[實用新型]縫洞型碳酸鹽巖應力應變測量系統

有效

• 申請號: 201220439411.7
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN202903609U
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 康志江;張冬麗;崔書岳;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: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

技術領域

本實用新型涉及巖石性能參數測量領域，尤其涉及檢測縫洞型碳酸鹽巖的抗壓強度的應力應變測量系統。

背景技術

現有的巖石應力應變測量系統通常是在常溫和常壓下對巖石進行檢測，而所得到的數據與在地下的巖石實際抗壓值不符。特別是對于縫洞型碳酸鹽巖來說，它在地下要承受著高溫和高壓，因此用現有的巖石應力應變測量系統來檢測縫洞型碳酸鹽巖，所檢測到的數據與實際狀態下縫洞型碳酸鹽巖的抗壓值偏差較大，要使用系數來對其檢測值進行校正，而系數的確定又是根據經驗或大量的試驗數據得出的，對于某一特定的縫洞型碳酸鹽巖來說，用系數校正不存在普遍的適用性。另外，壓頭在施加一定的壓力時，縫洞型碳酸鹽巖開始斷裂，而現有的巖石應力應變測量系統不能很好地捕捉到縫洞型碳酸鹽巖開始斷裂的點。

實用新型內容

本實用新型為了解決現有的巖石應力應變測量系統所存在的不能完全模擬縫洞型碳酸鹽巖在地下的狀態的問題；以及現有的巖石應力應變測量系統不能很好地捕捉到縫洞型碳酸鹽巖開始斷裂點的問題，而提供一種縫洞型碳酸鹽巖應力應變測量系統。

本實用新型的方案如下：

縫洞型碳酸鹽巖應力應變測量系統，包括待測巖石11以及加壓單元；

為了解決現有技術中無法模擬地下巖石的實際物理環境，所述系統還包括環境模擬單元，環境模擬單元包括壓力容器10以及加熱器9；待測巖石11密封設置在壓力容器10內，壓力容器10加壓到待測巖石11；加熱器9設置在壓力容器10上；

加壓單元與環境模擬單元連接，提供待測巖石11向下的壓力。

環境模擬單元包括由水槽1、水泵2、第一溢流閥3以及增壓缸5依次連接組成的加壓管路；增壓缸5的輸出口與壓力容器10相連接。

為了便于控制加壓過程，第一溢流閥3與增壓缸5之間設有第一換向閥4，第一換向閥4與增加缸5雙向導通。

本測量系統具體在對待測巖石11的測量過程中需要加壓單元，即對待測巖石11進行加壓操作，加壓單元為液壓缸結構，其包括壓頭12、固定缸13、油泵19以及油槽20；壓頭12的下端面設置在與待測巖石11上，壓頭12的上端面活動設置在固定缸13內；

固定缸13內部包括上腔21和下腔22兩個密閉的空間；上腔21和下腔22分別與油泵19相連接，油泵19與油槽20相連接。

為了控制對待測巖石11測定中的加壓過程，油泵19與上腔21之間依次設置有第二溢流閥18和第二換向閥17，油泵19與下腔22之間依次設置有第二溢流閥18和第三換向閥16；第二換向閥17與上腔22雙向導通，第三換向閥16與下腔22雙向導通。

為了克服現有的巖石應力應變測量系統不能很好地捕捉到縫洞型碳酸鹽巖開始斷裂的點的問題，本測量系統還包括巖石斷裂感應單元，其包括鋼板24、傳感器14以及計算機23；鋼板24壓在待測巖石11頂部，壓頭12緊密壓在鋼板24上表面；傳感器14內嵌設置在鋼板24中，傳感器14與計算機23相連接。

在具體操作中，本測量系統包括支撐單元，其包括上梁8、下梁6、左柱7以及右柱15，壓力容器10固定在下梁6的上表面，固定缸13固定在上梁8的下表面；左柱7和右柱15兩端分別通過螺栓固定在上梁8和下梁6上。

本測量系統通過加熱器9對壓力容器10加熱來模擬碳酸鹽巖的實際地下溫度狀態，通過水泵2從水槽1中抽水，并經過增壓缸5增壓后注入壓力容器10來模擬碳酸鹽巖的實際地下壓力狀態。

在具體實施中，壓力容器10中的溫度能到達120℃，壓力能到達100Mpa，該狀態與地下縫洞型碳酸鹽巖的實際狀態相符。

本實用新型的工作原理如下：