一种页岩孔隙度测试装置的制作方法

本实用新型涉及一种页岩孔隙度测试装置。

背景技术：

页岩中粘土矿物含量高，富含有机质，常规的岩样孔隙度测量装置测定页岩孔隙度会存在一些不足：煤油易挥发，且页岩偏水湿，煤油无法进入到页岩的所有孔隙中，在用水银测量页岩的外表体积的过程中，水银易挥发，且有毒对人体造成伤害。在抽真空饱和中，纳米级孔隙发育的页岩不同于常规岩样的加压，加压饱和溶液所需压力往往很大，取出后，岩样中饱和溶液会溢出，造成孔隙度的测定不准确问题；膨胀性粘土矿物的存在，会发生水化膨胀与页岩表面掉块的情况；还存在测孔隙度的装置没有考虑温度对实验结果影响，以及人为操作过程中造成的不准确问题。

技术实现要素：

为了要解决背景中所存在的问题，本实用新型提供了一种在恒温环境下借助计算机及相关软件，半自动地实现页岩孔隙度测定的装置，解决了常规测孔隙度装置测页岩孔隙度出现的一些不足，避免了已饱和溶液的岩样在抽真空饱和后，从岩样室中取出，造成岩样中溶液溢出问题，页岩中粘土矿物膨胀问题，以及人为操作因素造成的不准确问题。

为了解决上述技术问题以及人为操作造的不稳定因素，本实用新型的技术方案为：新型页岩孔隙度测定装置，该装置包括加压装置，计算机，加压活塞容器，样品室，恒压室，缓冲器，真空泵，排污池，恒温箱，高压电控阀门，排污阀，各类传感器，传感器集成电板，三通及管线组成，其中加压装置与加压活塞容器的底部用管线接通，且管线之间安装了高压电空阀门，压力传感器；加压活塞容器与样品室分别用单独管线接在三通上，且之间再用单独管线接通，管线上均安装了电控阀门；样品室内安装了质量测定传感器；恒压室的顶部与样品室的底部用单独管线接通，恒压室的左侧用单独管线与加压装置接通，管线上均安装高压电控阀门，且恒压室与加压装置之间安装了压力传感器；三通另一端用单独管线与缓冲器接通，缓冲器与真空泵之间的管线上安装了高压电控阀门和压力传感器，缓冲器的底部与恒压室的底部均用管线与排污池接通，且管线上安装了高压电控阀门；所有各类传感器均与恒温箱内壁的传感器集成电板接通(为了避免附图出现混乱，未画出各类传感器与传感器集成电板之间的线路连接)，所有数据通过集成电板传给计算机。

相比较于传统的测孔隙度装置，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过在样品室与加压装置之间设置了恒压室，通过传感器，可以将高压下，已饱和溶液岩样的质量数据准确地传给计算机，避免了压差较大使得饱和溶液岩样中溶液的溢出以及人为操作因素造成的误差。

本实用新型还包括，使用各类传感器传输数据给计算机，实现半自动化，提高效率，节省劳动力，且有效解决了人为操作因素造成的问题。

本实用新型还包括缓冲器，有效的防止了饱和溶液过多，反抽回真空泵，造成真空泵损坏的问题。

本实用新型还包括对加压活塞容器及样品室的抽真空过程，有效降低了饱和溶液中含气量，使得页岩岩心饱和更充分。

本实用新型还包括饱和溶液采用4％的钾镁盐溶液能够有效抑制页岩内黏土颗粒的膨胀造成的孔隙度失真情况，且在工艺和经济上最有效的盐浓度。

本实用新型还包括恒温箱的使用，有效防止了温度的变化对实验结果的影响。

附图说明

图1为本实用新型页岩孔隙度测试装置的结构示意图。

图中：加压装置1，计算机2，加压活塞容器3，样品室4，岩样5，质量传感器6，恒压室7，三通8，缓冲器9，液面传感器10，真空泵11，排污池12，高压电控阀门13，高压电控阀门14，高压电控阀门15，高压电控阀门16，高压电控阀门17，高压电控阀门18，高压电控阀门19，高压电控阀门20，高压电控阀门21，压力传感器22，压力传感器23，压力传感器24，传感器集成电板25，恒温箱26。

具体实施方式

关于本实用新型的详细说明及技术内容，配合附图说明如下，然附图仅为参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

由附图1所示，页岩孔隙度测试装置，包括加压装置1，计算机2，加压活塞容器 3，样品室4，恒压室7，三通8，缓冲器9，真空泵11，其中加压装置1与加压活塞容器3 的底部用管线接通，且管线之间安装了高压电空阀门14，压力传感器22；加压活塞容器3与样品室4分别用单独管线接在三通8上，且之间再用单独管线接通，管线上均安装了电控阀门15、16、17；样品室内安装了质量测定传感器6；恒压室7的顶部与样品室4的底部用单独管线接通且管线上安装高压电控阀门18，恒压室7的左侧用单独管线与加压装置1接通，管线上安装高压电控阀门13和压力传感器23；三通8另一端用单独管线与缓冲器9接通，缓冲器9与真空泵11之间的管线上安装了高压电控阀门21和压力传感器24，缓冲器9的底部与恒压室7的底部均用管线与排污池12接通，且管线上安装了高压电控阀门19，20；所有各类传感器均与恒温箱内壁的传感器集成电板25接通(为了避免附图出现混乱，未画出各类传感器与传感器集成电板25之间的线路连接)，所有数据通过集成电板25传给计算机2。除加压装置外1，计算机2，真空泵11与排污池12外，其余设备均在恒温箱26内。

该装置的具体操作步骤：

1、打开计算机及相关软件，关闭所有高压电控阀门，将加压活塞容器3的活塞调到最底部，接着向加压活塞容器3中注入五分之三浓度为4％的钾镁盐溶液；

2、将岩样5放置在岩样室4中的质量传感器6上，之后打开高压电空阀门15，16、 17、21，开始使用真空泵11抽真空，当压力传感器24在计算机2上显示-0.1Mpa后，继续抽真空8小时，8小时后从计算机上记录质量传感器6的数据m0；

3、接着关闭高压电空阀门15，打开高压电空阀门14，通过加压装置1将加压活塞容器3中的饱和溶液注入岩样室，当缓冲器9中的液面传感器在计算机2中显示有溶液，先关闭高压电空阀门17、21，再关闭真空泵，之后通过加压装置1继续加压至地层压力，保持压力稳定6小时。6小时后，岩样饱和完毕，从计算机上记录质量传感器6的数据m1；

4、关闭高压电空阀门14，打开高压电空阀门13，给恒压室7中气体加压至地层压力，压力保持稳定1小时后，先关闭高压电空阀门13，关闭加压装置1，再打开高压电空阀门18，岩样室4的饱和溶液在保持地层压力不变的情况下，将饱和溶液置换到恒压室7，待置换饱和溶液完成后，记录质量传感器6稳定后的数据m2；

5、将饱和溶液排到排污池12中：先打开高压电控阀门19，待恒压室7排完后，再打开高压电空阀门20，缓冲器9排完后，关闭高压电空阀门19、20，实验测试完毕。

通过传给计算机2的原始数据m0、m1、m2，可以计算出

根据纳米级孔隙发育的页岩，加压饱和溶液所需压力往往很大，在置换溶液的过程中，由于样品室4与恒压室7中的压力都保持相同，所以置换溶液不会造成进入岩样中饱和溶液溢出，造成孔隙度计算不准确。

饱和溶液采用4％的钾镁盐溶液能够有效抑制页岩内黏土颗粒的膨胀造成的孔隙度失真情况，且在工艺和经济上最有效的盐浓度。

使用计算机及各类传感器，有效避免了人为因素造成的计算结果不准确，且提高效率，节省劳动力。

恒温箱的使用有效避免了温度对实验结果的影响。

本实用新型有效解决了页岩岩样加压饱和溶液后取出，岩样中饱和溶液溢出问题，页岩内黏土颗粒的膨胀问题，温度对实验结果影响以及人为操作造成的不准确问题，节省劳动力，提高了效率，大大提高了实验精度。

以上所述仅为本实用新型较佳实施例，并非保护范围的限制，在本实用新型所述技术方案范畴，所属技术领域的技术人员所作各种简单变形与修饰，均应包含在以上申请专利范围中。