本发明涉及一种能源地质领域用来开展样品声波测试实验领域，尤其涉及一种用于高温高压下多测点岩心声波测试装置及方法。
背景技术：
岩石介质超声波测试技术是近40年来发展起来的一种新技术，它通过测定超声波穿透岩石或岩体后声波信号的声学参数：波速、衰减系数、波形、频谱、振幅等的变化，间接地了解岩石或岩体的物理力学特性及结构特征。早先对岩石介质的超声波测试是在常温常压下进行的，但是在地球物理勘探中，尤是石油、天然气勘探中，必须考虑岩石物理性质随温度和压力的变化情况，否则可能产生解释推断的错误.在实验室中模拟地层温压条件测定储层岩石物性并研究其规律是精确了解这些储层特征的直接方法。
目前，在进行岩石三轴等复杂应力状态下的声发射实验时，需制作一定规格的岩样，放在加热箱内，加热到实验所需要温度时，然后放入岩石夹持器内，加上围压和轴压进行实验，但在实验过程中：(1)需要制作统一规格的岩样才能进行实验，不能对不同规格的岩样进行实验；(2)岩样温度会不断降低；(3)只能在岩石轴向有换能器，岩石径向并不能进行声波实验；(4)岩石不能进行径向多测点声波实验。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种对不同规格的岩石进行多测点声波模拟实验的多测点岩心声波测试装置。
为达上述目的，本发明所提供的多测点岩心声波测试装置，具体包含箱体、电脉冲发射器、声波换能器、受力压杆、固定单元和计算单元；所述固定单元设置于所述箱体内部，用于固定待测岩心；所述声波换能器设置于所述箱体内，用于根据将接收到的脉冲信号转换为声波信号后传递至所述待测岩心，以及接受所述待测岩心传导的声波信号；所述箱体上设置有通道，所述受力压杆通过所述通道与所述声波换能器相连；所述电脉冲发射器用于根据控制指令通过所述受力压杆向所述声波换能器输出脉冲信号；所述计算单元通过所述受力压杆与所述声波换能器相连，用于获取所述声波换能器接收到的所述待测岩心传导的声波信号并分析检测。
在上述多测点岩心声波测试装置中，优选的，所述声波换能器包含至少两组轴向换能器和至少两组径向换能器；所述轴向换能器设置于所述待测岩心的轴向两端；所述径向换能器设置于所述待测岩心的径向两端。
在上述多测点岩心声波测试装置中，优选的，所述受力压杆包含至少两组轴向受力压杆和至少两组径向受力压杆；所述电脉冲发射器根据控制指令通过所述轴向受力压杆或所述径向受力压杆向所述轴向换能器或所述径向换能器输出脉冲信号；所述计算单元通过所述轴向受力压杆或所述径向受力压杆获取所述轴向换能器或所述径向换能器接收到的所述待测岩心传导的声波信号并分析检测。
在上述多测点岩心声波测试装置中，优选的，所述测试装置还包含液压泵和油箱，所述液压泵分别与所述油箱和所述轴向受力压杆相连，用于利用所述油箱内液体使所述轴向受力压杆对所述待测岩心加压；所述油箱用于存储液压油或液压液体。
在上述多测点岩心声波测试装置中，优选的，所述测试装置还包含滤油器，所述滤油器设置于所述液压泵和所述油箱之间，用于过滤所述液体。
在上述多测点岩心声波测试装置中，优选的，所述测试装置还包含压杆滑道，所述压杆滑道设置于所述通道上，用于限制所述受力压杆摇摆，提供所述受力压杆前后移动的通道。
在上述多测点岩心声波测试装置中，优选的，所述测试装置还包含O型密封圈，所述O型密封圈设置于所述压杆滑道与所述受力压杆之间，用于对所述压杆滑道与所述受力压杆之间的空隙进行密封。
在上述多测点岩心声波测试装置中，优选的，所述测试装置还包含加热单元，所述加热单元用于控制所述待测岩心所处环境温度。
在上述多测点岩心声波测试装置中，优选的，所述加热单元包含加热电阻、加热板和控制电路；所述加热板设置于所述箱体内部；所述加热电阻分别与所述加热板和所述控制电路相连，用于根据所述控制电路上的电流变化控制所述加热板的加热温度，对所述待测岩心进行加热；所述控制电路用于根据外部控制指令输出对应电流。
在上述多测点岩心声波测试装置中，优选的，所述固定单元包含滑道、岩心固定环和岩心支撑板；所述滑道设置于箱体内部，用于提供滑动通道；所述岩心支撑板设置于所述滑道上，用于放置待测岩心；所述岩心固定环安装于所述岩心支撑板上，用于固定待测岩心。
本发明的有益技术效果在于：通过本发明所提供的多测点岩心声波测试装置可有效模拟在地下条件下，不同规格的岩石的声波反应，方便且快捷的完成岩石的多测点声波实验，大大提高实验人员的工作效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明一实施例所提供的多测点岩心声波测试装置的结构示意图；
附图标记
电脉冲发射器01、加热电阻02、控制电路03、轴向受力压杆04、压杆滑道05、O型密封圈06、加热板07、滑道08、轴向换能器09、径向受力压杆10、径向换能器11、待测岩心12、岩心固定环13、箱体14、岩心支撑板15、注油阀门16、液压泵17、滤油器18、油箱19、计算单元20。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“一具体实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
请参考图1所示，本发明所提供的多测点岩心声波测试装置，具体包含箱体14、电脉冲发射器01、声波换能器、受力压杆、固定单元和计算单元20；所述固定单元设置于所述箱体14内部，用于固定待测岩心12；所述声波换能器设置于所述箱体14内，用于根据将接收到的脉冲信号转换为声波信号后传递至所述待测岩心12，以及接受所述待测岩心12传导的声波信号；所述箱体14上设置有通道，所述受力压杆通过所述通道与所述声波换能器相连；所述电脉冲发射器01用于根据控制指令通过所述受力压杆向所述声波换能器输出脉冲信号；所述计算单元20通过所述受力压杆与所述声波换能器相连，用于获取所述声波换能器接收到的所述待测岩心12传导的声波信号并分析检测。其中，所述声波换能器包含至少两组轴向换能器09和至少两组径向换能器11；所述轴向换能器09设置于所述待测岩心12的轴向两端；所述径向换能器11设置于所述待测岩心12的径向两端。所述轴向换能器09与所述径向换能器11均用于根据脉冲信号产生声波信号以及接收声波信号；其中，轴向换能器09是一种能量转换器件，它的功能是将轴向输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去，面它自身消耗很少的一部分功率；同理，径向换能器也是一种能量转换器件，它的功能是将径向输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去，面它自身消耗很少的一部分功率。在实际工作中，上述换能器的区别仅在于安装位置不同，本领域相关技术人员可采用现有的换能器予以在对应位置上安装使用，本发明在此并不做过多限制。
再请参考图1所示，为将所述电脉冲发射器01输出的脉冲信号能够准确的输入至所述轴向换能器09或径向换能器11，本发明一实施例中所述受力压杆包含至少两组轴向受力压杆04和至少两组径向受力压杆10；所述电脉冲发射器01根据控制指令通过所述轴向受力压杆04或所述径向受力压杆10向所述轴向换能器09或所述径向换能器11输出脉冲信号；所述计算单元20通过所述轴向受力压杆04或所述径向受力压杆11获取所述轴向换能器09或所述径向换能器11接收到的所述待测岩心传导的声波信号并分析检测。在该实施例中，所述电脉冲信号发射器01是与受力拉杆相连接，通过受力拉杆向换能器发射脉冲信号。所述轴向受力压杆04是与轴向换能器09相连接，用来控制岩心在轴向的左右移动，对岩心在轴向的位置进行固定；在给岩心加载轴向力时承受压力；在杆的内部有电路线，用来传递和接收声波信号；同理，径向受力压杆10是与径向换能器11相连接，用来控制岩心在径向的上下移动，对岩心在径向的位置进行固定；在给岩心加载径向力时承受压力，其也在杆的内部有电路线，用来传递和接收声波信号。
在本发明一实施例中，所述测试装置还包含液压泵17和油箱19，所述液压泵17分别与所述油箱19和所述轴向受力压杆04相连，用于利用所述油箱19内液体使所述轴向受力压杆04对所述待测岩心12加压；所述油箱19用于存储液压油或液压液体。进一步的，所述测试装置还可包含滤油器18，所述滤油器18设置于所述液压泵17和所述油箱19之间，用于过滤所述液体。其中，所述液压泵17为液压传动提供加压液体的一种液压元件，在加轴压过程中，通过给液体加压，保证了在轴向对岩心产生压力；在加围压过程中，从液压油箱19内吸入油液，形成压力油注入到装置内；所述滤油器18为滤液压油的过滤设备，一般可由壳体和滤芯组成；油箱19是液压系统中储存液压油或液压的专用容器。
在本发明一实施例中，所述测试装置还包含压杆滑道05，所述压杆滑道05设置于所述通道上，用于限制所述受力压杆摇摆，提供所述受力压杆前后移动的通道，保证了压杆能够稳定的传递压力。同时，为防止压液泄露等问题，所述测试装置还可包含O型密封圈06，所述O型密封圈设置于所述压杆滑道05与所述受力压杆之间，用于对所述压杆滑道05与所述受力压杆之间的空隙进行密封，保证装置内的油以及压力不泄露。
在本发明一实施例中，所述测试装置还包含加热单元，所述加热单元用于控制所述待测岩心所处环境温度。其中，所述加热单元包含加热电阻02、加热板07和控制电路03；所述加热板07设置于所述箱体14内部；所述加热电阻02分别与所述加热板07和所述控制电路03相连，用于根据所述控制电路03上的电流变化控制所述加热板07的加热温度，对所述待测岩心12进行加热；所述控制电路03用于根据外部控制指令输出对应电流。实际工作中，所述加热板07是与箱体14内壁想连接，通过自身产生的热量，给箱体14内的岩石加热，并保证在实验过程中，箱体14内的环境温度能够达到实验预设温度；所述控制电路03与外部控制电路相连。
在本发明一实施例中，所述固定单元包含滑道08、岩心固定环13和岩心支撑板15；所述滑道08设置于箱体14内部，用于提供滑动通道；所述岩心支撑板15设置于所述滑道08上，用于放置待测岩心12；所述岩心固定环13安装于所述岩心支撑板15上，用于固定待测岩心12。实际工作中，滑道08是与箱体14底板以及岩心支撑板15相连接，保证了在调节岩心轴向位置过程中，岩心支撑板15能够顺畅的移动。岩心支撑板15与滑道08和岩心固定环13相连接，用来承载岩心，保证在调节岩心轴向位置过程中，移动比较顺畅。岩心固定环13与岩心支撑板15连接，固定环起到固定岩石的作用，固定环的大小可根据岩石尺寸的大小而改变。
为更清楚的说明本发明所提供的多测点岩心声波测试装置，以下对上述实施例进行整体说明，其仅在更清楚的解释上述测试装置的具体结构及应用，并不对其做进一步限定。
参照图1，本发明所提供的多测点岩心声波测试的装置可由电脉冲发射器01、加热电阻02、控制电路03、轴向受力压杆04、压杆滑道05、O型密封圈06、加热板07、滑道08、轴向换能器09、径向受力压杆10、径向换能器11、岩心固定环13、箱体14、岩心支撑板15、注油阀门16、液压泵17、滤油器18、油箱19、计算单元20组成。其中，岩心固定环13安装在岩心支撑板15上，用来固定岩心。轴向受力压杆04安装在压杆滑道05内。一端连着轴向换能器09，轴向换能器09与岩心12的两端接触，电脉冲发射器01将脉冲信号通过轴向换能器09转换成声波信号传递给岩心，并在另一端接受后，传给计算单元20处理；径向压力杆10与径向换能器11相连接，轴向换能器11与岩心12的两侧面接触，电脉冲发射器01将脉冲信号通过轴向换能器09转换成声波信号传递给岩心，并在另一端接受后，传给计算单元20处理。液压泵17可设置两个，一个液压泵用来从油箱19内抽取油通过滤油器18之后，由注油阀门16进入到装置内，对岩心产生围压；另一个液压泵，通过给轴向压杆提供液压力，达到给岩心加轴向力的目的。加热板07安装在箱体内，并与加热电阻02以及控制电路03相连接。在实验前，放置好岩心后，可以先设定温度，对岩心加热到预设温度后，在进行实验，在试验过程中，可改变温度，使得达到实验所需要求。实验结束后，通过注油阀门16放出箱体内的油，进行卸压。整套装置由箱体14所保护，承载了装置重量，保证装置的稳定。
通过本发明所提供的多测点岩心声波测试装置可有效模拟在地下条件下，不同规格的岩石的声波反应，方便且快捷的完成岩石的多测点声波实验，大大提高实验人员的工作效率。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。