[發明專利]出砂巖心及其制作設備和制作方法

有效

• 申請號: 201410148029.4
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103926122A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 張珈銘;吳曉東;韓國慶;劉雙雙;劉凱;夏禹;景紫巖;張佳;朱峰;史舒哲;梁星原
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;C04B26/14;C04B14/06
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙燕力

1.一種出砂巖心，其特征在于：所述出砂巖心包括有巖心本體，巖心本體內部設有被巖心本體包覆并擠壓的細粉砂袋；所述巖心本體和細粉砂袋由一出砂巖心制作設備擠壓成型為一體；所述巖心本體是由骨架砂和膠結劑混合的砂料構成；所述細粉砂袋由聚乙烯醇薄膜及其內部包裹的細粉砂構成。

2.如權利要求1所述的出砂巖心，其特征在于：所述砂料中混合有黏土。

3.如權利要求2所述的出砂巖心，其特征在于：所述骨架砂與膠結劑的質量比為16:1；所述膠結劑是由環氧樹脂與固化劑按4：1的質量比混合攪拌構成。

4.一種制作上述權利要求1～3任一項出砂巖心的制作方法，所述制作方法至少包括以下流程：

調配膠結劑——→膠結劑與骨架砂混合——→加入黏土——→制作PVA砂袋——→由制作設備壓制巖心。

5.如權利要求4所述的出砂巖心的制作方法，其特征在于：所述制作方法的步驟包括：

（1）將環氧樹脂與固化劑按質量比4：1的比例充分混合攪拌均勻制成膠結劑；

（2）根據膠結劑的質量稱取一定質量的砂作為骨架砂，使骨架砂與膠結劑的質量比為16:1；將骨架砂與膠結劑用攪拌器混合攪拌均勻，使膠結劑均勻地分布在骨架砂上；

（3）將帶有膠結劑的砂粒過篩并離解成團的砂粒；稱取黏土并用篩子篩落到被附一層薄膠膜的砂粒中，邊篩邊攪拌，使細小的黏土顆粒充分粘附在砂粒表面；

（4）根據出砂巖心樣品的需要，稱取特定質量的細粉砂，利用封口機將可溶性PVA薄膜制作成大小合適未封口的砂袋，將稱取的細粉砂放入準備好的可溶性PVA薄膜砂袋中，并使用封口機封口；

（5）將混合有黏土的砂料分層填入出砂巖心制作設備的模具空腔中，填入計劃層數的砂料后，放入PVA薄膜砂袋，繼續分層填入砂料，并確保PVA薄膜砂袋位于模具空腔中心處；

（6）按設計的壓力通過出砂巖心制作設備對模具中的砂料和PVA薄膜砂袋進行壓實；

（7）將裝有壓實后巖心的模具放入常溫下的通風壁櫥中風干24小時以上；

（8）待巖心模型膠結固化后取出巖心，根據需要將巖心切割磨平，準備進行下一步實驗。

6.如權利要求5所述的出砂巖心的制作方法，其特征在于：在步驟（2）中，所述骨架砂的目數根據預埋的細粉砂決定；在步驟（3）中，所述黏土為已知組分的黏土，所述篩子采用篩孔直徑為0.42mm的篩子。

7.如權利要求5所述的出砂巖心的制作方法，其特征在于：所述制作方法的步驟還包括：出砂巖心使用前，將其放入PVA溶解液中靜置8小時左右，使PVA薄膜降解，釋放出其中的細粉砂，然后放入烘干機中以80℃恒溫烘干24小時以上。

8.一種壓制上述出砂巖心的制作設備，其特征在于：所述制作設備包括有固定底板、中間托板、頂板和連接于三者之間的支架；所述支架由至少兩根豎直設置的滑柱構成；所述固定底板固定在滑柱的底端，所述頂板通過相應穿孔套設并固定于滑柱頂部，所述中間托板由相應透孔套設并滑設于滑柱中部；所述中間托板下方設有一千斤頂，該中間托板由該千斤頂驅動沿著滑柱向上移動；所述中間托板上方設有一成型模具，該成型模具包括模具本體和模具底堵，所述模具本體上設有上下貫通的圓柱形通孔，所述模具底堵固定設置在模具本體的底端并將圓柱形通孔下端口封堵，由模具本體和模具底堵共同形成一上端開口的圓柱形腔體；所述成型模具還包括一圓柱形擠壓頭，所述擠壓頭的直徑與圓柱形腔體的直徑相同，所述擠壓頭通過一壓板抵頂于頂板的下方。

9.如權利要求8所述的出砂巖心的制作設備，其特征在于：所述千斤頂通過一管路連接一壓力表。

10.如權利要求8所述的出砂巖心的制作設備，其特征在于：所述頂板通過螺栓能調整上下位置地固定于滑柱頂部；所述頂板上設有一貫穿頂板的圓孔，所述圓孔的直徑大于所述圓柱形腔體的直徑。