一种软泥岩抗挤压测试仪的制作方法

本实用新型涉及钻井技术领域，特别涉及一种软泥岩抗挤压测试仪。

背景技术：

钻井过程中，保持井眼的井壁稳定是钻井工程关注的重要方面。评价井壁原始状态，通过化学处理剂或钻井液等入井流体改变井壁不稳定因素，提高井壁稳定性是重要的研究内容。其中，对抑制泥页岩井壁水化分散、膨胀缩径、坍塌卡钻等方面研究较多，相应的评价方法和化学处理剂及钻井液技术研发也较为丰富。

目前主要的评价方法有：抑制造浆率、线性膨胀降低率、滚动回收率等，它们分别从流变性、形变距离、质量变化等方面开展评价测试，然而这些方法对于评价软泥岩，如长年被海水浸泡的海底浅层软泥岩，针对性不强。软泥岩含水率高，其造浆率、线性膨胀率都非常小，软泥岩也不像压实紧密的泥页岩那样，可以粉碎成一定尺寸的岩屑或回收钻屑来评价滚动回收率。软泥岩对井壁稳定性的影响更主要地是因为井眼的形成造成力学性能的变化，如应力失衡更容易蠕变、更容易挤压、掩埋钻杆，上述几种评价方法都无法相对准确地模拟和评价软泥岩的力学状态，因而也无法科学得用以指导软泥岩抑制剂和钻井液等入井流体的研发工作。

技术实现要素：

本实用新型提供一种软泥岩抗挤压测试仪，解决了或部分解决了现有技术中评价井壁原始状态的评价方法都无法相对准确地模拟和评价软泥岩的力学状态，因而也无法科学得用以指导软泥岩抑制剂和钻井液等入井流体的研发工作的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种软泥岩抗挤压测试仪包括：测试组件，包括：收纳观测装置；储样测试装置，侧壁上开设有进液孔，所述储样测试装置一端开设有出样孔，所述储样测试装置活动设置在所述收纳观测装置一端；密封装置，与所述储样测试装置另一端活动连接；加压组件，包括：支撑装置，一端活动设置所述收纳观测装置；加压装置，与所述支撑装置另一端活动连接，所述加压装置的中轴线与所述密封装置的中轴线在同一垂线上；测量装置，与所述加压装置连接。

进一步地，所述收纳观测装置包括：开窗承接杯，一端活动设置在所述支撑装置一端，另一端活动设置所述储样测试装置，所述开窗承接杯支撑所述储样测试装置。

进一步地，所述开窗承接杯的杯壁设置有观察窗。

进一步地，所述储样测试装置包括：旋塞盖，一端开设有出样孔；储样测试筒，一端与所述旋塞盖活动连接，另一端与所述密封装置活动连接，所述储样测试筒的筒壁开设有进液孔。

进一步地，所述储样测试筒中央为上下贯通的储样腔。

进一步地，本实用新型软泥岩抗挤压测试仪还包括：第一过滤纸，设置在所述旋塞盖与所述储样测试筒的连接处；第二过滤纸，设置在所述储样测试筒与所述密封装置连接处。

进一步地，所述密封装置包括：密封活塞，与所述储样测试装置另一 端活动连接。

进一步地，所述支撑装置包括：加压支架顶板，与所述加压装置活动连接；加压支架支撑立柱，一端与所述加压支架顶板连接；加压支架底板，与所述加压支架支撑立柱另一端连接，所述收纳观测装置活动设置在所述加压支架底板上。

进一步地，所述加压装置包括：加压旋塞，与所述支撑装置另一端活动连接，所述加压旋塞的中轴线与所述密封装置的中轴线在同一垂线上；扭矩扳手，与所述加压旋塞连接。

进一步地，所述测量装置包括：扭矩仪，与所述加压装置连接

本实用新型提供的软泥岩抗挤压测试仪的储样测试装置内放入试样，通过密封装置对试样施加压力后，将密封装置拿出，将储样测试装置浸没于模拟软泥岩所处原始环境的初始浸泡液中充分浸泡一定时间，储样测试装置的侧壁开设的进液孔在浸泡期间始终处于液面以下，将收纳观测装置设置在支撑装置一端，收纳观测装置支撑储样测试装置，加压装置的中轴线与密封装置的中轴线在同一垂线上，加压装置对密封装置加压，此时试样从的储样测试装置的出样孔中呈条状被匀速挤出，整个挤压过程中，通过测量装置读取扭矩值，扭矩值应基本保持恒定，否则说明岩心浸泡不充分、不均一，应考虑重新制作模拟岩心，可用于评价软泥岩原始力学性能，以及化学处理剂或入井流体对软泥岩力学性能的影响。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的软泥岩抗挤压测试仪的测试组件结构示意图；

图2为图1中软泥岩抗挤压测试仪的加压组件结构示意图。

具体实施方式

参见图1-2，本实用新型实施例提供了一种软泥岩抗挤压测试仪包括：测试组件1及加压组件2。

所述测试组件1包括：收纳观测装置1-1、储样测试装置1-2及密封装置1-3。所述储样测试装置1-2侧壁上开设有进液孔，所述储样测试装置1-2一端开设有出样孔，所述储样测试装置1-2活动设置在所述收纳观测装置1-1一端。所述密封装置1-3与所述储样测试装置1-2另一端活动连接；

所述加压组件2包括：支撑装置2-1、加压装置2-2及测量装置。所述支撑装置2-1一端活动设置所述收纳观测装置1-1。所述加压装置2-2与所述支撑装置2-1另一端活动连接，所述加压装置2-2的中轴线与所述密封装置1-3的中轴线在同一垂线上。所述测量装置与所述加压装置2-2连接。

详细介绍收纳观测装置的结构。

所述收纳观测装置包括：开窗承接杯1-11。

所述开窗承接杯1-11一端活动设置在所述支撑装置2-1一端，另一端活动设置所述储样测试装置1-2，所述开窗承接杯1-11支撑所述储样测试装置1-2。所述开窗承接杯1-11的杯壁设置有观察窗1-111，便于观察。

详细介绍储样测试装置的结构。

所述储样测试装置包括：旋塞盖1-21及储样测试筒1-22。

所述旋塞盖1-21一端开设有出样孔，软泥岩从出样孔中呈条状被匀速挤出。旋塞盖1-21的顶端开口，内径大于15mm，并有丝扣。

储样测试筒1-22一端与所述旋塞盖1-21活动连接，另一端与所述密封装置1-3活动连接，所述储样测试筒1-22的筒壁开设有进液孔。所述储样测试筒1-22中央为上下贯通的储样腔。所述储样测试筒1-22高度大于10mm，顶端承压层长、宽或直径大于15mm，所述储样腔内径大于5mm，与密封装置1-3实现密闭推进，内高大于10mm。所述储样测试筒1-22末端有丝扣，丝扣高度大于5mm，所述储样测试筒1-22末端的丝扣与旋塞盖1-21顶端的丝扣相配合。

本实用新型软泥岩抗挤压测试仪还包括：第一过滤纸及第二过滤纸。

所述第一过滤纸设置在所述旋塞盖1-21与所述储样测试筒1-22的连接处，用于过滤软泥岩。

所述第二过滤纸设置在所述储样测试筒1-22与所述密封装置1-3连接处，避免所述密封装置1-3干扰软泥岩的下压。

详细介绍密封装置的结构。

所述密封装置包括：密封活塞1-31。

所述密封活塞1-31与所述储样测试装置1-2另一端活动连接。所述密封活塞1-31为可旋转圆柱体构件，直径大于12mm，高度大于10mm；所述密封活塞1-31底端处开有密封槽，内嵌密封圈，密封圈外径大于12mm。

详细介绍支撑装置的结构。

所述支撑装置包括：加压支架顶板2-13、加压支架支撑立柱2-12及加压支架底板2-11。

所述加压支架顶板2-13与所述加压装置2-2活动连接。所述加压支架顶板2-13的长、宽均大于15mm，所述加压支架顶板2-13开孔，内径大于12mm，内有丝扣。

所述加压支架支撑立柱2-12一端与所述加压支架顶板2-13固定连接。具体地。在本实施方式中，所述加压支架支撑立柱2-12一端通过螺栓与所述加压支架顶板2-13固定连接，在其它实施方式中，所述加压支架支撑立柱2-12一端可通过其它方式如轴销等与所述加压支架顶板2-13固定连接。所述加压支架底板2-11有四条，直径大于2mm，高度大于10mm。

所述加压支架底板2-11与所述加压支架支撑立柱2-12另一端固定连接。具体地。在本实施方式中，所述加压支架底板2-11通过螺栓与所述加压支架支撑立柱2-12另一端固定连接，在其它实施方式中，所述加压支架底板2-11可通过其它方式如轴销等与所述加压支架支撑立柱2-12另一端固定连接。所述收纳观测装置1-1活动设置在所述加压支架底板2-11上。所述加压支架底板2-11上设置有紧固螺丝，所述紧固螺丝将加压支架底板2-11固定于稳固平台。

详细介绍加压装置的结构。

所述加压装置包括：加压旋塞2-22及扭矩扳手2-21。

所述加压旋塞2-22与所述支撑装置2-1另一端活动连接，所述加压旋塞2-22的中轴线与所述密封装置1-3的中轴线在同一垂线上。所述加压旋塞2-22为带丝扣可旋转圆柱体构件，所述加压旋塞2-22下端有丝扣，所述加压旋塞2-22的丝扣与加压支架顶板2-13配合旋进，所述加压旋塞2-22的丝扣段直径大于12mm，长度大于10mm。

所述扭矩扳手2-21与所述加压旋塞2-22连接。所述加压旋塞2-22的顶端有中央隼孔，所述扭矩扳手2-21通过所述中央隼孔与加压旋塞2-22 连接。

详细介绍测量装置的结构。

所述测量装置包括：扭矩仪。

所述扭矩仪与所述加压装置2-2固定连接。具体地，在本实施方式中，所述扭矩仪通过螺栓与所述加压装置2-2固定连接，在其它实施方式中，所述扭矩仪可通过其它方式如轴销等与所述加压装置2-2固定连接。所述扭矩仪测量所述加压装置的扭矩，便于读取。

为了更清楚介绍本实用新型实施例，下面从本实用新型实施例的使用方法上予以介绍。

实施前制作软泥岩模拟岩心：将储样测试筒1-22与旋塞盖1-21配合拧紧。储样测试筒1-22高75mm，顶端承压层直径70mm，中央为上下贯通的储样腔，储样腔内径25.4mm，与密封活塞1-31实现密闭推进，外径32mm，内高75mm，腔壁中部每隔90°在同一水平高度均匀分布4个进液孔，进液孔直径4mm；末端有丝扣，丝扣高度16mm。旋塞盖1-21外径38mm，顶端开口，内径32mm并有丝扣，可与储样测试筒1-22的储样腔末端丝扣配合；塞盖底面均匀分布19个直径为2mm的出样孔，且所有出样孔均在储样测试筒1-22的储样腔垂直投影区内。从储样测试筒1-22顶端开口处放入裁剪合适的一片圆形第一滤纸，确保在旋塞盖1-21底部平铺展开，并把旋塞盖1-21上开设有出样孔遮盖。称取一定质量的膨润土(如10.0g)，全部放入储样测试筒1-22底部第一滤纸上，轻轻敦实后，放入裁剪合适的一片圆形第二滤纸，确保在土层顶部平铺展开，然后缓慢放入密封活塞1-31。在压力机上均匀加压至一定压力(如5MPa)，并保持一定时间(如10m i n)，期间适当补充压力。到时间后，卸去压力，轻轻旋转密封活塞1-31，并缓慢拔出，然后将储样测试筒1-22下端浸没于模拟软泥岩所处原始环境的初 始浸泡液中充分浸泡一定时间(如24小时)，并确保储样测试筒1-22侧壁开设的进液孔在浸泡期间始终处于液面以下。上述质量、压力、时间值的确定均根据试验需要。浸泡完毕后，将密封活塞1-31设置在储样测试筒1-22一端，密封活塞1-31为T形可旋转圆柱体构件，上端直径38mm，高20mm，下端直径25.2mm，长80mm；在距离底端分别为5mm和14mm处开有密封槽，内嵌密封圈，密封圈外径25.42mm。将浸泡完毕的储样测试筒储样测试筒1-22装入开窗承接杯1-11中，一同置于加压支架底板2-11上，确保密封活塞1-31中轴与加压旋塞2-22中轴在同一垂线上。加压旋塞2-22为带丝扣T形可旋转圆柱体构件，加压旋塞2-22上端直径38mm，高11mm，其中顶端中央隼孔长13mm，宽13mm，深10mm，可通过扭矩扳手加压；加压旋塞2-22下端有丝扣，丝扣段直径25mm，长度55mm。加压支架顶板2-13及加压支架底板2-11尺寸相同，长、宽均为200mm，厚15mm，其中，加压支架顶板2-13中央开孔，内径25mm，内有丝扣，可与加压旋塞2-22下端丝扣配合旋进；四条加压支架支撑立柱2-12直径12mm，高度200mm；加压支架底板2-11直角处有4颗螺纹直径为9.44mm的紧固螺丝，可将加压支架底板2-11固定于稳固平台。将扭矩扳手2-21插入加压旋塞2-22中央隼孔，通过旋转扭矩扳手2-21带动加压旋塞2-22下行，当加压旋塞2-22与密封活塞1-31接触后，匀速、缓慢转动扭矩扳手2-21，并时刻观察、记录扭矩读值，此时软泥岩从旋塞盖1-21上开设有出样孔中呈条状被匀速挤出，开窗承接杯1-11高90mm，直径70mm，壁厚2.5mm，可以支撑储样测试筒1-22，距开窗承接杯1-11底端12mm处，有高20mm，长35mm，前后可贯通的两个观察窗，通过开窗承接杯1-11的杯壁设置的观察窗1-111观察软泥岩挤出的状态，整个挤压过程中，通过扭矩仪监测扭矩值，扭矩值应基本保持恒定，否则说明岩心浸泡不充分、不均一，应考虑重新制作模拟岩心，可用于评价软泥岩原始力学性能，以及化学处理剂或 入井流体对软泥岩力学性能的影响。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照实例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。