[發明專利]一種超聲波檢測高溫高壓水循環作用頁巖水化微裂縫擴展特性的實驗裝置

在審

• 申請號: 202110687197.0
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113588402A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 李靜;高雨;劉惠民;張學才;謝業統;王洪閃;陳朝陽
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/06;G01N3/18;G01N29/04
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• 代理人: 暫無信息

1.一種超聲波檢測高溫高壓水循環作用頁巖水化微裂縫擴展特性的實驗裝置，其特征在于可一體化實時監控、模擬真實深層環境下頁巖巖心水化作用內部微裂縫擴展情況，研究其擴展特性。該裝置包含高溫高壓水化反應釜、變溫注水循環裝置及超聲波檢測裝置三部分，其中高溫高壓水化反應釜內設有水化反應裝置，該裝置由上部固定器(2)、下部固定器(7)固定，巖心試樣(4)位于注水套管(3)內并由巖樣左夾具(8)及巖樣右夾具(6)固定。高溫高壓水化反應釜左、右側設有水循環注水口(1)、水循環出水口(5)并分別與巖樣左夾具(8)、巖樣右夾具(6)連接。

2.根據權利要求1所述的一種超聲波檢測高溫高壓水循環作用頁巖水化微裂縫擴展特性的實驗裝置，其特征在于高溫高壓水化反應釜內水化反應裝置中，注水套管(3)采用耐高溫高壓材料，具有傳熱速度快、流體流動空間大的特點，可使液態水與巖心試樣(4)充分接觸作用。巖樣左夾具(8)、巖樣右夾具(6)上分別設有左側螺栓孔(8-4)、右側螺栓孔(6-4)，連接注水套管(3)；巖樣左夾具(8)、巖樣右夾具(6)上分別設有巖樣左夾具上部固定螺栓孔(8-2)、巖樣左夾具下部固定螺栓孔(8-1)、巖樣右夾具上部固定螺栓孔(6-2)及巖樣右夾具下部固定螺栓孔(6-1)，并用螺栓與上部固定器(2)、下部固定器(7)固定。

3.根據權利要求2所述的一種超聲波檢測高溫高壓水循環作用頁巖水化微裂縫擴展特性的實驗裝置，其特征在于巖樣左夾具(8)、巖樣右夾具(6)內設有控壓注水通路，入水水流由巖樣左夾具入水孔(8-3)注入，后由均布四周的巖樣左夾具出水孔(8-5)注入注水套管(3)內；出水水流通過均布四周的巖樣右夾具出水孔(6-5)，后經巖樣右夾具入水孔(6-3)流出。控壓注水通路內設有流量計(14)，水流返回水槽(13)前，精確統計水流返回量，嚴格監控水流量。

4.根據權利要求1所述的一種超聲波檢測高溫高壓水循環作用頁巖水化微裂縫擴展特性的實驗裝置，其特征在于變溫注水循環裝置設有水槽(13)與高壓泵(12)連通，高壓泵(12)連接溫度改變器(17)，溫度改變器(17)下與加熱裝置(11)相連后連接高溫高壓水化反應釜(9)的水循環注水口(1)；水循環出水口(5)連接溫度改變器(17)，溫度改變器(17)上與冷卻裝置(16)相連并連通背壓調節器(15)后與水槽(13)連通。

5.根據權利要求1所述的一種超聲波檢測高溫高壓水循環作用頁巖水化微裂縫擴展特性的實驗裝置，其特征在于移動超聲波檢測裝置設有超聲波探傷儀(21)與計算機(20)連接，可實現巖心試樣(4)內部裂縫擴展情況的自動分析。

6.根據權利要求2所述的一種超聲波檢測高溫高壓水循環作用頁巖水化微裂縫擴展特性的實驗裝置，其特征在于高溫高壓反應釜(9)進出水有水循環注水控制閥(10)和水循環出水控制閥(19)精確控制水流進出，保證實驗準確性。

7.根據權利要求4所述的一種超聲波檢測高溫高壓水循環作用頁巖水化微裂縫擴展特性的實驗裝置，其特征在于將溫度改變器(17)與加熱裝置(11)、冷卻裝置(16)共同連通，可以預先調節注水溫度，確保試驗條件準確性，減少溫度過快升高對實驗設備的損壞。

8.根據權利要求4所述的一種超聲波檢測高溫高壓水循環作用頁巖水化微裂縫擴展特性的實驗裝置，其特征在于裝置內設有安全控制閥(18)與背壓調節器(15)，精確調節注水壓力。