[發明專利]一種可模擬傾斜地層的巖心制作裝置及方法

在審

• 申請號: 201910916363.2
• 申請日: 2019-11-10
• 公開（公告）號: CN110658038A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 曾德智;陶冶;彭先波;戚亞東;喻智明;臧碩;曾鳳;彭政德
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種可模擬傾斜地層的巖心制作裝置及方法，屬于石油工程巖石力學技術領域。該裝置包括楔形組合模具、震動底座、可控壓實系統和電腦監測系統。利用該裝置及方法可實現加工出一種可模擬傾斜地層的巖心，首先通過楔形組合模具用分級填充的方法將巖心材料進行填充，通過可控壓實系統對楔形組合模具進行加壓，通過震動底座將填充材料震動均勻并壓實，通過電腦監測系統對施加的壓力和震動強度進行控制，從而加工制作出可模擬傾斜地層的巖心。

技術領域

本發明涉及石油工程中巖石力學相關領域，特別涉及一種可模擬傾斜地層的巖心制作裝置及方法。

背景技術

地層傾角對巖石力學特征影響研究一個重要課題，但由于地層環境的特殊性和復雜性，以及現場實測難度大、耗費大等因素影響，導致地層傾角對巖石力學特性的影響分析難以全面開展，另外，在巖心力學試驗中沒有能夠模擬傾斜地層的巖心供使用，很難得出地層傾角對巖石力學的影響。

為了解決上述問題，該裝置改進現有的巖心加工制作裝置，使其既能夠加工滿足學生日常實驗的普通巖心，又能夠加工可模擬傾斜地層的巖心供學者研究巖層傾角對于巖石力學特征的影響。

發明內容

本發明要解決的問題是針對現有的巖心制作裝置不能加工可模擬傾斜地層巖心的不足，提供一種能夠加工和制作可模擬傾斜地層的巖心制作裝置及方法。

為滿足上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種可模擬傾斜地層的巖心制作裝置，其特征在于，該裝置包括楔形組合模具、震動底座、可控壓實系統和電腦監測系統；

所述的楔形組合模具由第一級模具、第二級模具、第三級模具、第四級模具、邊緣定位插銷構成；

所述的震動底座由底座板、支撐腳、震動電機構成；

所述的可控壓實系統由可升降支架、壓力輸出器、壓桿、壓板、壓力傳感器構成；

所述的電腦監測系統由計算機和線纜構成。

本發明所述的楔形組合模具由第一級模具、第二級模具、第三級模具、第四級模具自下而上組裝而成，各模具均為斜空心圓柱體且內外徑均相同，各級模具之間通過邊緣定位插銷固定連接，邊緣定位插銷相互成90度固定于各級模具的連接處。

本發明所述的第一級模具下端通過螺栓與底座固定，第一級模具的上表面與水平面成一定的夾角，第一級模具與第二級模具的連接面、第二級模具與第三級的連接面、第三級模具與第四級模具的連接面均與水平面成一定的夾角，夾角可以模擬真實巖層傾角。

本發明所述的一種可模擬傾斜地層的巖心制作裝置，其特征在于，所述的可升降式支架下端通過螺栓固定于底座上，壓力輸出器固定于可升降式支架的上端，壓力輸出器通過壓桿與壓板相連，壓桿的表面貼有壓力傳感片，壓板的直徑與楔形模具的內徑相等。

本發明所述的一種可模擬傾斜地層的巖心制作裝置，其特征在于，底座板通過四個相互垂直的支撐腳支撐，震動電機固定于底座板的下端中心，振動電機的震動強度可調節。

本發明所述的一種可模擬傾斜地層的巖心制作裝置，其特征在于，計算機可以通過線纜控制震動電機的震動強度和壓力輸出器輸出壓力的大小，在裝置運行過程中可隨時控制和監測裝置的運行狀況。

利用本發明裝置進行可模擬傾斜地層的巖心的加工方法包括以下步驟：

步驟1：按比例稱取第一級模具所需的填充材料，攪拌均勻，按第一級步驟依次準備第二級模具、第三級模具和第四級模具所需的填充材料；