[發(fā)明專利]一種頁巖巖樣密封性檢測(cè)及取芯集氣模擬試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710056549.6
• 申請(qǐng)日: 2017-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN106840544B
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏語;楊潤(rùn)澤;侯云超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）
• 主分類號(hào): G01M3/26
• 分類號(hào): G01M3/26;G01N1/22
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

1.一種頁巖巖樣密封性檢測(cè)及取芯集氣模擬試驗(yàn)方法，其特征在于：包括以下步驟：

一、先在實(shí)際鉆井地點(diǎn)制備巖石柱，巖石柱采用致密頁巖氣層最中心的部位，在氣體沒有逸出的情況下，對(duì)巖石柱進(jìn)行密封處理，運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室內(nèi)；

二、將巖石柱放置到巖樣內(nèi)部裂縫檢測(cè)裝置內(nèi)進(jìn)行裂縫檢測(cè)；

三、裂縫檢測(cè)合格后的巖石柱放置到巖石取芯集氣裝置內(nèi)進(jìn)行取芯集氣；

步驟二中的巖樣內(nèi)部裂縫檢測(cè)裝置包括柜體，柜體內(nèi)設(shè)置有巖樣容納艙、氣體檢測(cè)艙、電動(dòng)四通閥、真空泵和鼓風(fēng)機(jī)，巖樣容納艙呈前端敞口的圓筒形結(jié)構(gòu)，巖樣容納艙前端通過螺釘固定連接在柜體的前側(cè)內(nèi)壁上，氣體檢測(cè)艙設(shè)置在柜體內(nèi)的底部并與巖樣容納艙通過密封管接頭相連，氣體檢測(cè)艙內(nèi)安裝有甲烷探測(cè)儀和氣壓檢測(cè)儀，氣體檢測(cè)艙通過進(jìn)排氣管路與電動(dòng)四通閥的第一個(gè)接口相連，電動(dòng)四通閥的第二個(gè)接口通過排氣管路與真空泵相連，電動(dòng)四通閥的第三個(gè)接口通過進(jìn)氣管路與鼓風(fēng)機(jī)相連，電動(dòng)四通閥第四個(gè)接口接空；

柜體前側(cè)外表面安裝有操作面板，操作面板上設(shè)有啟動(dòng)按鈕和急停按鈕，柜體內(nèi)底部安裝有控制柜，操作面板通過數(shù)據(jù)總線與控制柜相連，甲烷探測(cè)儀通過一號(hào)數(shù)據(jù)線與控制柜相連，氣壓檢測(cè)儀通過二號(hào)數(shù)據(jù)線與控制柜相連，電動(dòng)四通閥通過三號(hào)數(shù)據(jù)線與控制柜相連，控制柜上外延出設(shè)備控制線，設(shè)備控制線分別與真空泵和鼓風(fēng)機(jī)相連；

柜體前側(cè)安裝有與巖樣容納艙對(duì)應(yīng)的艙門，艙門上裝有柜體前側(cè)面配合的旋轉(zhuǎn)鎖；旋轉(zhuǎn)鎖鎖緊時(shí)，艙門將巖樣容納艙密封，旋轉(zhuǎn)鎖開啟時(shí)，打開艙門，將巖樣放入或取出巖樣容納艙；柜體右側(cè)外部設(shè)置電源插頭和總電源按鈕，柜體底部安裝有四只萬向輪，柜體左側(cè)上部和右側(cè)上部均安裝有一個(gè)把手，柜體內(nèi)安裝有穩(wěn)壓電源，穩(wěn)壓電源通過輸出電源線與控制柜連接，穩(wěn)壓電源通過輸入電源線與電源插頭連接；柜體左側(cè)開有柵格透氣孔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頁巖巖樣密封性檢測(cè)及取芯集氣模擬試驗(yàn)方法，其特征在于：步驟三中的巖石取芯集氣裝置包括立柱，立柱上水平設(shè)置有試驗(yàn)臺(tái)，試驗(yàn)臺(tái)上固定設(shè)有呈圓筒形結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)筒，試驗(yàn)筒的中心線沿垂直方向設(shè)置，試驗(yàn)筒內(nèi)壁上固定設(shè)有巖石柱定位結(jié)構(gòu)和位于巖石柱周向定位結(jié)構(gòu)上方的巖石柱軸向定位結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)筒上端外側(cè)邊沿水平設(shè)置有安裝盤，安裝盤上表面通過緊固螺栓可拆卸連接有將試驗(yàn)筒密封的密封蓋，密封蓋下表面與安裝盤上表面之間第一密封圈，密封蓋上設(shè)有下端均與試驗(yàn)筒內(nèi)部連通的注水管、放空管和計(jì)量管；試驗(yàn)臺(tái)下表面連接有與試驗(yàn)筒內(nèi)部連通的排水管，排水管上設(shè)有排水閥；

安裝盤下表面固定設(shè)有兩個(gè)關(guān)于試驗(yàn)筒中心線對(duì)稱的升降電機(jī)，每個(gè)升降電機(jī)的主軸均垂直向上穿過安裝盤并同軸向傳動(dòng)連接有一根絲杠，每根絲杠上均螺紋連接有一個(gè)套筒，兩個(gè)套筒之間通過一塊安裝板連接，安裝板的中部上表面固定設(shè)有一個(gè)取芯電機(jī)，取芯電機(jī)的主軸垂直向下穿過安裝板并同軸向傳動(dòng)連接有鉆筒，鉆筒下端圓周邊沿設(shè)置有齒狀的金剛石鉆削刃，鉆筒自上而下穿過密封蓋伸入到試驗(yàn)筒內(nèi)，密封蓋上設(shè)置有與鉆筒外壁密封配合的第二密封圈；安裝盤上表面沿垂直方向固定設(shè)有兩根關(guān)于試驗(yàn)筒中心線對(duì)稱的導(dǎo)桿，安裝板上連接有分別對(duì)應(yīng)滑動(dòng)套設(shè)在一根導(dǎo)桿上的導(dǎo)向板；

安裝盤上表面垂直設(shè)有沿試驗(yàn)筒中心線圓形陣列布置的至少四根支桿，所有支桿上端連接有一個(gè)整體呈圓環(huán)形的水箱，絲杠和導(dǎo)桿均位于水箱的內(nèi)側(cè)，注水管的進(jìn)水口連接在水箱的底部，注水管上設(shè)置有注水閥；

水箱上設(shè)置有真空泵、安裝盤上設(shè)有儲(chǔ)氣箱，儲(chǔ)氣箱上連接有壓力表，計(jì)量管的上端與儲(chǔ)氣箱連接，計(jì)量管上設(shè)置有計(jì)量球閥，放空管上設(shè)置有放空球閥；

試驗(yàn)臺(tái)上設(shè)置有用于控制升降電機(jī)、取芯電機(jī)以及真空泵啟閉及轉(zhuǎn)速的控制裝置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種頁巖巖樣密封性檢測(cè)及取芯集氣模擬試驗(yàn)方法，其特征在于：巖石柱定位結(jié)構(gòu)設(shè)置有兩層，每層的巖石柱定位結(jié)構(gòu)均包括四根沿試驗(yàn)筒徑向設(shè)置的定位桿，四根定位桿沿試驗(yàn)筒的中心線方向圓周陣列布置，每根定位桿的外端均固定設(shè)在試驗(yàn)筒內(nèi)壁上，每根定位桿內(nèi)端均固定設(shè)有一塊弧形板，四塊弧形板的中心線與試驗(yàn)筒的中心線重合；

巖石柱軸向定位結(jié)構(gòu)包括定位環(huán)板和三塊固定板，定位環(huán)板的圓周外壁固定設(shè)有三塊連接板，三塊沿試驗(yàn)筒中心線圓形陣列布置的固定板，固定板固定設(shè)在試驗(yàn)筒內(nèi)壁上，三塊連接板上分別對(duì)應(yīng)與一塊固定板通過定位螺栓連接。