专利名称：岩心造缝与岩心破裂应力检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应力检测装置，尤其涉及一种用于岩心造缝与岩心破裂的应力检测装置。
背景技术：
近几年来，随着超低渗非常规砂岩储层油气勘探开发工作开展，该类储层对开展开发驱替实验提出了挑战，综合来说，主要有以下几点:首先，该类储层常规岩心由于渗透率低而使得实验驱替压力过高，带来了操作上的安全隐患；其次，该类储层由于致密度高，岩心驱替实验成功率很低；此外，该类储层在油田开发中最终是要通过酸化压裂等措施进行开采。因此，需要对岩心进行改善，以便安全有效合理地进行开发驱替实验。经摸索，将该类储层岩心进行人工造缝后，其渗透率基本都增大5倍以上，开展开发驱替实验的问题就迎刃而解，同时造缝后的岩心评价实验可以较好地模拟此类储层油层开采过程。经查询目前国内各油田实验室还没有一套岩心造缝与岩心破裂应力检测装置或仪器。但与之相类似仪器有一套，其为大庆油田发明的气动岩心劈开机，该劈开机主要是通过外力将岩心沿着轴面大力劈开，其发明目的是解决在劈开岩心时劳动强度大，安全性差，岩心劈开面是否平直等问题，因此在该劈开机上不能实现岩心人工造缝后渗透性能改善情况研究，也不能实现岩心破裂最小应力以及最小应力面结构构造等方面的研究。而岩心造缝与岩心破裂应力检测装置就是为了在最大限度保护岩心同时，实现岩心人工造缝后渗透性能改善，记录岩心破裂时最小应力，以及研究沿着最小应力面所产生裂缝面的结构构造。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油藏实验中完成岩心造缝与岩心破裂应力检测的装置，具体是对岩心进行人工造缝以改善岩心渗透性能，从而实现开展超低渗非常规砂岩储层开发驱替实验。为实现上述目的，本发明的一种岩心造缝与岩心破裂应力检测装置的具体技术方案为:一种岩心造缝与岩心破裂应力检测装置，包括岩心夹持装置和设置在岩心夹持装置上方的岩心造缝刀，岩心造缝刀与液压动力系统和压力采集系统相连，岩心夹持装置的一侧设置有图像采集系统，液压动力系统、压力采集系统和图像采集系统通过传输与控制线路与主控装置电性连接。进一步，液压动力系统包括液压油泵和液压传动器，液压油泵与液压传动器流体连通，液压传动器连接岩心造缝刀，主控装置通过传输与控制线路与液压油泵电性连接。进一步，压力采集系统包括液压传动器和与液压传动器相连的第一压力变送器，第一压力变送器通过传输与控制线路与主控装置电性连接。
进一步，压力采集系统包括高速摄像机，高速摄像机设置在岩心夹持装置的一侧，高速摄像机通过传输与控制线路与主控装置电性连接。进一步，还包括安全控制系统，安全控制系统通过传输与控制线路与主控装置电性连接。进一步，安全控制系统包括电性连接的压力表、第二压力变送器和安全泄压阀，压力表通过传输与控制线路与主控装置电性连接，安全泄压阀设置在装置中的液压液输送管路上。进一步，还包括安装岩心夹持装置、岩心造缝刀、压动力系统、压力采集系统、图像采集系统和安全控制系统的操作台。相比现有技术，本发明的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置具有以下优势:1、成功率高。该仪器满足油田岩心造缝要求，通过100次以上反复测试，岩心造缝成功率在95%以上；2、该岩心人工造缝与岩心破裂应力检测装置，可以很好地模拟记录地层岩石破裂时压力变化情况；3、该装置操作安全，有安全压力保护系统，全程自动化监控。
图1为本发明的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置的结构示意图。
具体实施例方式为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种岩心造缝与岩心破裂应力检测装置做进一步详细的描述。如图1所示，本发明的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置包括岩心夹持装置11和设置在岩心夹持装置11上方的岩心造缝刀9，其中，岩心夹持装置11用于固定造缝岩心，使之能与造缝刀片准确对准，而岩心造缝刀9则通过应力破裂岩心，为后期检测创作条件。另外，本发明的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置还包括有主控装置7和通过传输与控制线路8与主控装置7电性连接的液压动力系统、压力采集系统、图像采集系统、安全控制系统。本发明的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置在主控装置7的控制下，通过液压动力系统、压力采集系统、图像采集系统、安全控制系统与岩心造缝刀9的协调配合实现了岩心的造缝、破裂以及应力检测。进一步，本发明中的岩心造缝刀9通过液压动力系统提供造缝应力，参见图1，本发明中的液压动力系统包括液压油泵I和液压传动器6，其中，液压油泵I与液压传动器6流体连通，主控装置7通过传输与控制线路8与液压油泵I电性连接，液压传动器6连接岩心造缝刀9。实际运行时，在主控装置7的控制下，液压油泵I驱动液压液至液压传动器6中，通过液压传动器6为岩心造缝刀9提供造缝应力。进一步，本发明的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置中还具有压力采集系统，参见图1，本发明中的压力采集系统包括液压传动器6和与液压传动器6相连的第一压力变送器5，其中，液压传动器6用于传递实时压力数值，便于压力数据的采集，第一压力变送器5则用于将液压传动器6传送的压力信号转换为电信号，完成压力数据的采集。此外，本发明中的第一压力变送器5通过传输与控制线路8与主控装置7电性连接，用于将采集到的信号传送至主控装置7。进一步，本发明的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置中还具有图像采集系统，参见图1，本发明中的压力采集系统包括高速摄像机10，高速摄像机10设置在岩心夹持装置11的一侧，用于对整个岩心造缝过程进行实时拍摄跟踪，以便为分析岩心应力破裂部分提供数据支持。其中，高速摄像机10还通过传输与控制线路8与主控装置7电性连接，用于将拍摄到的数据传送至主控装置7中。此外，本发明的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置中还可设置有安全控制系统，参见图1，本发明中的安全控制系统包括彼此电性连接的压力表2、第二压力变送器3和安全泄压阀4，其中，压力表2通过传输与控制线路8与主控装置7电性连接，用于系统压力校正与安全压力设定，安全泄压阀4设置在装置中的液压液输送管路上，具体为液压油泵I与液压传动器6之间的液压液输送管路上，可在系统内压力超过安全压力时，流程泄压，保护设备和人员的操作安全。下面结合图1，对本发明的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置的操作步骤进行说明:I)液压动力系统驱动岩心造缝液压油泵I (伺服油泵)驱动液压液至液压传动器6，在液压作用下岩心造缝刀9缓慢向岩心移动，岩心在岩心造缝刀9的应力作用下完成造缝。应注意的是，在本发明的岩心造缝过程中，岩心造缝刀9的压力先是缓慢增大，待岩心到达临界破裂点时压力会出现突降拐点，主控装置7自动识别这个突破点，关停液压油泵1，从而结束装置的运行。2)压力和图像的数据采集在进行岩心造缝的同时，液压传动器6实时传送压力信号至第一压力变送器5，第一压力变送器5将压力信号转换为电信号，并传送至主控装置7，完成压力的采集。同时，设置在岩心夹持装置11 一侧的高速摄像机10对岩心造缝过程进行全程拍摄，并通过传输与控制线路8传送至主控装置7，为分析岩心应力破裂部位提供数据支持。3)装置的安全控制当系统内压力超过预设安全压力时，主控装置7发送泄压指令，安全泄压阀4便会将管路中的驱替液压液泻出，从而保证压力不超过系统承受的安全压力。另外，为方便装置的安装及使用，本发明的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置中还可设置有仪器操作台12，仪器操作台12为本装置的使用平台，主要用于造缝装置和检测设备的安装，如岩心夹持装置11、岩心造缝刀9、压动力系统、压力采集系统、图像采集系统和安全控制系统。本发明的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置主要是在岩心端面施加外力从而使岩心沿着应力最小面发生破裂，且破裂缝贯通这个岩心；其主旨是用最小外力使岩心发生破裂，产生裂缝，增大岩心渗透性能，所产生缝面无需平直。在应力破裂造缝的同时，通过高速摄像机对造缝过程进行实时拍摄跟踪，并通过压力采集系统监测记录造缝过程中岩心破裂压力变化情况。以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。
权利要求
1.一种岩心造缝与岩心破裂应力检测装置，其特征在于，包括岩心夹持装置(11)和设置在岩心夹持装置(11)上方的岩心造缝刀(9)，岩心造缝刀(9)与液压动力系统和压力采集系统相连，岩心夹持装置(11)的一侧设置有图像采集系统，液压动力系统、压力采集系统和图像采集系统通过传输与控制线路(8)与主控装置(7)电性连接。
2.根据权利要求1所述的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置，其特征在于，液压动力系统包括液压油泵(I)和液压传动器(6)，液压油泵(I)与液压传动器(6)流体连通，液压传动器(6)连接岩心造缝刀(9)，主控装置(7)通过传输与控制线路(8)与液压油泵(I)电性连接。
3.根据权利要求2所述的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置，其特征在于，压力采集系统包括液压传动器(6)和与液压传动器(6)相连的第一压力变送器(5)，第一压力变送器(5)通过传输与控制线路(8)与主控装置(7)电性连接。
4.根据权利要求3所述的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置，其特征在于，压力采集系统包括闻速摄像机(10)，闻速摄像机(10)设直在岩心夹持装直(11)的一侧，闻速摄像机(10)通过传输与控制线路(8)与主控装置(7)电性连接。
5.根据权利要求1或4所述的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置，其特征在于，还包括安全控制系统，安全控制系统通过传输与控制线路(8)与主控装置(7)电性连接。
6.根据权利要求5所述的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置，其特征在于，安全控制系统包括电性连接的压力表(2)、第二压力变送器(3)和安全泄压阀(4)，压力表(2)通过传输与控制线路(8 )与主控装置(7 )电性连接，安全泄压阀(4 )设置在装置中的液压液输送管路上。
7.根据权利要求5所述的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置，其特征在于，还包括安装岩心夹持装置(11)、岩心造缝刀(9)、压动力系统、压力采集系统、图像采集系统和安全控制系统的操作台(12)。
全文摘要
本发明公开了一种岩心造缝与岩心破裂应力检测装置，该岩心造缝与岩心破裂应力检测装置包括岩心夹持装置(11)和设置在岩心夹持装置(11)上方的岩心造缝刀(9)，岩心造缝刀(9)与液压动力系统和压力采集系统相连，岩心夹持装置(11)的一侧设置有图像采集系统，液压动力系统、压力采集系统和图像采集系统通过传输与控制线路(8)与主控装置(7)电性连接。本发明的岩心造缝与岩心破裂应力检测装置具有较高自动化、运行安全和稳定的特征，使用中具有使用安全、数据采集精确度高、应用广泛等特点。
文档编号G01N3/12GK103196752SQ20131015048
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月26日 优先权日2013年4月26日
发明者贾星亮, 马冬晨, 赵瑞明, 赵疆 申请人:中国石油化工股份有限公司