一種圍壓條件下測(cè)試巖心抗拉強(qiáng)度的改進(jìn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于石油與天然氣巖石力學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種圍壓條件下測(cè)試巖心抗拉強(qiáng)度的改進(jìn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]巖石的抗拉強(qiáng)度是巖石的重要力學(xué)參數(shù)，與井壁穩(wěn)定以及目前應(yīng)用較廣泛的水力壓裂息息相關(guān)，抗壓強(qiáng)度的準(zhǔn)確測(cè)量在石油工業(yè)中的作用越來(lái)越明顯。經(jīng)過(guò)調(diào)研分析，目前巖石的抗拉強(qiáng)度主要通過(guò)巴西劈裂實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，通過(guò)測(cè)量巖心的抗壓強(qiáng)度來(lái)計(jì)算獲得巖心的抗拉強(qiáng)度。室內(nèi)巴西劈裂實(shí)驗(yàn)采用的樣品為薄片巖心，受巖心質(zhì)量及加工方式的限制，巖心偶然性較大。且巴西劈裂實(shí)驗(yàn)為單軸實(shí)驗(yàn)，無(wú)法獲得圍壓條件下巖心的抗拉強(qiáng)度，與實(shí)際地層中巖心的性質(zhì)差異較大。因此，為準(zhǔn)確獲得圍壓條件下的巖心抗拉強(qiáng)度，模擬實(shí)際鉆井過(guò)程中巖心的抗拉強(qiáng)度，改進(jìn)相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置，用以測(cè)量巖心在不同圍壓條件下的抗拉強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是:提供一種圍壓條件下測(cè)試巖心抗拉強(qiáng)度的改進(jìn)裝置，用以測(cè)量圍壓條件下巖心的抗拉強(qiáng)度。且該抗拉強(qiáng)度通過(guò)巖心內(nèi)液柱的壓力獲得，近似模擬地層條件下的抗拉強(qiáng)度。
[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種圍壓條件下測(cè)試巖心抗拉強(qiáng)度的改進(jìn)裝置，它包括加壓栗、容器、管線、控制閥、精密壓力表、釜體、控制閥、壓力表、控制閥、容器、加壓栗、釜壁、墊片、巖心、橡膠環(huán)、釜體環(huán)空、錐形螺栓。其特征在于，所述的加壓栗通過(guò)管線、錐形螺栓、墊片將容器中液體栗入巖心環(huán)空并加壓，所述的容器可以放置不同的實(shí)驗(yàn)用液體，所述的加壓栗可以通過(guò)管線將容器中的水注入釜中環(huán)空，擠壓橡膠環(huán)對(duì)巖心施加圍壓，所述的控制閥在實(shí)驗(yàn)不同階段閉合、開啟，以滿足實(shí)驗(yàn)要求，所述的錐形螺栓密閉釜體，所述的墊片可實(shí)現(xiàn)巖心在誤差允許的范圍內(nèi)密封完好，所述的橡膠環(huán)可以通過(guò)液體的擠壓變形施加圍壓，所述的壓力表可以記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)。該裝置可以通過(guò)巖心內(nèi)部環(huán)空注入液體，在液體壓力條件下，測(cè)試巖心的抗拉強(qiáng)度。巖心為特殊加工的內(nèi)部環(huán)空巖心。
[0006]本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理:
[0007]本實(shí)用新型通過(guò)原有的設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)加工，較以往的測(cè)試巖心抗拉強(qiáng)度的方式有本質(zhì)的不同。以往的巴西劈裂實(shí)驗(yàn)，通過(guò)壓頭對(duì)薄片巖心施加徑向方向的壓力，換算成抗拉強(qiáng)度。該方法的弊端在于巖心較薄，巖心偶然性大，且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中無(wú)法添加圍壓。本裝置通過(guò)加壓栗將實(shí)驗(yàn)的液體，經(jīng)由錐形螺栓、墊片進(jìn)入巖心環(huán)空，施加巖心內(nèi)部的壓力。圍壓加壓栗將水注入釜體環(huán)空，擠壓橡膠環(huán)，對(duì)巖心添加圍壓。通過(guò)讀取壓力表讀數(shù)，獲得圍壓和巖心的抗拉強(qiáng)度。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果:
[0009]由上述的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型提供一種圍壓條件下測(cè)試巖心抗拉強(qiáng)度的改進(jìn)裝置，該裝置操作簡(jiǎn)單，能夠滿足在圍壓條件下，通過(guò)巖心內(nèi)部液體壓力作用，測(cè)試巖心的抗拉強(qiáng)度。該裝置完善了巴西劈裂實(shí)驗(yàn)中無(wú)法添加圍壓的缺陷，近似模擬鉆井過(guò)程中井壁拉伸破壞或后期壓裂的現(xiàn)象，測(cè)試抗拉強(qiáng)度的方式與現(xiàn)場(chǎng)更加接近。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為裝置流程示意圖；
[0011]圖2為釜體結(jié)構(gòu)縱剖面示意圖；
[0012]圖3為釜體結(jié)構(gòu)橫剖面A-A示意圖；
[0013]圖4為加工后巖心俯視圖；
[0014]圖5為加工后巖心剖面圖；
[0015]圖中:加壓栗1、容器2、管線3、控制閥4、精密壓力表5、釜體6、控制閥7、壓力表8、控制閥9、容器10、加壓栗11、釜壁12、墊片13、巖心14、橡膠環(huán)15、釜體環(huán)空16、錐形螺栓17。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1為裝置流程示意圖，圖2和圖3為釜體結(jié)構(gòu)示意圖，圖4和圖5為巖心示意圖。
[0017]包括加壓栗1、容器2、管線3、控制閥4、精密壓力表5、釜體6、控制閥7、壓力表8、控制閥9、容器10、加壓栗11、釜壁12、墊片13、巖心14、橡膠環(huán)15、釜體環(huán)空16、錐形螺栓17。
[0018]具體實(shí)施方案如下:
[0019]1、將巖心14裝入釜體6，根據(jù)巖心長(zhǎng)度決定是否加入墊片13，擰緊錐形螺栓17。容器2和10中注入實(shí)驗(yàn)用液體和水。
[0020]2、打開控制閥4，關(guān)閉控制閥7和控制閥9，加壓栗I緩慢加壓，將容器2中液體注入巖心環(huán)空14，直至壓力表5有讀數(shù)。
[0021]3、關(guān)閉控制閥4，等待五分鐘，觀察壓力表5讀數(shù)是否有變化，無(wú)變化說(shuō)明密封良好，繼續(xù)試驗(yàn)，否則重復(fù)步驟I和2。
[0022]4、打開控制閥4，繼續(xù)通過(guò)加壓栗I加壓，直至壓力表5存在一定的讀數(shù)。關(guān)閉控制閥4。
[0023]5、打開控制閥9，通過(guò)加壓栗11，經(jīng)管線將容器10中水注入釜體環(huán)空16，并加壓，
直至壓力表8達(dá)到所需圍壓數(shù)據(jù)。關(guān)閉控制閥9。
[0024]6、打開控制閥4，通過(guò)壓力表I緩慢加壓，同時(shí)記錄壓力表5讀數(shù)。直至壓力表5讀數(shù)出現(xiàn)瞬時(shí)下降，記錄該讀數(shù)。
[0025]7、打開控制閥9，通過(guò)加壓栗11緩慢卸載圍壓，直至降為0，關(guān)閉控制閥9。打開控制閥7，緩慢泄壓，直至壓力表5讀數(shù)降為0，同時(shí)回收返出的液體。
[0026]8、擰下錐形螺栓17，取出墊片13和巖心14，觀察巖心破壞形式。
[0027]9、清洗設(shè)備。
[0028]本實(shí)用新型中涉及的未說(shuō)明部分與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種圍壓條件下測(cè)試巖心抗拉強(qiáng)度的改進(jìn)裝置，它包括加壓栗(1)、容器(2)、管線(3)、控制閥⑷、精密壓力表(5)、釜體(6)、控制閥(7)、壓力表⑶、控制閥(9)、容器(10)、加壓栗(11)、釜壁(12)、墊片(13)、巖心(14)、橡膠環(huán)(15)、釜體環(huán)空(16)、錐形螺栓(17);其特征在于，所述的加壓栗(I)通過(guò)管線(3)、錐形螺栓(17)、墊片(13)將容器中液體栗入巖心環(huán)空(14)并加壓，所述的容器(I)可以放置不同的實(shí)驗(yàn)用液體，所述的加壓栗(11)可以通過(guò)管線將容器(10)中的水注入釜中環(huán)空，擠壓橡膠環(huán)(15)對(duì)巖心施加圍壓，所述的控制閥(4、7和9)在實(shí)驗(yàn)不同階段閉合、開啟，以滿足實(shí)驗(yàn)要求，所述的錐形螺栓(17)密閉釜體，所述的墊片(13)可實(shí)現(xiàn)巖心在誤差允許的范圍內(nèi)密封完好，所述的橡膠環(huán)(15)可以通過(guò)液體的擠壓變形施加圍壓，所述的壓力表(5、8)可以記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)。
【專利摘要】一種圍壓條件下測(cè)試巖心抗拉強(qiáng)度的改進(jìn)裝置，該裝置完善了巴西劈裂實(shí)驗(yàn)中無(wú)法添加圍壓的缺陷，近似模擬鉆井過(guò)程中井壁拉伸破壞或后期壓裂的現(xiàn)象，測(cè)試抗拉強(qiáng)度的方式與現(xiàn)場(chǎng)更加接近。其特征在于，所述的加壓泵通過(guò)管線將容器中液體泵入巖心環(huán)空并加壓，所述的容器可以放置不同類型的液體，所述的加壓泵可以通過(guò)管線將容器中的水注入釜中環(huán)空，擠壓橡膠環(huán)對(duì)巖心施加圍壓，所述的控制閥在實(shí)驗(yàn)不同階段進(jìn)行閉合、開啟，以滿足實(shí)驗(yàn)要求，所述的錐形螺栓密閉釜體，所述的墊片可實(shí)現(xiàn)巖心在誤差允許的范圍內(nèi)密封完好，所述的橡膠環(huán)可以通過(guò)液體的擠壓變形施加圍壓。該裝置可以通過(guò)巖心內(nèi)部環(huán)空注入液體，直接在液體壓力條件下，測(cè)試巖心的抗拉強(qiáng)度。
【IPC分類】G01N3/12
【公開號(hào)】CN204855268
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520449988
【發(fā)明人】許永猛, 鄧金根, 蔚寶華, 譚強(qiáng), 陳卓, 陳建國(guó), 李海濤, 劉凱銘, 王厚東, 汪偉, 鄧月, 彭程
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(北京)
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年6月29日