[發明專利]巖石應力敏感性檢測的光反射差裝置和方法

在審

• 申請號: 201610044021.2
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105548084A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 趙昆;王金;詹洪磊;孫琦
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: G01N21/55
• 分類號: G01N21/55
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種光學儀器，尤其涉及一種光反射差檢測巖石應力敏感性的裝置及方法。

背景技術

應力敏感性是考察在施加一定的有效應力時，巖樣的物性參數隨應力變化而改變的性質。它反映了巖石孔隙幾何學及裂縫壁面形態對應力變化的響應。低滲儲層一般具有較強的應力敏感性，儲層巖石滲透率越低，儲層應力敏感性越強，但由于巖性、礦物組成和孔隙結構的差異，即使物性相同的儲層，巖石的應力敏感性也很不相同；低滲儲層的應力敏感性對儲層流體的流動能力具有一定的影響，應力敏感性越強，影響越大。目前應用比較廣泛的測量方法是電感法，但是受傳感器的結構、材料、加工工藝等多方面限制，而且屬于接觸測量，因而穩定性差，并難以避免電磁干擾。為此，本發明提出一種巖石應力敏感性檢測的光反射差裝置，能快速、準確、非接觸地測量巖石應力敏感性。

發明內容

本發明的目的是克服現有巖石應力敏感性測量技術的缺陷，從而提供一種光反射差檢測巖石應力敏感性的裝置及方法，該方法具有操作簡單、監測時間短、系統噪聲低、能定性、定量分析巖石應力敏感性的特點。

本發明提供的光反射差法檢測巖石應力敏感性的裝置，包括殼體、材料負載設備、入射光路、光纖傳輸系統、出射光路、鎖相放大器、數據采集和處理系統、基座、探頭固定架和顯示系統，所述材料負載設備，包括支撐架、夾具、液壓裝置；所述入射光路，包括激光器、起偏器、光彈調制器和移相器，其中在激光器輸出光前方光路上順序設置所述起偏器、光彈調制器、移相器；所述光纖傳輸系統，包括入射傳輸光纖和出射傳輸光纖；所述出射光路，包括檢偏器和光電信號轉換器，經出射傳輸光纖的出射光束前方順序設置所述檢偏器、光電信號轉換器，所述光電信號轉換器通過鎖相放大器連接到所述數據采集和處理系統；所述基座固定在殼體上；所述入射光路、出射光路、鎖相放大器、數據采集和處理系統固定在基座上。

在上述的技術方案中，所述的材料負載設備固定在殼體上，為巖石樣品提供拉力或壓力，所述夾具固定住樣品，所述液壓裝置為樣品施加壓力，所述夾具、液壓裝置固定在支撐架上。

在上述的技術方案中，所述的入射傳輸光纖包括，光耦合器、光纖；所述入射傳輸光纖將移相器的輸出光入射到材料負載設備中。

在上述的技術方案中，所述的出射傳輸光纖包括，光耦合器、光纖；所述出射傳輸光纖將經樣品反射的出射光入射到檢偏器中。

在上述的技術方案中，所述探頭固定架中有可移動探頭，連接入射傳輸光纖和出射傳輸光纖。

在上述的技術方案中，所述數據采集和處理系統包括，BNC適配器、數據采集卡和數據處理裝置；其中所述數據采集卡采集BNC適配器輸出的數據，并傳送給數據處理裝置；其中所述數據處理裝置為電子計算機或微處理器，對數據采集卡發送來的數據進行存儲、分析和處理。

本發明利用上述光反射差法檢測巖石應力敏感性的裝置進行巖石應力敏感性的檢測方法，包括如下步驟：

1.將巖石樣品放入材料負載設備中，并設置作用力的值；

2.打開激光器，輸出的激光入射到起偏器，調節起偏器的透光軸方向，使其平行于基片入射平面的P偏振方向，從起偏器出射的偏振光通過前方的光彈調制器，光彈調制器的頻率設為50kHz；

3.調節相移器，將基頻信號調零，設置調整光路，使光線在樣品處反射回檢偏器；

4.用光電二極管做探測器，用電子計算機或微處理器對檢測結果進行數據采集和處理。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：

圖1是本發明實施例中巖石應力敏感性檢測的光反射差裝置結構俯視圖；

圖2是本發明實施例中巖石應力敏感性檢測的光反射差裝置結構正視圖；

圖3是本發明實施例中巖石應力敏感性檢測的光反射差裝置使用流程圖；

圖中：

101----殼體102----基座103----激光器104----起偏器

105----光彈調制器106----移相器107----光耦合器108----檢偏器

109----光電信號轉換器110---信號放大裝置111----數據采集和處理系統