專利名稱：任意形狀巖芯體積測量方法及測量儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)用于地質(zhì)巖芯物性分析中，對任意形狀巖芯體積進行測量的一種方法，以及實現(xiàn)這種測量方法的儀器。
目前國內(nèi)使用的巖芯體積測量方法是，把巖芯放進盛有水銀的容器中，讀出其容量在巖芯投入前后的變化量，再將此變化量除以水銀的比重，即可求得被測巖芯的體積(該測量儀器由石油大學(xué)儀表廠生產(chǎn))。
國際上目前采用的較為先進的巖芯體積測量方法是，在巖芯的表面貼一層薄的可溶性的高分子膜，把巖芯放在一種容器中，用與上述國內(nèi)方法相類似的方法測量巖芯的體積(挪威工學(xué)院博士生魏敬之學(xué)術(shù)報告巖芯分析技術(shù)的現(xiàn)狀與展望)。
國內(nèi)使用的方法明顯存在以下幾個缺點1、工作人員不可避免地要接觸水銀，水銀揮發(fā)后吸入人體內(nèi)會影響身體健康。
2、水銀將向巖芯孔隙中滲透，使測得的巖芯體積偏小，同時，由于孔隙中滲入水銀，會影響后續(xù)實驗。
國外的方法雖然基本上解決了向巖芯孔隙中滲液的問題，但貼膜要求的工藝條件苛刻，如需貼的相當(dāng)平整，貼好后還要抽真空，這無疑增加了測量過程的復(fù)雜性，并且膜的體積亦對測量的準(zhǔn)確性有影響。
上述國際國內(nèi)的測量方法還都存在著一個共同問題，即不能直接讀出被測巖芯的體積量，因其體積量還要用液體密度換算。
本發(fā)明正是在為克服上述若干之不足而提出的。
本發(fā)明的第一目的是提供一種新的任意形狀巖芯體積的測量方法。
本發(fā)明的第二目的是提供一種實現(xiàn)本發(fā)明第一目的的測量儀器。
本發(fā)明的第三目的是提供一種直接讀出巖芯體積打印出測量結(jié)果報告的一種方法。
按照本發(fā)明的第一目的，這種測量方法是用粒度一定，松裝密度一定，流動性較好的球形金屬粉末作為測量介質(zhì)，用一測量容器，取適量介質(zhì)裝滿該容器，然后將測量介質(zhì)倒出，把要測量其體積的巖芯放入測量容器中，再將倒出的測量介質(zhì)裝回容器中，裝滿容器后必然要剩下一部分測量介質(zhì)，用電子天平稱量剩下該部分測量介質(zhì)的質(zhì)量，如果稱得的質(zhì)量為M，測量介質(zhì)的密度為p，則被測巖芯的體積為V＝M/p (1)
式中M的單位是g;p的單位是g/cm3;V的單位是cm3。
按照本發(fā)明的第二目的，是通過提供一種合適的測量介質(zhì)，測量介質(zhì)裝排單元，配用市售的精密電子天平構(gòu)成任意形狀巖芯體積測量儀來實現(xiàn)的。
這種測量介質(zhì)必須是磁性較小，耐磨、抗腐蝕、呈球形狀，流動性好，粒度一定，松裝密度確定的金屬粉末。滿足了這些條件即可保證體積測量的精確度。
測量介質(zhì)裝排單元由支撐架、漏斗、介質(zhì)容器、定位桿、排末閥等組件經(jīng)過裝配而成。
電子天平選用市售感量不大于1mg，具有標(biāo)準(zhǔn)二進制碼輸出的電子天平即可。
按照本發(fā)明的第三目的，直接讀出測量的體積，打印出測量結(jié)果報告的方法是，將天平輸出的二進制碼送入計算機內(nèi)，計算機在專用應(yīng)用程序控制下，通過顯示器和打印機實現(xiàn)顯示或打印出測量的體積和測量結(jié)果報告。


圖1是實施本發(fā)明第二目的，任意形狀巖芯體積測量儀的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖2是實施本發(fā)明的第三目的的硬件系統(tǒng)圖。
圖3是實施本發(fā)明的第三目的的專用軟件結(jié)構(gòu)框圖。
參見圖1，在電子天平9的上蓋固定有測量介質(zhì)裝排單元，介質(zhì)容器用左定位桿14和右定位桿5固定在支撐架4上，介質(zhì)容器分上半容器10和下半容器13兩部分，用螺紋聯(lián)接對合起來就構(gòu)成一個完整的介質(zhì)容器。容器頂部有一小孔可進入測量介質(zhì)，底部有一可排放介質(zhì)的排放閥6，支撐架4的頂部還有一漏斗1，漏斗口與容器頂部的進入測量介質(zhì)的小孔對中，這樣便于往容器中裝入測量介質(zhì)。
實現(xiàn)本發(fā)明的巖芯體積測量儀工作原理和操作方法可由圖1加以說明。
參見圖1，儀器如附圖1那樣擺放好，電子天平處于正常工作狀態(tài)，用定位桿5、14把介質(zhì)容器15調(diào)到與漏斗口對中的位置。
取適量的測量介質(zhì)慢慢倒入漏斗，測量介質(zhì)流入介質(zhì)容器15滿出為止。此時，電子天平清零一次。然后松開放末閥6，測量介質(zhì)流入盛末盤8中，待容器內(nèi)剩下少量測量介質(zhì)，擰緊放末閥6，擰下上半容器10，將被測巖芯12放入下半容器13中，擰上上半容器10，取盛末盤中的測量介質(zhì)從漏斗1加裝到介質(zhì)容器中，直到容器裝滿。此時若電子天平顯示的質(zhì)量為m，則用m除以測量介質(zhì)的松裝比重即得被測巖芯的體積.松開放末閥6，放出測量介質(zhì)，擰下上半容器10即可取出被測巖芯。
參看圖2，計算機18經(jīng)過數(shù)字量輸入輸出轉(zhuǎn)換器16從電子天平9的二進制碼輸出口采回稱量的介質(zhì)，在專用軟件控制下，自動計算出測量結(jié)果，并在屏幕17上顯示出測量結(jié)果，打印機19打印出其測量結(jié)果報告。
參看圖3，專用軟件的結(jié)構(gòu)描述是這樣的，啟動計算機，調(diào)入專用程序，開始測量。工作人員首先輸入測量日期、標(biāo)樣編號等原始參數(shù)，提示你是否修正測量介質(zhì)的松裝密度，不修正則為默認值，計算機再提示采回稱量值嗎？經(jīng)工作人員確認后采回稱量值，自動地按公式(1)計算出被測巖芯的體積，測量結(jié)果在屏幕上顯示出，再次提示你還要測量嗎？要測量則繼續(xù)測量下一個標(biāo)樣，否則，打印機自動按一定的格式打印出全部測量的結(jié)果報告。
以上敘述了本發(fā)明的基本思想和圖示實施例，由于本發(fā)明的原理簡單，結(jié)構(gòu)簡明，稍微熟悉本技術(shù)的人就會明白，在不違背本發(fā)明的精神下可以對本發(fā)明作出許多變更，因此要使本發(fā)明的保護范圍由附加的權(quán)利要求書及其同等物來確定。
權(quán)利要求
1.一種任意形狀巖芯體積測量方法及測量儀器，該方法是用金屬粉末作為測量介質(zhì)，用一測量容器，取這種測量介質(zhì)裝滿該容器，然后將介質(zhì)倒出，把要測量其體積的巖芯放在容器中，再將倒出的測量介質(zhì)裝回容器中，裝滿容器后必然要剩下一部分測量介質(zhì)，用電子天平稱量剩下該部分測量介質(zhì)的質(zhì)量，用這個質(zhì)量除以測量介質(zhì)的松裝密度，即可得到被測巖芯的體積，其測量儀器是由裝末漏斗、測量容器、定位桿和支撐架構(gòu)成一介質(zhì)裝排單元并固定在電子天平上；打印結(jié)果單元即為，電子天平的二進碼輸出用一根四十芯電纜通過數(shù)字量輸入/輸出板送到計算機，在專用程序控制下計算出被測巖芯體積并打印出測試結(jié)果報告。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量方法，其特征在于測量介質(zhì)是霧化方法生產(chǎn)的不銹鋼，或鎳硼硅、鉻硅粉金屬粉末，呈球形狀，流動性好、松裝密度一定(誤差不大于0.5%)，粒度為100μm左右。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量儀器，其特征在于一支撐架，該支撐架有四立筋和上、下各四橫筋，其頂部固定一金屬或有機玻璃質(zhì)的漏斗，左、右側(cè)面中下部有一橫筋，上有螺紋孔，可與左右兩定位桿配合，確定測量容器的空間位置，支撐架上的四立筋底部有螺紋孔，可用螺釘與電子天平上蓋固聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的支撐架，其特征在于該支撐架的四立柱和上、下各四橫筋上開有小槽，可插入玻璃板或金屬板形成一箱形體，兩側(cè)板上開有小孔，讓調(diào)節(jié)旋鈕露在外面以便調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量儀器，其特征在于有一測量容器，該測量容器由上半部容器和下半部容器組成，通過螺紋連接成內(nèi)外無凸出的一個完整容器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的上半部容器，其特征在于下部是圓柱體，端口有內(nèi)螺紋，上部呈瓶頸狀，頂部開有一2mm直徑小孔，便于裝入測量介質(zhì)，形體變化部分平滑過渡。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的下半部容器，上部呈圓柱形，外表面上對稱地開有兩長槽，定位桿的滑靴可在槽中上下滑動，端口有外螺紋，下部呈錐體，底部呈瓶頸狀，“瓶頸”上開有一縱向孔用于排出測量介質(zhì)，橫向開有一孔，可穿過放末閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定位桿一端固定有一長方形狀的滑靴，可在下半容器外表面的底槽里滑動，另一端有螺紋與框架下部分橫筋上的螺孔配合，端部有一調(diào)節(jié)旋鈕和鎖緊螺母。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量儀器，其特征在于一放末閥是一端有橫向通孔，另一端有螺紋，螺紋上套一定位螺母和調(diào)節(jié)旋鈕的金屬桿，有橫向通孔的一端穿過下半容器底部的橫向孔，當(dāng)轉(zhuǎn)動旋鈕放末時，放末孔與放末閥上的橫向孔連通，即排出粉末。另一端桿上的螺紋與框架左下部橫筋上的螺紋偶合，與定位螺母配合起導(dǎo)向和定位作用。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的打印結(jié)果單元，其特征在于選用市售電子天平的感量不大于1mg，并有二進制碼輸出，經(jīng)I/O轉(zhuǎn)換，送入計算機，在專用程序控制下進行測量結(jié)果的顯示和打印。
全文摘要
一種任意形狀巖芯體積的測量方法及測量儀器，該測量方法是，選一金屬粉末作為測量介質(zhì)，用這種介質(zhì)裝滿介質(zhì)容器，倒出介質(zhì)放進被測巖芯，再用倒出部分裝滿介質(zhì)容器，剩下部分的介質(zhì)用電子天平稱出質(zhì)量，用該質(zhì)量除以測量介質(zhì)的松裝密度即是被測巖芯的體積，其測量儀器是提供一種合適的測量介質(zhì)，由裝末漏斗、介質(zhì)容器、定位桿、放末閥、支撐架、盛末盤這些組件經(jīng)裝配構(gòu)成介質(zhì)裝排單元，配用市售電子天平、計算機、顯示器、打印機構(gòu)成任意形狀巖芯體積測量系統(tǒng)。
文檔編號G01F17/00GK1057522SQ9110525
公開日1992年1月1日 申請日期1991年8月3日 優(yōu)先權(quán)日1991年8月3日
發(fā)明者劉更民, 趙仕俊 申請人:劉更民, 趙仕俊