione, Per esempio, lo studio della resistenza del cemento, metallo e altri materiali.