一种岩样体积测定仪的制作方法

本实用新型属于地质实验测试研究领域，具体涉及一种岩样体积测定仪。
背景技术：
：在石油、天然气等矿产资源勘探开发研究过程中，岩石孔隙率是重点研究参数之一。对进一步探究储层岩石的孔隙结构及表面性质具有重要作用，对油气等矿产资源的开采具有指导意义。现有技术中，对岩样体积测定方法主要有：丈量法、气体法、浮力法以及试管液位法等。其中丈量法最为传统，要求样品表面光滑且形状严整规则。其中气体法对于表面形态复杂的样品则存在测量误差较大的风险。其中浮力法在应用过程中，难免存在样品被测量介质浸入后，在后续擦除样品表面附着的测量介质时，将样品表层孔隙中的测量介质一起擦除的现象；或存在测量介质由于自身重力从样品中流出的现象；且该方法过于依赖人工操作，存在严重的操作误差。其中试管液位法的测量过程是一个测量介质液位变化的动态过程，该方法存在测量介质表面张力使得液面存在弧度造成读数误差的问题。可知，现有技术难以解决样品体积(孔隙率)测量的问题；或解决该问题的方法、设备本身存在较大的设计问题，造成使用时系统误差及操作误差明显，难以获得精确的测量结果。发明专利“一种岩样总体积变密度测定装置及方法”中公开了一种磁流体在磁场中通过改变表观密度进而改变样品在体系中所受浮力来测量样品体积的方法。该发明为解决上述问题做出了明显贡献，但装置结构上仍然存在一定的缺陷。该装置的磁场构建采用了一对磁极，将磁极形状设计为梯形，使得磁流体槽为了配合磁极形状而设计为开口处截面积大于底面的槽状。这种磁场的构建方式使得装置存在占据空间较大、重量较大、成本较高、磁流体表观密度控制难度较大的不足。技术实现要素：本实用新型的目的在于，解决传统孔隙率测定过程中岩样体积测定存在的问题，避免了岩样体积测定中样品的形状、状态对检测结果的影响，同时解决现有技术中存在的装置设计问题。从改善装置结构功能设计的角度，使得装置外形尺寸减小、重量减轻、成本下降、实验操作更为简便。本实用新型的岩样体积测定仪，包括：检测装置和控制装置；所述的检测装置包括：样品框、称重装置、磁流体槽、磁流体、连接部件以及支撑部件；所述的磁流体盛放于磁流体槽中；所述的样品框中盛放样品，并且样品框与称重装置通过连接部件连接并浸没在磁流体中；所述的称重装置由支撑部件支撑固定；所述的控制装置包括：控制中枢、可调电源以及螺线管；所述的控制中枢与所述的可调电源连接，所述的可调电源与所述的螺线管连接，所述的螺线管置于磁流体槽水平放置时中轴线正下方；通过控制中枢控制可调电源对螺线管上的电压或电流进行调整，改变磁场强度。在一个实施例中，所述的岩样体积测定仪，其样品框上部开口，四周与底面为镂空网状。在一个实施例中，所述的岩样体积测定仪，其样品框、连接部件以及磁流体槽由非磁性材料制成。在一个实施例中，所述的岩样体积测定仪，其连接部件由非弹性材料制成。在一个实施例中，所述的岩样体积测定仪，其磁流体槽横断面形状与样品框横断面形状相同；磁流体槽横断面尺寸大于样品框横断面尺寸。在一个实施例中，所述的岩样体积测定仪，其控制中枢为计算机或单片机。在一个实施例中，所述的岩样体积测定仪，其控制装置还包括所述电路状态检测设备，所述的电路状态检测设备与可调电源连接。在一个实施例中，所述的岩样体积测定仪，其电路状态检测设备为电压表或电流表。本实用新型的有益效果是：解决了传统岩样体积、孔隙率测定中存在的问题，避免了岩样体积、孔隙率测定中样品的形状、状态对检测结果的影响，同时解决现有技术中存在的装置设计问题，较大程度的减少了由设计问题造成的系统误差及操作误差，并且可使测定结果精确到小数点后3位。同时，可以减小检测装置的外形尺寸、减轻设备重量、降低成本、便于操作。附图说明在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：图1是本实用新型岩样体积测定仪的结构示意图；图2是本实用新型岩样体积测定仪在一个实施例中的样品框结构示意图。图中：1、螺线管，2、磁流体槽，3、磁流体，4、样品框，41、网眼，5、样品，6、连接部件，7、称重装置，8、可调电源，9、控制中枢，10、支撑部件。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。具体实施方式现结合附图对本实用新型做进一步详细描述：如图1和2所示，本实用新型提供一种岩样体积测定仪，其主要包括：检测装置和控制装置，其中：所述的检测装置至少包括：带有网眼41的样品框4、称重装置7、磁流体槽2、磁流体3、连接部件6以及支撑部件10。样品框4中盛放样品5。通过本岩样体积测定仪实施的岩样体积测定时，样品可整体为块状、板状、片状、针状、颗粒状、粉末等形状，以及以上几种形状的组合。样品框4与称重装置7通过连接部件6连接，浸没在磁流体3中。称重装置7由支撑部件10支撑固定。样品框4上部开口，四周与底面为镂空网状，整体为圆柱形，由玻璃或塑料制成。则将样品5浸没在磁流体槽2中的磁流体3里时，磁流体3可以在样品框4的底面和四周通过镂空结构中的样品框网眼41流入样品框4，使样品框4在四周及底面各处液体流动情况相同，进而使样品框4及其携带的样品5平稳的浸没在磁流体槽2中的磁流体3里，不会出现样品框4内由于某一处流入液体多于其他部分而使样品框4在浸入过程中出现旋转、歪斜、倾覆甚至造成样品5掉落的现象。连接部件6为非弹性聚酰胺绳或其它材料，该材料不具有磁性。该避免了测定仪使用过程中连接部件6发生弹性形变，使样品5在磁场中产生相对位置的变化，造成测量误差。岩样体积测定仪的磁流体槽2由玻璃制成，横断面形状设计为样品框4横断面形状相同，磁流体槽2横断面尺寸大于样品框4横断面尺寸，则使样品框4浸入和取出磁流体槽2中时更加流畅，避免该过程中样品框4与磁流体槽2的碰撞、接触，使检测更方便快捷的进行，避免操作误差。所述的控制装置至少包括：控制中枢9、可调电源8以及螺线管1。控制中枢9为计算机或单片机。该设计一方面，实现控制装置的自动化控制，提高电路状态的控制与检测能力，及控制与检测精准度；另一方面，实现了岩样体积V的自动化计算，保障计算精准度，减轻人工计算负担。进一步的，能通过控制中枢9实现实验数据加工及表单生成。控制中枢9与所述的可调电源8连接。在控制装置中添加电压表作为电路状态检测设备，该电压表与可调电源8连接。量化了控制装置的效果表现，有助于判断电路状态及检测装置状态。岩样体积测定仪中的电路状态检测设备，设计为电压表或电流表，则可通过检测电路中的电压、电流达到检测电路状态的目的，使使用者能够更为直观的了解仪器状态。本实用新型中，岩样体积测定仪的控制装置中磁场提供装置为螺线管1。可调电源8与螺线管1连接。螺线管1置于磁流体槽2水平放置时中轴线正下方。通过控制中枢控制9可调电源8对螺线管1上的电压或电流进行调整，改变磁场强度。这种设计首先为测定仪的磁场强度调整方式提供了更多种选择，如：调整螺线管1所缠绕导线的匝数，调整螺线管1所缠绕导线通过电流大小，调整螺线管1中铁芯的形状及种类；其次，采用螺线管1作为磁场提供装置也提高了测定仪的控制灵敏度，螺线管1为导线多匝缠绕结构，其产生的电磁场为多匝导线产生的电磁场的叠加，调整电流或电压变化时，螺线管1产生的磁场强度变化量经叠加后将明显变化；再次，本测定仪将改变磁流体表观密度作为控制装置功能性的表现之一，则仅在竖直方向(检测方向，重力方向)上提供的磁场及磁场分量为有效磁场。本测定仪将螺线管1置于磁流体槽2水平放置时中轴线正下方，保证了在竖直方向上尽可能多的将螺线管1电极产生的磁感线作为有效磁场穿过磁流体槽2、样品框4以及样品5，操作时，磁场强度的变化量将全部作用在上述几项上，显著改变磁流体的表观密度，进而提高测定仪的灵敏度。本实用新型中的岩样体积测定仪工作原理如下：1)岩样烘干；2)将烘干后的岩样放入干燥器，冷却至室温；3)将干燥冷却后的岩样放入磁流体3中浸泡，磁流体3此时密度为D1；4)将岩样放入样品框4中，将样品框4放入盛有磁流体3的磁流体槽2中至固定深度值，使样品保持被磁流体3浸没状态，样品框4避免与磁流体槽2接触；5)待检测装置稳定后，读取称重装置7示数记为G1；6)调整可调电源8使磁流体3表观密度达到设计值D2，待检测装置稳定后，读取称重装置7示数记为G2；7)计算岩样体积V：V＝(G2－G1)/(D1－D2)。实施例实验数据：D1(g/cm3)G1(g)D2(g/cm3)G2(g)V(cm3)1#1.2803.4141.4113.0622.6842#1.2404.4201.4233.7803.428可知，通过本实用新型的岩样体积测定仪，可使测定结果有效数字保留到小数点后3位。综上所述，本实用新型所述的一种岩样体积测定仪，从优化磁极设计、优化样品框设计几个方面着手，解决了传统岩样体积、孔隙率测定中存在的问题，避免了岩样体积、孔隙率测定中样品的形状、状态对检测结果的影响，同时解决现有技术中存在的装置设计问题，较大程度的减少了由设计问题造成的系统误差及操作误差，并且可使测定结果精确到小数点后3位。虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。当前第1页1 2 3