專利名稱：縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種壓力測試裝置，尤其涉及縫洞型碳酸鹽巖的抗壓強(qiáng)度的壓力測試裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的巖石壓力測試儀通常是在常溫和常壓下對巖石進(jìn)行檢測，而所得到的數(shù)據(jù)與地下巖石的實(shí)際抗壓值不符。特別是對于縫洞型碳酸鹽巖來說，它在地下要承受著高溫和高壓，因此用現(xiàn)有的巖石壓力測試儀來檢測縫洞型碳酸鹽巖，所檢測到的數(shù)據(jù)與實(shí)際狀態(tài)下縫洞型碳酸鹽巖的抗壓值偏差較大，要使用系數(shù)來對其檢測值進(jìn)行校正，而系數(shù)的確定又是根據(jù)經(jīng)驗或大量的試驗數(shù)據(jù)得出的，對于某一特定的縫洞型碳酸鹽巖來說，用系數(shù)校正不存在普遍的適用性。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的巖石壓力測試裝置不能完全模擬縫洞型碳酸鹽巖所處的實(shí)際狀態(tài)問題，本實(shí)用新型提供了一種縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置。本實(shí)用新型的設(shè)計思路如下縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置，包括巖心12、密封容器、加熱器2、圍壓加壓模塊、軸向加壓模塊以及測試模塊。巖心12固定設(shè)置在密封容器中。在做三軸壓力試驗時，密封容器內(nèi)充滿高壓液體，形成對巖心12的圍壓。加熱器2沿周向設(shè)置在密封容器外側(cè)壁上，對密封容器進(jìn)行加熱。圍壓加壓模塊為液壓缸結(jié)構(gòu)；圍壓加壓模塊下端緊壓住密封容器。軸向加壓模塊對巖心12進(jìn)行加壓，其包括下頂桿13，下頂桿13的上表面緊頂住巖心12下表面。測試模塊包括形變傳感器17以及計算機(jī)；形變傳感器17設(shè)置在巖心12側(cè)壁上，形變傳感器17通過電纜16與計算機(jī)相連接。圍壓加壓模塊包括油缸桿6、油缸7以及油泵；油缸桿6與油缸7為一體結(jié)構(gòu)，油缸桿6底端緊頂住缸蓋5 ；油缸7上設(shè)有油缸接口 8，油泵的輸出端通過油缸接口 8與油缸7相連接。軸向加壓模塊包括頂柱11以及下頂桿13 ；頂柱11頂端緊頂住密封容器，頂柱11底端緊壓住巖心12 ;下頂桿13頂端由下方伸入密封容器中并緊頂住巖心12下表面。本裝置包括溫度傳感器3，以檢測缸體I內(nèi)部的溫度值。溫度傳感器3設(shè)置在加熱器2中，溫度傳感器3通過電纜16與計算機(jī)相連接；加熱器2為高頻交變加熱器，該加熱器由高頻交變磁場產(chǎn)生渦流從而達(dá)到加熱功倉泛。[0019]為了保證在試驗過程中，巖心12不與高壓液體相接觸，本裝置還包括熱收縮套。熱收縮套沿周向套接在巖心12外側(cè)壁上，熱收縮套的軸向長度大于巖心12的軸向長度；熱收縮套的材質(zhì)為聚四氟乙烯。本裝置包括壓力傳感器18，以檢測缸體I內(nèi)部的圍壓值。壓力傳感器18為薄片結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在密封容器頂端與頂柱11之間，壓力傳感器18通過電纜16與計算機(jī)相連接。密封容器包括缸體I和缸蓋5 ；缸蓋5加蓋在缸體I上，缸體I與缸蓋5之間形成密封空腔，巖心12固定設(shè)置在密封空腔中；且在密封容器內(nèi)還設(shè)置有夾持器4，夾持器4固定設(shè)置在缸體I中，夾持器4的上、下兩端分別固定設(shè)置在頂柱11的外側(cè)壁以及下頂桿13的外側(cè)壁上。軸向加壓模塊包括壓力機(jī)19，壓力機(jī)19的頂出端伸入密封容器并緊頂住巖心12下表面，且壓力機(jī)19的頂出端與巖心12設(shè)置在同一軸線上；即下頂桿13為壓力機(jī)19的頂出端，壓力機(jī)19的頂出端由下端伸入密封容器中并緊頂住巖心12下表面，下頂桿13底端通過聯(lián)軸節(jié)與壓力機(jī)19的主缸體相連接。壓力機(jī)19帶動下頂桿13向巖心12提供向上的軸向壓力。本裝置還包括電纜保護(hù)帽，其為葛蘭或電纜接插件；電纜保護(hù)帽套接在電纜16 —端的外側(cè)壁上；本裝置還包括支撐模塊，支撐模塊包括上支架9-1、下支架9-2、左支柱10-1、右支柱10-2以及支架螺母15 ；左支柱10-1的上、下兩端分別通過支架螺母15固定在上支架9-1和下支架9_2上；右支柱10-2的上、下兩端分別通過支架螺母15固定在上支架9-1和下支架9_2上;油缸7與上支架9-1固定連接。在具體實(shí)施中，溫度傳感器3沿加熱器2的內(nèi)壁周向均勻分布。夾持器4的型號為HTK-JC20。在三軸壓力試驗過程中，缸體I密封空腔內(nèi)的最高溫度可達(dá)120°C、圍壓最大值可達(dá) lOOMpa。本裝置的測試方法包括以下步驟，步驟1，在試驗準(zhǔn)備階段，打開缸蓋5，先將巖心12放置在下頂桿13上，再將頂柱11放置在巖心12上，再將這個組合體的外面套上聚四氟乙烯熱收縮套，加熱使之收縮，保證在試驗時巖石不與高壓液體接觸。最后將夾持器4固定在組合體外部。步驟2，將缸體I內(nèi)注滿液體，使巖心12和夾持器4都浸泡在液體中，然后關(guān)閉缸蓋5。步驟3，通過油缸接口 8向油缸7供油，供油后油缸桿6下移，并緊壓住缸體1，使其壓力平衡，并向缸體I中的液體提供實(shí)驗所需圍壓。[0043]步驟4，開啟壓力機(jī)5-1，通過壓力機(jī)5-1帶動下頂桿13給予巖心12垂直向上的軸向壓力；同時，開啟加熱器2，對缸體I加熱，使缸體I升溫至所要試驗所需環(huán)境溫度，目的是最精確的模擬真實(shí)地層環(huán)境。步驟5，在上述過程中，溫度傳感器3、壓力傳感器18以及形變傳感器17測得的溫度、壓力、巖心變形情況等數(shù)據(jù)經(jīng)過電纜16傳輸給計算機(jī)，經(jīng)過專業(yè)軟件處理分析，得到用戶所需數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型帶來的有益效果如下本實(shí)用新型的縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置與現(xiàn)有的巖石壓力測試裝置相比，能夠完全模擬縫洞型碳酸鹽巖所處的地下狀態(tài)，使所檢測到的數(shù)據(jù)與實(shí)際狀態(tài)下縫洞型碳酸鹽巖的抗壓值接近，它克服了現(xiàn)有巖石壓力測試裝置無法模擬巖心真實(shí)環(huán)境的缺陷。本實(shí)用新型可以應(yīng)用于縫洞型油藏的開發(fā)和該地質(zhì)結(jié)構(gòu)的地下水開發(fā)等領(lǐng)域，具有很好的應(yīng)用前景。

圖1為本實(shí)用新型的縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置的示意圖。附圖編號說明1-缸體；2_加熱器；3溫度傳感器；4_夾持器；5_缸蓋；6-油缸桿；7-油缸；8-油缸接口 ；9_1上支架；9_2下支架；10-1左支柱;10-2右支柱;11_頂柱；12_巖心；13-下頂桿；14-葛蘭；15-支架螺母；16_電纜；17-形變傳感器；18-壓力傳感器；19-壓力機(jī)；
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)地說明，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于下述的具體實(shí)施方式
。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置，包括巖心12、缸體1、缸蓋5、加熱器
2、圍壓加壓模塊、軸向加壓模塊、測試模塊、頂柱11、夾持器4以及支撐模塊。缸蓋5加蓋在缸體I上，缸體I與缸蓋5之間形成密封空腔，巖心12固定設(shè)置在密封空腔中。加熱器2為高頻交變加熱器，該加熱器沿周向設(shè)置在密封容器外側(cè)壁上。圍壓加壓模塊為液壓缸結(jié)構(gòu)，其包括油缸桿6、油缸7以及油泵；油缸桿6與油缸7為一體結(jié)構(gòu)，油缸桿6底端緊壓住缸蓋5與缸體I。油缸7上設(shè)有油缸接口 8，油泵的輸出端通過油缸接口 8與油缸7相連接。軸向加壓模塊為液壓機(jī)結(jié)構(gòu)，包括壓力機(jī)19和下頂桿13，下頂桿13為壓力機(jī)19的頂出端。下頂桿13頂端由下方伸入缸體I中并緊頂住巖心12下表面，下頂桿13底端通過聯(lián)軸節(jié)與壓力機(jī)19的主缸體相連接，且下頂桿13與巖心12設(shè)置在同一軸線上。頂柱11頂端緊頂住缸蓋5，頂柱11底端緊壓住巖心12。夾持器4固定設(shè)置在缸體I中，夾持器4的上、下兩端分別固定設(shè)置在頂柱11的外側(cè)壁以及下頂桿13的外側(cè)壁上，夾持器4的型號為HTK-JC20。巖心12外側(cè)壁上套接有聚四氟乙烯材質(zhì)的熱收縮套，熱收縮套將巖心12的外表面完全包裹住，熱收縮套的軸向長度大于巖心12的軸向長度。測試模塊包括形變傳感器17、計算機(jī)、溫度傳感器3以及壓力傳感器；形變傳感器17設(shè)置在巖心12側(cè)壁上，溫度傳感器3設(shè)置在加熱器中，壓力傳感器18設(shè)置在缸蓋5與頂柱11之間；形變傳感器17、溫度傳感器3以及壓力傳感器18分別通過電纜16與計算機(jī)相連接。電纜16 —端的外側(cè)壁上套接有葛蘭14。支撐模塊包括上支架9-1、下支架9-2、左支柱10-1、右支柱10_2以及支架螺母15。左支柱10-1的上、下兩端分別通過支架螺母15固定在上支架9-1和下支架9_2上。右支柱10-2的上、下兩端分別通過支架螺母15固定在上支架9-1和下支架9_2上。油缸7與上支架9-1固定連接。上述技術(shù)方案只是本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員而言，在本實(shí)用新型公開了應(yīng)用方法和原理的基礎(chǔ)上，很容易做出各種類型的改進(jìn)或變形，而不僅限于本實(shí)用新型上述具體實(shí)施方式
所描述的結(jié)構(gòu)，因此前面描述的方式只是優(yōu)選地，而并不具有限制性的意義。
權(quán)利要求1.縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置，包括巖心(12)，其特征在于 所述裝置包括密封容器、加熱器(2)、圍壓加壓模塊、軸向加壓模塊以及測試模塊； 所述巖心(12)固定設(shè)置在所述密封容器中； 所述加熱器(2)沿周向設(shè)置在所述密封容器外側(cè)壁上； 所述圍壓加壓模塊為液壓缸結(jié)構(gòu)；所述圍壓加壓模塊下端緊壓住所述密封容器； 所述軸向加壓模塊對所述巖心(12)進(jìn)行加壓，其包括下頂桿(13)，所述下頂桿(13)的上表面緊頂住所述巖心(12)下表面； 所述測試模塊包括形變傳感器(17)以及計算機(jī)；所述形變傳感器(17)設(shè)置在所述巖心(12)側(cè)壁上，所述形變傳感器(17)通過電纜(16)與所述計算機(jī)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置，其特征在于 所述圍壓加壓模塊包括油缸桿(6)、油缸(7)以及油泵；所述油缸桿(6)與所述油缸(7)為一體結(jié)構(gòu)，所述油缸桿(6)底端緊頂住缸蓋(5)； 所述油缸(7)上設(shè)有油缸接口(8)，所述油泵的輸出端通過所述油缸接口(8)與所述油缸(7)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置，其特征在于 所述軸向加壓模塊包括頂柱(11)以及下頂桿(13)； 所述頂柱(11)頂端緊頂住密封容器，所述頂柱(11)底端緊壓住所述巖心(12);所述下頂桿(13)頂端由下方伸入所述密封容器中并緊頂住所述巖心(12)下表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置，其特征在于 所述裝置包括溫度傳感器(3)； 所述溫度傳感器(3 )設(shè)置在所述加熱器(2 )中，所述溫度傳感器(3 )通過所述電纜(16 )與所述計算機(jī)相連接； 所述加熱器(2)為高頻交變加熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置，其特征在于 所述裝置包括熱收縮套；所述熱收縮套沿周向套接在所述巖心(12)外側(cè)壁上，所述熱收縮套的軸向長度大于所述巖心(12)的軸向長度； 所述熱收縮套的材質(zhì)為聚四氟乙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置，其特征在于 所述裝置包括壓力傳感器(18);所述壓力傳感器(18)為薄片結(jié)構(gòu)，其設(shè)置在所述密封容器頂端與頂柱(11)之間，所述壓力傳感器(18)通過電纜(16)與計算機(jī)相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置，其特征在于 所述密封容器包括缸體(I)和缸蓋(5 );所述缸蓋(5 )加蓋在所述缸體(I)上，所述缸體(I)與缸蓋(5)之間形成密封空腔，所述巖心(12)固定設(shè)置在所述密封空腔中；且在所述密封容器內(nèi)還設(shè)置有夾持器(4 )，所述夾持器(4 )固定設(shè)置在所述缸體(I)中，所述夾持器(4)的上、下兩端分別固定設(shè)置在頂柱(11)的外側(cè)壁以及下頂桿(13)的外側(cè)壁上。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置，其特征在于 所述軸向加壓模塊包括壓力機(jī)(19)，所述壓力機(jī)(19)的頂出端伸入所述密封容器并緊頂住所述巖心(12)下表面，且所述壓力機(jī)(19)的頂出端與所述巖心(12)設(shè)置在同一軸線上；即所述下頂桿(13)為所述壓力機(jī)(19)的頂出端，所述壓力機(jī)(19)的頂出端由下端伸入所述密封容器中并緊頂住所述巖心(12)下表面，所述下頂桿(13)底端通過聯(lián)軸節(jié)與所述壓力機(jī)(19)的主缸體相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置，其特征在于 所述裝置還包括電纜保護(hù)帽，其為葛蘭或電纜接插件；所述電纜保護(hù)帽套接在所述電纜(16) —端的外側(cè)壁上； 所述裝置還包括支撐模塊，所述支撐模塊包括上支架(9-1)、下支架(9-2)、左支柱(10-1)、右支柱(10-2)以及支架螺母(15)； 所述左支柱(10-1)的上、下兩端分別通過所述支架螺母(15)固定在所述上支架(9-1)和下支架(9-2)上； 所述右支柱(10-2)的上、下兩端分別通過所述支架螺母(15)固定在所述上支架(9-1)和下支架(9-2)上； 所述油缸(7)與所述上支架(9-1)固定連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置，其特征在于 所述缸體(I)密封空腔內(nèi)的最高溫度為120°C ； 所述缸體(I)密封空腔內(nèi)的圍壓最大值為lOOMpa。
專利摘要縫洞型碳酸鹽巖壓力測試裝置，包括巖心、密封容器、加熱模塊、圍壓加壓模塊、軸向加壓模塊以及測試模塊；巖心設(shè)置在密封容器中，加熱模塊沿周向設(shè)置在密封容器外側(cè)壁上，圍壓加壓模塊為液壓缸結(jié)構(gòu)，其下端緊壓住密封容器；軸向加壓模塊對巖心12進(jìn)行加壓，其包括下頂桿，下頂桿的上表面緊頂住巖心12下表面；測試模塊包括形變傳感器以及計算機(jī)，形變傳感器設(shè)置在巖心側(cè)壁上，形變傳感器通過電纜將采集數(shù)據(jù)傳輸至計算機(jī)并通過軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到巖心的抗壓值；本實(shí)用新型能夠完全模擬縫洞型碳酸鹽巖所處的地下狀態(tài)，使所檢測到的數(shù)據(jù)與實(shí)際狀態(tài)下縫洞型碳酸鹽巖的抗壓值接近，克服了現(xiàn)有巖石壓力測試儀無法模擬巖心真實(shí)環(huán)境的缺陷。
文檔編號G01N3/18GK202903615SQ201220439780
公開日2013年4月24日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月31日
發(fā)明者李江龍, 康志江, 張 杰, 張允 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院