[發明專利]縫洞型碳酸鹽巖儲層環境力學性能試驗裝置及試驗方法

有效

• 申請號: 201210317046.7
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN103674679A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 李陽;李江龍;康志江;李彤;張允
• 申請（專利權）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研究院
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N33/24
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

1.縫洞型碳酸鹽巖儲層環境力學性能試驗裝置，包括待測巖樣（13）、密封腔體以及圍壓加壓模塊；所述待測巖樣（13）固定設置在所述密封腔體中，其特征在于：

所述裝置包括模擬儲層環境單元，固定夾持模塊，作用測試模塊，探測模塊和數據接收處理模塊；

所述待測巖樣（13）通過所述固定夾持模塊密封在所述的密封腔體內；所述模擬儲層環境單元設置在所述待測巖樣（13）外，用于將所述待測巖樣（13）置于地層儲層環境中；作用測試模塊施加作用力在所述待測巖樣（13），對所述待測巖樣（13）進行力學性能測試；所述探測模塊與所述待測巖樣（13）連接，用于探測其物理指標，包括物理指標指的是巖石抗壓強度、楊氏模量及泊松比；所述探測模塊與所述的數據接收處理模塊連接，將探測的數據信號進行數據處理輸出；

所述模擬儲層環境單元包括加熱器（11）和圍壓加壓模塊；所述加熱器（11）設置在所述密封腔體外；所述圍壓加壓模塊包括增壓泵（4），所述增壓泵（4）通過壓力管線與所述密封腔體相連接；

所述作用測試模塊為軸向加壓模塊，對所述待測巖樣（13）進行軸向加壓，其包括活塞軸（6）；所述活塞軸（6）伸入所述密封腔體并緊頂柱所述待測巖樣（13）底端；

所述探測模塊包括應變傳感器（26）和數據傳輸結構；所述應變傳感器（26）固定設置在所述待測巖樣（13）上；通過所述數據傳輸結構將數據信號輸出給所述數據接收處理模塊；所述數據接收處理模塊包括計算機（1）以及數字控制柜（2）；

所述數字控制柜（2）與所述計算機（1）相連接，所述數字控制柜（2）向所述加熱器（11）、增壓泵（4）以及軸向加壓模塊傳輸控制命令并采集處理實驗數據。

2.根據權利要求1所述的縫洞型碳酸鹽巖儲層環境力學性能試驗裝置，其特征在于：

所述軸向加壓模塊包括壓機（5）、活塞軸（6）、上端帽（12）以及下端帽（15）；

所述上端帽（12）頂端緊頂住所述密封腔體頂端，所述上端帽（12）與所述待測巖樣（13）和所述下端帽（15）從上至下依次固定連接在一起；所述活塞軸（6）頂端伸入所述密封腔體并緊頂住所述下端帽（15）底端，所述活塞軸（6）底端與所述壓機（5）的工作軸相連接。

3.根據權利要求1所述的縫洞型碳酸鹽巖儲層環境力學性能試驗裝置，其特征在于：

所述密封腔體由上筒體（10）、下端蓋（9）以及第一密封圈（8）形成；

所述上筒體（10）與下端蓋（9）扣合連接為一體，其連接面處設置有所述第一密封圈（8）；所述上筒體（10）與下端蓋（9）之間形成所述的密封腔體；

所述下端蓋（9）上設有流體入口（18），所述流體入口（18）通過壓力管線與所述增壓泵（4）相連接；所述活塞軸（6）穿過所述下端蓋（9）并通過連接件與所述下端帽（15）固定連接。

4.根據權利要求1或3所述的縫洞型碳酸鹽巖儲層環境力學性能試驗裝置，其特征在于：

所述加熱器（11）沿周向設置在所述上筒體（10）外側壁上；

所述加熱器（11）與所述的數字控制柜（2）連接，用于接收數字控制柜（2）的指令開始或中止加熱操作。

5.根據權利要求1所述的縫洞型碳酸鹽巖儲層環境力學性能試驗裝置，其特征在于：

所述探測模塊中應變傳感器（26）為高溫高壓應變片，所述應變傳感器（26）固定設置在所述傳感器架（14）臂上；用于測量待測巖樣的縱向和橫向變形；在所述應變傳感器（26）的輸出端和所述數據傳輸結構連接，即其輸出端設置有引線與數據傳輸結構連接。

6.根據權利要求1或5所述的縫洞型碳酸鹽巖儲層環境力學性能試驗裝置，其特征在于：

所述探測模塊中的數據傳輸結構包括應變數據信號纜（17）以及信號纜密封裝置；所述信號纜密封裝置包括第一密封套（22）、第二旋塞（23）、第二密封圈（24）以及第二密封套（25）；

所述應變數據信號纜（17）穿過所述密封腔體并與所述應變傳感器（26）電連接；

所述密封腔體底部設有階梯孔，所述第一密封套（22）包裹設置在所述應變數據信號纜（17）外側，所述第二密封套（25）設置在所述第一密封套（22）底端并包裹設置在所述應變數據信號纜（17）外側，所述第二旋塞（23）在所述第二密封套（25）下方旋緊，將所述第一密封套（22）和第二密封套（25）緊密固定在所述密封腔體外；

所述第二密封圈（24）設置在所述階梯孔端面上。