兩側(cè)平面人工模擬巖心試件的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種兩側(cè)平面人工模擬巖心試件的制備方法。所述的兩側(cè)平面的人工模擬巖心試件的制備步驟包括：(1)人工模擬巖心試件的材料配比選擇及其配制；(2)將混合好的人工模擬材料所制備的砂漿裝入試驗(yàn)?zāi)＞撸?3)對(duì)裝模完成的人工試件進(jìn)行加壓，加壓壓力的大小以及加壓時(shí)間取決于實(shí)驗(yàn)設(shè)定要求；(4)對(duì)完成加壓的兩側(cè)平面人工模擬巖心試件進(jìn)行試件的脫模工作；(5)對(duì)脫模完成的兩側(cè)平面人工模擬巖心試件進(jìn)行自然陰干工作。本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)便、便于操作，所述兩側(cè)平面人工模擬試件由前面所述的制備方法制備。
【專利說明】?jī)蓚?cè)平面人工模擬巖心試件的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種人工模擬巖心試件的制備方法，特別是一種制備兩側(cè)平面人工模擬巖心試件的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]將現(xiàn)場(chǎng)取回的真實(shí)巖心加工成標(biāo)準(zhǔn)巖石力學(xué)性質(zhì)測(cè)試試件，其取心過程對(duì)所取試件的影響較大，即便獲得完整的巖心，損傷的影響對(duì)巖石性質(zhì)的改變亦很顯著。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明即針對(duì)上述缺陷提供一種實(shí)驗(yàn)室模擬真實(shí)巖心缺陷的兩側(cè)平面人工模擬巖心試件的制備方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種制備兩側(cè)平面人工模擬巖心試件模具。
[0005]按照本發(fā)明第一方面的一套兩側(cè)平面人工模擬巖心試件模具包括試件壓頭、套筒、巖心瓣、裝模底座、夯實(shí)工具，其中巖心瓣是裝套在套筒內(nèi)，試件壓頭裝套在巖心瓣組成的空間中，巖心瓣與試件壓頭組合后嵌套在裝模底座中，砂漿填入巖心瓣所形成的空間中，砂漿填入過程中需用夯實(shí)工具進(jìn)行簡(jiǎn)單壓實(shí)，砂漿填入至一定高度后，從底部取出裝模底座。
[0006]優(yōu)選的是，所述試件壓頭的數(shù)量為兩個(gè)。
[0007]優(yōu)選的是，所述巖心瓣的數(shù)量為兩個(gè)
[0008]優(yōu)選的是,所述套筒的數(shù)量為一個(gè)。
[0009]優(yōu)選的是，所述模具底座的數(shù)量為一個(gè)。
[0010]優(yōu)選的是，所述夯實(shí)工具的數(shù)量為一個(gè)。
[0011]優(yōu)選的是，所述試件壓頭為兩側(cè)平面的圓柱體。
[0012]優(yōu)選的是，所述巖心瓣所組成封閉空間為兩側(cè)平面的圓柱體。
[0013]優(yōu)選的是，所述夯實(shí)工具的壓片為兩側(cè)平面的圓柱體。
[0014]優(yōu)選的是，所述巖心瓣嵌套在套筒之內(nèi)，并能自由滑動(dòng)。
[0015]優(yōu)選的是，所述試件壓頭能夠在兩片巖心瓣組成的封閉空間內(nèi)自由沿封閉空間的軸向滑動(dòng)。
[0016]優(yōu)選的是，所述裝模底座為圓柱凹臺(tái)，兩片巖心瓣組成空間的直徑與裝模底座的最小直徑相同。
[0017]優(yōu)選的是，所述裝模底座的最大內(nèi)徑與兩片巖心瓣組成的最大直徑相同，兩片巖心瓣組合能夠嵌套在裝模底座中一定深度。
[0018]優(yōu)選的是，所述裝模底座的最大直徑與套筒最大直徑相同，套筒可通過巖心瓣組合的嵌套，使得套筒能夠直立在裝模底座上。
[0019]優(yōu)選的是，所述夯實(shí)工具的最大直徑略小于兩片巖心瓣所組成的空間的直徑。[0020]優(yōu)選的是，所述夯實(shí)工具可沿兩片巖心瓣組成的封閉空間的軸向自由滑動(dòng)。
[0021]優(yōu)選的是，所述兩片巖心瓣組成的兩側(cè)平面圓柱形空間用于砂漿的填充。
[0022]優(yōu)選的是，所述試件壓頭與兩片巖心瓣的配合方式為間隙配合。
[0023]優(yōu)選的是，所述巖心瓣與套筒的配合方式為間隙配合。
[0024]優(yōu)選的是，所述試件壓頭壁面表面設(shè)有刻度線。
[0025]優(yōu)選的是，所述人工模擬試件模具的材料為304不銹鋼。
[0026]本發(fā)明第二方面提供了一套兩側(cè)平面人工模擬巖心試件模具的使用方法，其包括以下步驟:
[0027]a.根據(jù)設(shè)定好的材料配比進(jìn)行材料稱量；
[0028]b.砂漿均勻混合；
[0029]c.砂漿填入試件模具；
[0030]d.填入砂漿過程中不斷用夯實(shí)工具進(jìn)行簡(jiǎn)單壓實(shí)；
[0031]e.砂漿填入到預(yù)定深度后，安裝上部試件壓頭；
[0032]f.將底部的裝模底座卸下；
[0033]g.將部件安裝完畢的模具放入加壓臺(tái)；
[0034]h.對(duì)模具加載預(yù)設(shè)壓力；
[0035]1.不斷補(bǔ)充液壓，待壓力表穩(wěn)定后，不在加壓；
[0036]j.壓力加載一定時(shí)間后，卸下模具；
[0037]k.將試件壓頭取下，待試件凝固一定時(shí)間后進(jìn)行試件脫模。
[0038]1.脫模后，將試件放在陰涼處自然陰干一段時(shí)間。
[0039]優(yōu)選的是，以上步驟依次進(jìn)行，在完成步驟j、步驟k、步驟I的同時(shí)，重復(fù)步驟a?步驟i，以提高人工模擬巖心試件的制備效率。
[0040]優(yōu)選的是，所述試件模具為本發(fā)明第一方面提供的一套標(biāo)準(zhǔn)人工模擬巖心模具。
[0041]優(yōu)選的是，所述人工模擬巖心試件的制備流程中，共有多套標(biāo)準(zhǔn)人工模擬巖心模具進(jìn)行試件制備操作。
[0042]優(yōu)選的是，所述試件壓頭壁面表面設(shè)有刻度線。
[0043]優(yōu)選的是，所述人工模擬巖心試件高度由試件壓頭的刻度線控制在一定范圍內(nèi)。
[0044]更多操作對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言都是已知的，不再贅述。
[0045]本發(fā)明第二方面所提供的人工模擬巖心試件制備方法的技術(shù)方案包括上述各部分的任意組合，上述各部分組件的簡(jiǎn)單變化或組合仍為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]圖1為按照本發(fā)明第一方面的一套兩側(cè)平面人工模擬巖心試件模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖2為預(yù)加壓前砂漿填充完畢的模具示意圖。
[0048]圖1、圖2中數(shù)字分別表示:
[0049]1-試件壓頭2-巖心瓣3-套筒
[0050]4-夯實(shí)工具5-裝模底座【具體實(shí)施方式】
[0051]為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0052]圖1為按照本發(fā)明第一方面的一套兩側(cè)平面人工模擬巖心試件模具的結(jié)構(gòu)示意圖，本制備方法中，一套兩側(cè)平面人工模擬巖心試件模具包括試件壓頭1、巖心瓣2、套筒3、夯實(shí)工具4、裝模底座5。
[0053]本制備方法中，所述試件壓頭I的數(shù)量為兩個(gè)。
[0054]本制備方法中，所述巖心瓣2的數(shù)量為兩個(gè)
[0055]本制備方法中，所述套筒3的數(shù)量為一個(gè)。
[0056]本制備方法中，所述夯實(shí)工具4的數(shù)量為一個(gè)。
[0057]本制備方法中，所述裝模底座5的數(shù)量為一個(gè)。
[0058]本制備方法中，所述巖心瓣2嵌套在套筒3之內(nèi)，并能自由滑動(dòng)。
[0059]本制備方法中，所述試件壓頭I能夠在兩片巖心瓣2組成的封閉空間內(nèi)自由沿封閉空間的軸向滑動(dòng)。
[0060]本制備方法中，所述裝模底座5為圓柱凹臺(tái)，兩片巖心瓣2組成空間的直徑與裝模底座5的最小直徑相同。
[0061 ] 本制備方法中，所述裝模底座5的最大內(nèi)徑與兩片巖心瓣2組成的最大直徑相同，兩片巖心瓣2組合能夠嵌套在裝模底座中一定深度。
[0062]本制備方法中，所述裝模底座5的最大直徑與套筒3最大直徑相同，套筒可3通過巖心瓣2組合的嵌套，使得套筒3能夠直立在裝模底座5上。
[0063]本制備方法中，所述夯實(shí)工具5的最大直徑略小于兩片巖心瓣2所組成的封閉空間的直徑。
[0064]本制備方法中，所述夯實(shí)工具5可沿兩片巖心瓣2組成的封閉空間的軸向自由滑動(dòng)。
[0065]本制備方法中，所述兩片巖心瓣2組成的空間用于砂漿的填充。
[0066]本制備方法中，所述試件壓頭I與兩片巖心瓣2的配合方式為間隙配合。
[0067]本制備方法中，所述巖心瓣2與套筒3的配合方式為間隙配合。
[0068]本制備方法中，所述裝模底座5與巖心瓣2、套筒3的配合方式為間隙配合。
[0069]本制備方法中，所述試件壓頭I壁面表面設(shè)有刻度線。
[0070]本制備方法中，所述試件壓頭1、巖心瓣2、套筒3、夯實(shí)工具4以及裝模底座5的材料為304不銹鋼。
[0071]圖2為預(yù)加壓前砂漿填充完畢的模具示意圖。本制備方法中，壓力分別加載在兩個(gè)試件壓頭I上，對(duì)巖心瓣2內(nèi)的砂漿進(jìn)行壓實(shí)。試件中多余的水分會(huì)從試件壓頭I和巖心瓣2之間的縫隙中流出。
[0072]本實(shí)施例所述的帶壓干鉆取心鉆頭的技術(shù)方案包括上述各部分的任意組合，上述各部分組件的簡(jiǎn)單變化或組合仍為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0073]本發(fā)明提供了 一種人工模擬巖心試件的制備方法,所述的人工模擬巖心試件的制備方法例如包括:步驟1、2、3、4、5、6、7、8。
[0074]1、根據(jù)設(shè)計(jì)的人工模擬巖心試件的配比材料的用量，進(jìn)行材料的稱量。[0075]2、稱量完畢后，將粉末材料進(jìn)行干混合，粉末材料攪拌均勻后，加入I %硼酸溶液進(jìn)行濕混合。
[0076]3、將攪拌好的砂漿裝入兩套標(biāo)準(zhǔn)人工模擬巖心模具，每次放入適當(dāng)砂漿后，用夯實(shí)工具進(jìn)行搗實(shí)，搗實(shí)過程中將裝模工具旋轉(zhuǎn)下壓，使得砂漿均勻的鋪入模具。(搗實(shí)時(shí)應(yīng)注意:搗實(shí)目的是為了不使制備的巖心中出現(xiàn)氣泡，以免影響試件強(qiáng)度)
[0077]4、將砂漿填充至試件壓頭進(jìn)入模具一定深度后，握住模具，取下裝模底座。
[0078]5、試件加壓過程中，隨著試件的壓實(shí)，直至達(dá)到充分固結(jié)過程中，需要保持相對(duì)恒定的加載壓力，整個(gè)加載壓力過程中加載壓力的大小以及持續(xù)時(shí)間都是根據(jù)人工模擬巖心試件的相關(guān)性質(zhì)所決定的。(注意:加載壓力過程中，隨著初始設(shè)計(jì)的加載壓力值的增大，完全固結(jié)的時(shí)間也隨之推后，即應(yīng)保證全程監(jiān)控壓力變化，保持相對(duì)恒定的加載壓力)
[0079]6、待試件加載一定時(shí)間后，重復(fù)步驟I?4，進(jìn)行下一組的試件填充工作。當(dāng)下一組的試件填充工作完成時(shí)，加載時(shí)間達(dá)到一個(gè)小時(shí)。將模具卸下，將試件壓頭旋出后，下一組模具重復(fù)步奏4。將卸下的模具，放置一邊，待試件充分凝固后(凝固時(shí)應(yīng)注意:放置一定時(shí)間，注意避免陽光照射)，進(jìn)行下一步的脫模工作。
[0080]7、試件脫模后，首先，記錄下試件的脫模時(shí)間，然后，放置陰涼處進(jìn)行保養(yǎng)，等待試件表面已經(jīng)沒有水分時(shí)，對(duì)試件進(jìn)行標(biāo)號(hào)。將脫模后的模具清洗干凈，為下一組的試件填充過程做準(zhǔn)備。
[0081 ] 8、試件制作脫模完畢后，在陰涼處避光進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。
[0082]更多操作對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言都是已知的，不再贅述。
[0083]本制備方法中所述的人工模擬巖心試件模具，對(duì)于人工模擬巖心試件的制備，操作簡(jiǎn)單易行，所制備的巖心試件模擬真實(shí)巖心較為相似。
[0084]本制備方法中所述的人工模擬巖心試件制備方法的技術(shù)方案包括上述各部分的任意組合，上述各部分組件的簡(jiǎn)單變化或組合仍為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種兩側(cè)平面人工模擬巖心試件制備方法，其包括如下步驟: a.根據(jù)設(shè)定好的材料配比進(jìn)行材料稱量； b.砂漿均勻混合； c.砂漿填入試件模具； d.填入砂漿過程中不斷用夯實(shí)工具進(jìn)行簡(jiǎn)單壓實(shí)； e.砂漿填入到預(yù)定深度后，安裝上部試件壓頭； f.將底部的裝模底座卸下； g.將部件安裝完畢的模具放入加壓臺(tái)； h.對(duì)模具加載預(yù)設(shè)壓力； 1.不斷補(bǔ)充液壓，待壓力表穩(wěn)定后，不在加壓； j.壓力加載一定時(shí)間后，卸下模具； k.將試件壓頭取下，待試件凝固一定時(shí)間后進(jìn)行試件脫模。 1.脫模后，將試件放在陰涼處自然陰干一段時(shí)間。 其特征在于，以上步驟依次進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求1所述兩側(cè)平面人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:采用兩側(cè)平面人工模擬巖心試件模具制備人工模擬巖心試件。
3.如權(quán)利要求1所述兩側(cè)平面人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述裝模底座5的最大內(nèi)徑與兩片巖心瓣2組成的最大直徑相同，兩片巖心瓣2組合能夠嵌套在裝模底座中一定深度。
4.如權(quán)利要求1所述兩側(cè)平面人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述裝模底座5的最大直徑與套筒3最大直徑相同，套筒可3通過巖心瓣2組合的嵌套，使得套筒3能夠直立在裝模底座5上。
5.如權(quán)利要求1所述兩側(cè)平面人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述夯實(shí)工具5的最大直徑略小于兩片巖心瓣2所組成的封閉空間的直徑。
6.如權(quán)利要求4所述兩側(cè)平面人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述夯實(shí)工具5可沿兩片巖心瓣2組成的封閉空間的軸向自由滑動(dòng)。
7.如權(quán)利要求4所述兩側(cè)平面人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述兩片巖心瓣2組成的空間用于砂漿的填充。
8.如權(quán)利要求4所述兩側(cè)平面人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述試件壓頭I與兩片巖心瓣2的配合方式為間隙配合。
9.如權(quán)利要求4所述兩側(cè)平面人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述巖心瓣2與套筒3的配合方式為間隙配合。
10.如權(quán)利要求4所述兩側(cè)平面人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述裝模底座5與巖心瓣2、套筒3的配合方式為間隙配合。
11.如權(quán)利要求1所述兩側(cè)平面人工模擬巖心試件制備方法，其特征在于:所述試件壓頭I壁面表面設(shè)有刻度線。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK103543051SQ201310415377
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】張廣清, 陳佳敏, 潘睿 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)