[發明專利]一種用于測試頁巖特性的試驗裝置、方法和系統

在審

• 申請號: 201811331187.8
• 申請日: 2018-11-09
• 公開（公告）號: CN109342184A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 付利;楊恒林;申瑞臣;田中蘭;屈平;張瑋;劉繼亮;吳萌;孫清華;劉奕杉;郭凱杰;鄭李;廖明豪
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團工程技術研究院有限公司;中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04;G01N3/24;G01N3/32
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;孫乳筍

1.一種用于測試頁巖特性的試驗裝置，其特征在于，所述的試驗裝置包括：

U型試驗夾具和平板試驗夾具；

所述的U型試驗夾具的兩相對側壁分別具有巖心槽，所述平板試驗夾具具有巖心槽，所述巖心槽設置于U型試驗夾具的U型槽中。

2.根據權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于，所述的平板試驗夾具包括：鎖緊部件，用于將所述試驗樣品鎖緊于所述平板夾具巖心槽中。

3.根據權利要求1所述的試驗裝置，其特征在于，所述的U型試驗夾具包括：固定部件，用于將所述U型試驗夾具進行限位固定。

4.一種測試頁巖特性的方法，其特征在于，所述的方法利用前述的權利要求1-3任一項所述的裝置進行剪切摩擦測試確定頁巖特性，所述的方法包括：

對所述U型試驗夾具巖心槽中的試驗樣品施加預設的法向應力，并對所述平板試驗夾具施加水平應力，使平板試驗夾具具有預設的加載速度，對所述試驗樣品進行剪切摩擦操作；

根據所述剪切摩擦操作的樣品巖屑，確定試驗樣品的組成成分；

根據所述的試驗樣品的組成成分、預設的法向應力以及預設的加載速度確定頁巖特性。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述對U型試驗夾具巖心槽中的試驗樣品施加預設的法向應力，并對平板試驗夾具施加水平應力使平板試驗夾具具有預設的加載速度，進行剪切摩擦操作之前，還包括：

將所述U型試驗夾具兩側巖心槽內的試驗樣品的高度設置為高于所述U型試驗夾具兩側巖心槽的高度；

將所述平板試驗夾具的巖心槽內的試驗樣品的高度設置為高于所述平板試驗夾具的巖心槽的高度；

將所述平板試驗夾具巖心槽中的試驗樣品的兩端面分別與所述U型試驗夾具兩側壁巖心槽中的試驗樣品的端面對齊。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述對所述U型試驗夾具巖心槽中的試驗樣品施加預設的法向應力，并對所述平板試驗夾具施加水平應力，使平板試驗夾具具有預設的加載速度，對所述試驗樣品進行剪切摩擦操作之前，還包括：

以大于預設的最大法向應力和預設的最大水平加載速度對所述試驗樣品進行摩擦，并將摩擦后的試驗樣品恢復至摩擦前的初始狀態；其中，

所述預設的最大法向應力是剪切摩擦操作中的施加的多個預設的法向應力的最大值，所述預設的最大水平加載速度是剪切摩擦操作中多個預設的水平加載速度的最大值。

7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據所述剪切摩擦操作的樣品巖屑，確定試驗樣品的組成成分，包括：

對所述的剪切摩擦操作的樣品巖屑進行XRD衍射，確定試驗樣品的組成成分。

8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，對所述U型試驗夾具巖心槽中的試驗樣品施加預設的法向應力，并對所述平板試驗夾具施加水平應力，使平板試驗夾具具有預設的加載速度，對所述試驗樣品進行剪切摩擦操作，包括：

對所述U型試驗夾具巖心槽中的試驗樣品，施加預設的大小的法向應力，對所述平板試驗夾具施加不同的水平應力，使平板試驗夾具具有預設的不同大小的水平應力加載速度。