[發(fā)明專利]一種標準煤巖樣品壓裂過程震電磁效應同步監(jiān)測裝置及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710027944.1 | 申請日： | 2017-01-16 |
| 公開（公告）號： | CN106813976B | 公開（公告）日： | 2019-05-14 |
| 發(fā)明（設計）人： | 張明偉;劉盛東;李世寧;焦國超;李繼偉;任云;王奇 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國礦業(yè)大學 |
| 主分類號： | G01N3/08 | 分類號： | G01N3/08;G01N3/06;G01N27/60;G01N27/72;G01N29/04 |
| 代理公司： | 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249 | 代理人： | 楊曉玲 |
| 地址： | 221116 江蘇省徐*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 標準煤 樣品 過程 電磁 效應 同步 監(jiān)測 裝置 方法 | ||
1.一種標準煤巖樣品壓裂過程震電磁效應同步監(jiān)測裝置，包括設置在壓力機底盤（3）上并將標準煤巖樣品（4）完全包裹住的監(jiān)測夾具骨架（14）和高頻數(shù)據(jù)采集監(jiān)控主機（7）兩大部分組成，其特征在于：所述監(jiān)測裝置夾具（5）包括設置在標準煤巖樣品（4）上下的標準煤巖樣品底座（2），標準煤巖樣品底座（2）通過壓力機底盤（3）將標準煤巖樣品（4）夾住，標準煤巖樣品底座（2）側(cè)面設置有監(jiān)測夾具底座（1），監(jiān)測夾具底座（1）上設置有監(jiān)測夾具骨架（14），監(jiān)測夾具骨架（14）內(nèi)側(cè)上設有多個與標準煤巖樣品側(cè)壁面緊貼的震動傳感器（8）、電法電極（9）和磁法線圈（10），所述震動傳感器（8）、電法電極（9）和磁法線圈（10）分別通過通訊線纜（6）與監(jiān)控主機（7）相連接，標準煤巖樣品（4）上還設有多個可控源變頻激震器，開啟可控源變頻激震器后利用震動傳感器（8）捕捉煤巖變形破壞產(chǎn)生的震動信號，電法電極（9）捕捉煤巖變形破壞產(chǎn)生的自然電場電位差，磁法線圈（10）捕捉煤巖變形破壞產(chǎn)生的瞬變磁場強度，并向監(jiān)控主機（7）發(fā)送采集到的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標準煤巖樣品壓裂過程震電磁效應同步監(jiān)測裝置，其特征在于：所述設置在監(jiān)測夾具骨架（14）上與標準煤巖樣品（4）接觸的多個震動傳感器（8）為12個，按每層4個共3層的正交對稱方式布置，相鄰兩層震動傳感器的間距相同，震動傳感器采用單分量或三分量，速度型或加速度型，每組震動傳感器（8）的間距相等，分別在柱狀的標準煤巖樣品（4）側(cè)面的四周分組設置，每組震動傳感器（8）從標準煤巖樣品（4）側(cè)面的頂部開始設置，直至設置到標準煤巖樣品（4）的底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標準煤巖樣品壓裂過程震電磁效應同步監(jiān)測裝置，其特征在于：所述監(jiān)測夾具骨架（14）上的可控源變頻激震器有12個，按每層4個共3層的正交對稱方式布置，與震動傳感器位置緊鄰，與標準煤巖樣品外壁的彈性預留空間不大于1.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標準煤巖樣品壓裂過程震電磁效應同步監(jiān)測裝置，其特征在于：所述監(jiān)測夾具骨架（14）上的電法電極（9）數(shù)量共32個，按每層4個共8層的正交對稱方式布置，相鄰兩層電法電極（9）的間距相同，電法電極（9）采用優(yōu)質(zhì)銅棒，端頭直徑不大于3mm，其中兩個最遠距離的電法電極（9）作為B/N電極使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標準煤巖樣品壓裂過程震電磁效應同步監(jiān)測裝置，其特征在于：所述監(jiān)測夾具內(nèi)的磁法線圈（10）分為軸向線圈（10）和環(huán)向線圈（11）兩種類型；其中軸向線圈（10）數(shù)量為4個，每個軸向線圈（10）以柱面形式繞線，對應圓心角為90°，四個軸向線圈（10）搭接可組成一個內(nèi)部直徑為50mm的正圓柱筒；環(huán)向線圈（11）數(shù)量為6個，正圓形繞線，以標準煤巖樣品（2）的中心點在軸向上對稱分布，每側(cè)設置3個，環(huán)向磁法線圈（11）直徑不小于68mm，兩種磁法線圈（11）的有效監(jiān)測面積均不小于3m2，其中環(huán)向磁法線圈完全嵌入監(jiān)測夾具骨架（14）種，由于軸向磁法線圈需要隨煤巖樣品環(huán)向變形而滑動，每個磁法線圈均依靠兩個頂桿支撐在監(jiān)測夾具骨架（14）內(nèi)進，從而確保軸向磁法線圈能在裝置骨架環(huán)內(nèi)沿徑向平穩(wěn)滑動。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的標準煤巖樣品壓裂過程震電磁效應同步監(jiān)測裝置，其特征在于：所述監(jiān)測夾具內(nèi)的震動傳感器（8）和電法電極（9）均使用頂桿進行支撐，并實現(xiàn)與標準煤巖樣品直接接觸的效果；環(huán)向磁法線圈嵌于骨架內(nèi)部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的標準煤巖樣品壓裂過程震電磁效應同步監(jiān)測裝置，其特征在于：所述監(jiān)控主機（7）為高性能的臺式電腦或手提式電腦，監(jiān)控主機（7）與監(jiān)測夾具之間通過無線或有線方式進行數(shù)據(jù)傳輸。
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