便攜式巖心硬度測(cè)試儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種便攜式巖心硬度測(cè)試儀，包括手動(dòng)泵、拉壓傳感器、壓頭、液缸、巖心夾持器、箱體。通過(guò)絲桿的旋轉(zhuǎn)及巖心夾持器將全直徑巖心固定在支板上，在通過(guò)手搖泵對(duì)下部的液壓缸加壓，壓頭對(duì)巖心施加壓力，再由拉壓傳感器得到載荷與壓入位移的數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型所提供便攜式全直徑巖心硬度測(cè)試儀可以直接在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)井底取出的巖心進(jìn)行硬度測(cè)試，操作方便，所得結(jié)果更能實(shí)際地反映出地層的巖石性質(zhì)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和實(shí)驗(yàn)室研究數(shù)據(jù)的提取均具有較好的效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】便攜式巖心硬度測(cè)試儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種巖土工程中巖樣的硬度測(cè)試儀器，特別能夠在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)從油 (氣）層中取出的全直徑巖心的硬度進(jìn)行測(cè)試。

【背景技術(shù)】
[0002] 在巖土工程和石油工程中，巖石力學(xué)性質(zhì)是工程設(shè)計(jì)最基本的數(shù)據(jù)，往往要通過(guò) 大量力學(xué)實(shí)驗(yàn)獲得工程巖石的力學(xué)參數(shù)，而巖樣的硬度測(cè)試是這些力學(xué)參數(shù)中一個(gè)主要的 部分。巖石壓入硬度對(duì)選擇鉆進(jìn)工藝參數(shù)起決定性的作用，因此，現(xiàn)場(chǎng)取出的全直徑巖心的 硬度測(cè)試尤為重要。而現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試巖心硬度難，測(cè)試準(zhǔn)確度不高，通過(guò)對(duì)全直徑巖心的切割、 劈分和長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)忍幚?，再進(jìn)行硬度測(cè)試，可能對(duì)巖心的力學(xué)性質(zhì)造成影響，不能真實(shí)全面 的反映地層巖石的力學(xué)性質(zhì)。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型即針對(duì)上述缺陷提供一種現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試全直徑巖心硬度的測(cè)試儀器。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的第一方面提供一種便攜式巖心硬度測(cè)試儀。
[0005] 按照本實(shí)用新型的便攜式巖心硬度測(cè)試儀，包括手動(dòng)泵、拉壓傳感器、壓頭、壓力 缸、巖心加持器、箱體。上端的壓頭及巖心夾持器將全直徑巖心固定在支板上，手搖泵對(duì)下 部的液壓缸加壓使支板上升，通過(guò)壓頭對(duì)巖心施加壓力。
[0006] 優(yōu)選的是，所述絲桿與拉壓傳感器相連。
[0007] 優(yōu)選的是，所述上板與立柱固定。
[0008] 優(yōu)選的是，所述拉壓傳感器穿過(guò)滑動(dòng)板。
[0009] 優(yōu)選的是，所述滑動(dòng)板與支柱通過(guò)軸套相連。
[0010] 優(yōu)選的是，所述壓頭固定在拉壓傳感器下端。
[0011] 優(yōu)選的是，所述立柱與下板固定。
[0012] 優(yōu)選的是，所述液缸與支板固定。
[0013] 優(yōu)選的是，所述液缸下端與手搖泵相連。
[0014] 優(yōu)選的是，所述手搖泵對(duì)液缸施壓。
[0015] 優(yōu)選的是，所述支板在液缸的帶動(dòng)下上升。
[0016] 優(yōu)選的是，所述巖心夾持器放在支板上。
[0017] 優(yōu)選的是，所述全直徑巖心通過(guò)夾持器固定。
[0018] 優(yōu)選的是，通過(guò)壓頭對(duì)巖心施壓。
[0019] 優(yōu)選的是，所述巖石硬度儀機(jī)械部分通過(guò)箱體攜帶。
[0020] 優(yōu)選的是，所述箱體集成手搖泵及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
[0021] 優(yōu)選的是，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括拉壓傳感器和一臺(tái)平板電腦。
[0022] 優(yōu)選的是，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可采集載荷與位移。
[0023] 優(yōu)選的是，所述巖心夾持器采用45#鋼。
[0024] 優(yōu)選的是，所述壓頭為金剛石壓頭。
[0025] 優(yōu)選的是，所述支板的材料為合金鋼。
[0026] 優(yōu)選的是，所述絲桿的材料為45#鋼。
[0027] 優(yōu)選的是，所述滑動(dòng)板的材料為45#鋼。
[0028] 本實(shí)用新型第一方面的便攜式全直徑巖心硬度儀的工作方式是：將液壓油從注液 口注入液壓腔，使液壓腔內(nèi)注滿(mǎn)液體，然后關(guān)閉注液口；將巖心固定在夾持器上，置于支板 上；轉(zhuǎn)動(dòng)上部絲桿，使壓頭與巖心接觸，確保巖心平穩(wěn)固定；轉(zhuǎn)動(dòng)手搖泵向液缸施壓，推動(dòng) 支板向上頂，此時(shí)壓頭開(kāi)始對(duì)巖心施加壓力；巖心所受載荷與壓入深度通過(guò)拉壓傳感器獲 取，并傳輸?shù)诫娔X上。
[0029] 本實(shí)用新型第一方面提供的便攜式全直徑巖心硬度儀可在鉆井現(xiàn)場(chǎng)對(duì)取出的全 直徑巖心進(jìn)行測(cè)試，便于攜帶，操作方便，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和實(shí)驗(yàn)室研究數(shù)據(jù)的提取均具有很 強(qiáng)的必要性。
[0030] 本實(shí)用新型第一方面所提供的便攜式全直徑巖心硬度儀的技術(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實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0031] 本實(shí)用新型的第二方面還提供一種全直徑巖心硬度測(cè)量的方法，其包括如下步 驟：
[0032] a.通過(guò)注液口向液壓腔內(nèi)注滿(mǎn)液體；
[0033] b.將注液口封閉；
[0034] c.轉(zhuǎn)動(dòng)手搖栗對(duì)液壓缸施壓；
[0035] d.將全直徑固定在夾持器上；
[0036] e.舉起巖心與壓頭接觸；
[0037] f.轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)栗對(duì)巖心加壓；
[0038] g.壓入預(yù)設(shè)的深度后停止加壓，取出巖心。
[0039] 優(yōu)選的是，以上步驟依次進(jìn)行。
[0040] 優(yōu)選的是，所述硬度儀為本實(shí)用新型第一方面所提供的便攜式全直徑巖心硬度 儀。
[0041] 優(yōu)選的是，所述絲桿與拉壓傳感器相連。
[0042] 優(yōu)選的是，所述上板與立柱固定。
[0043] 優(yōu)選的是，所述拉壓傳感器與滑動(dòng)板相連。
[0044] 優(yōu)選的是，所述滑動(dòng)板與支柱通過(guò)軸套相連。
[0045] 優(yōu)選的是，所述拉壓傳感器可以直接將測(cè)試結(jié)果導(dǎo)入平板電腦。
[0046] 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。
[0047] 本實(shí)用新型第二方面所提供的全直徑巖心硬度測(cè)量的方法的技術(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實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0048] 圖1為按照本實(shí)用新型第一方面的便攜式全直徑巖心硬度儀的一優(yōu)選實(shí)施例的 結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049] 圖2為便攜式巖心硬度測(cè)試儀測(cè)試硬度時(shí)的工作示意圖。
[0050] 圖1、圖2中數(shù)字分別表示：
[0051] 1手搖輪A 2絲桿
[0052] 3上板 4支柱
[0053] 5拉壓傳感器 6滑動(dòng)板
[0054] 7壓頭 8支板
[0055] 9液缸 10下板
[0056] 11長(zhǎng)擋板 12箱體
[0057] 13平板電腦 14手搖輪B
[0058] 15海綿 16手搖輪C
[0059] 17短擋板 18巖心夾持器

【具體實(shí)施方式】
[0060] 為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述按照本實(shí)用新型第一方面的 便攜式巖心硬度測(cè)試儀結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例。
[0061] 圖1為按照本實(shí)用新型第一方面的便攜式巖心硬度測(cè)試儀的優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu) 示意圖，本實(shí)施例中，便攜式全直徑巖心硬度儀包括手搖輪A1、手搖輪B14、手搖輪C16、上 板3、滑動(dòng)板6、拉壓傳感器5、壓頭7、液缸9、支板8、下板10、巖心加持器18、箱體12,其中 手搖輪A1通過(guò)絲桿2與拉壓傳感器5相連，拉壓傳感器5與壓頭7相連，巖心加持器18放 于支板8上，通過(guò)下部液缸9向上頂對(duì)巖心加壓。
[0062] 本實(shí)施例中，所述絲桿2與拉壓傳感器5固定。
[0063] 本實(shí)施例中，所述上板3與立柱4固定。
[0064] 本實(shí)施例中，所述拉壓傳感器5與滑動(dòng)板6固定。
[0065] 本實(shí)施例中，所述滑動(dòng)板6與支柱4為間隙配合。
[0066] 本實(shí)施例中，所述壓頭7固定在滑動(dòng)板6下端。
[0067] 本實(shí)施例中，所述立柱4與下板10固定。
[0068] 本實(shí)施例中，所述液缸9與支板8固定。
[0069] 本實(shí)施例中，所述手搖泵16對(duì)液缸9施壓。
[0070] 本實(shí)施例中，所述支板8在液缸9的作用下上升。
[0071] 本實(shí)施例中，所述巖心夾持器18放在支板8上。
[0072] 本實(shí)施例中，通過(guò)壓頭7對(duì)巖心施壓。
[0073] 本實(shí)施例中，所述巖石硬度儀機(jī)械部分通過(guò)箱體12攜帶。
[0074] 本實(shí)施例中，所述巖心夾持器18采用45#鋼。
[0075] 本實(shí)施例中，所述壓頭7為金剛石壓頭。
[0076] 本實(shí)施例中，所述支板8的材料為合金鋼。
[0077] 本實(shí)施例中，所述絲桿2的材料為45#鋼。
[0078] 本實(shí)施例中，所述液壓缸9的材料為合金鋼。
[0079] 本實(shí)施例中便攜式全直徑巖心硬度儀的工作方式是：將巖心固定在夾持器18上， 置于支板8上；轉(zhuǎn)動(dòng)上部手搖輪A1，使壓頭7與巖心接觸，確保巖心平穩(wěn)固定；轉(zhuǎn)動(dòng)手搖輪 B1向液缸9施壓，推動(dòng)支板8向上頂，此時(shí)壓頭7開(kāi)始對(duì)巖心施加壓力；巖心所受載荷與壓 入深度通過(guò)拉壓傳感器5獲取，并傳輸?shù)狡桨咫娔X13上。
[0080] 圖2為圖1所示便攜式巖心硬度測(cè)試儀測(cè)量時(shí)的示意圖，本實(shí)例中測(cè)量巖心硬度 的以上過(guò)程都在箱體上完成。
[0081] 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。
[0082] 本實(shí)施例中所述的便攜式巖心硬度測(cè)試儀可在鉆井現(xiàn)場(chǎng)對(duì)取出的全直徑巖心進(jìn) 行測(cè)試，便于攜帶，操作方便，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)和實(shí)驗(yàn)室研究數(shù)據(jù)的提取均具有很強(qiáng)的必要 性。本實(shí)施例所述的便攜式全直徑巖心硬度儀的技術(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實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種便攜式巖心硬度測(cè)試儀，手搖輪、拉壓傳感器、壓頭、巖心夾持器、支板、液缸從 上至下順序相連構(gòu)成測(cè)試部分，其特征是：將硬度測(cè)試儀部分、平板電腦全部整合放于箱體 中，便于攜帶。
2. 如權(quán)利要求1所述的便攜式巖心硬度測(cè)試儀，其特征在于：通過(guò)壓頭及巖心夾持器 將全直徑巖心固定在支板上。
3. 如權(quán)利要求1所述的便攜式巖心硬度測(cè)試儀，其特征在于：所述壓頭通過(guò)拉壓傳感 器與絲桿相連。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的便攜式巖心硬度測(cè)試儀，其特征在于：所述壓頭為金剛石 壓頭。
5. 如權(quán)利要求2所述的便攜式巖心硬度測(cè)試儀，其特征在于：所述巖心夾持器材料為 45# 鋼。
6. 如權(quán)利要求3所述的便攜式巖心硬度測(cè)試儀，其特征在于：所述拉壓傳感器為S型 拉壓傳感器。
7. 如權(quán)利要求1所述的便攜式巖心硬度測(cè)試儀，其特征在于：所述箱體整合了手搖液 壓泵和平板電腦。
8. 如權(quán)利要求7所述的便攜式巖心硬度測(cè)試儀，其特征在于：手搖液壓泵材料為合金 鋼。
9. 如權(quán)利要求7所述的便攜式巖心硬度測(cè)試儀，其特征在于：所述平板電腦直接與拉 壓傳感器相連。
【文檔編號(hào)】G01N3/40GK203869975SQ201320745087
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】張廣清, 李享, 翟向琳 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)