[發明專利]高度可變的巖心柱的自吸加載裝置及潤濕性測量方法

有效

• 申請號: 202010981679.2
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112213238B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 張濤;蒙冕模;孫小惠;喬洪國
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

本發明涉及高度可變的巖心柱的自吸加載裝置及潤濕性測量方法，自吸加載裝置包括圍壓組件、夾持組件和自密封組件。圍壓組件包括筒體和安裝在筒體上的蓋板，筒體內設置有腔體，筒體的表面上設置有與腔體相連的圍壓流體進口和排空孔，蓋板上設置有與腔體相連的空氣孔。夾持組件包括上柱頭、膠套和下柱塞。膠套上貫穿設置有用于容納巖心柱的柱型腔；上柱頭包括壓頭和壓柱，壓頭的直徑大于壓柱的直徑，壓頭能夠伸入柱型腔的一端。下柱塞設置在排空孔中且能夠伸入柱型腔的另一端，下柱塞中貫穿設置有與柱型腔相連通的注液孔。自密封組件安裝在圍壓流體進口中，且自密封組件中設置有圍壓流體通道，圍壓流體通道的出口與腔體連通。

技術領域

本發明涉及巖石物理流體潤濕性測試領域，尤其涉及高度可變的巖心柱的自吸加載裝置及潤濕性測量方法。

背景技術

巖石的吸水速率是衡量巖石水理性的重要參數指標。常規的巖石吸水速率測定方法多采用常壓浸泡或加壓飽和一段時間的方式使樣品與流體進行充分接觸，并進一步測量樣品的質量改變以定性分析巖石的吸水速率。此類方法的缺點是無法進行動態實時捕捉巖石樣品的吸水率，即無法精確捕捉樣品質量隨時間的實時變化率。利用高精度天平(如精度0.00001g)進行巖石吸水速率測定是另一種測量巖石潤濕性的有效方式，可以實現巖石吸水速度隨時間變化率的精確捕捉。然而，高精度天平等測量工具對樣品自吸質量變化的測量方式多為下掛測量，該測量方式使常規巖石樣品自吸實驗很難實現地層圍壓條件的模擬。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明提供了高度可變的巖心柱的自吸加載裝置及潤濕性測量方法，旨在解決現有技術中測量樣品自吸質量變化時不能模擬地層圍壓的技術問題。

(二)技術方案

為了解決上述問題，本發明提供了一種高度可變的巖心柱的自吸加載裝置，所述自吸加載裝置包括圍壓組件、夾持組件和自密封組件；

所述圍壓組件包括筒體和安裝在所述筒體上的蓋板，所述筒體內設置有腔體，所述筒體的表面上設置有與所述腔體相連的圍壓流體進口和排空孔，所述蓋板上設置有與所述腔體相連的空氣孔；

所述夾持組件包括上柱頭、膠套和下柱塞；所述膠套設置在所述腔體中，所述膠套上貫穿設置有用于容納巖心柱的柱型腔；所述上柱頭包括壓頭和與所述壓頭連接并設置在所述空氣孔中的壓柱，所述上柱頭中設置有多個貫穿所述壓頭和所述壓柱的通氣孔，且所述壓頭的直徑大于所述壓柱的直徑，所述壓頭能夠伸入所述柱型腔的一端；所述下柱塞設置在所述排空孔中且能夠伸入所述柱型腔的另一端，所述下柱塞中貫穿設置有與所述柱型腔相連通的注液孔；

所述自密封組件安裝在所述圍壓流體進口中，且所述自密封組件中設置有圍壓流體通道，所述圍壓流體通道的進口能夠與圍壓泵相連，所述圍壓流體通道的出口與所述腔體連通，且所述圍壓流體通道內設置有圍壓通道開關；當所述圍壓流體通道的進口處的壓力大于設定值時，所述圍壓通道開關處于開啟狀態，所述圍壓流體通道處于導通狀態；當所述圍壓流體通道的進口處的壓力低于設定值時，所述所述圍壓通道開關處于關閉狀態，所述圍壓流體通道處于截斷狀態。

優選地，所述自密封組件包括進壓連接件和進壓堵頭，所述圍壓通道開關包括進壓活塞和圍壓彈性件；

所述進壓連接件安裝在所述圍壓流體進口內且所述進壓連接件上設置有與所述腔體連通的進壓通道以及用于安裝所述進壓堵頭的進壓安裝孔，所述進壓堵頭上設置有進液通道，所述進液通道的進口能夠與圍壓泵相連；

所述圍壓彈性件和所述進壓活塞均設置于所述進壓通道內，且所述圍壓彈性件的一端抵接在所述進壓活塞上，所述進壓活塞中還設置有相互連通的第一進液孔和第二進液孔，所述第一進液孔的一端位于所述進壓活塞的側面上，所述第二進液孔的一端位于所述進壓活塞朝向所述腔體的一端的端面上，所述進壓活塞背向所述腔體的一端的端面上設置有活塞密封件，所述活塞密封件能夠在所述圍壓彈性件的作用下與所述進壓堵頭的端面抵接在一起。