一种泥页岩水化强度动态变化测试新装置的制作方法

本实用新型涉及一种泥页岩水化强度动态变化测试新装置。

背景技术：

水─岩相互作用(WRI)这一名词于20世纪50年代由前苏联著名的水文地球化学学科的奠基人之一А.М.Овчинников提出。水岩相互作用是岩土工程和工程地质领域基础学科，水化相互作用的最终效应是岩体的物理力学性质发生劣化。在钻井的过程中，尤其是泥页岩地层一旦与水基钻井液接触后，便会发生水化膨胀作用，在地层压力和上覆岩层压力的约束下产生膨胀应力，岩石强度降低，井壁稳定性下降，容易发生井壁失稳事故。而井壁失稳是油气田开发过程中最复杂并且花费最高的事故。

技术实现要素：

本实用新型目的是为了克服实验室现有泥页岩样水化强度动态变化测试技术的不足，提供了一种新型测试装置，使用方便快捷、省时省力，能减少实验时间和成本。

本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型是一种泥页岩水化强度动态变化测试新装置，主要由一个十字旋转平口钳和岩样夹具组成。其中十字旋转平口钳是由底座、360度旋转刻度盘、三个活动式控制手柄、活动钳口、固定钳口、固定螺丝组成。所述360度旋转刻度盘可以控制整个平口钳夹紧岩样的夹具整体沿着底座随意旋转360度，三个活动式控制手柄其中一个控制活动钳口大小，另外两个可以控制钳口带着夹具岩样前后左右移动。夹具是一个正方形(边长10厘米)中间切掉一个圆柱(直径5厘米高度10厘米)的铜块，它是从中间分成两半可由四根可拆装长螺丝锁紧在一起。将夹紧岩样的夹具放置在十字旋转平口钳活动钳口里放置在实验机上，通过在岩样端面上滴定任何一种钻井液使之保持一层液膜，可以实时测试不同水化时间岩样端面上任意一点动态变化强度。

本实用新型的优点：实时测试泥页岩水化强度动态变化，测试方便快捷，拆装简单，能减少使用岩样数量和实验时间，造价低廉。

附图说明

图1是本实用新型一种泥页岩水化强度动态变化测试新装置在实验机上整体的结构示意图。

图2是本实用新型一种泥页岩水化强度动态变化测试新装置的结构示意图。

图3是图2上夹具结构示意图。

图4是图2上十字旋转平口钳结构示意图。

图中：1.载荷位移传感器，2.压模，3.岩样水化强度测试新装置，4.样品台，5.活动横梁，6. 旋转轴，7.液压泵，8.底座，9.电脑函数记录仪，10.铜块，11.长螺丝，12.活动钳口控制手柄， 13.活动钳口，14.固定钳口，15.钳口左右移动控制手柄，16.360度旋转刻度盘，17.底座，18. 钳口前后移动控制手柄，19.固定螺丝。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1、图2所示，本实用新型一种泥页岩水化强度动态变化测试新装置，主要由图3夹具和图4十字旋转平口钳组成。其中夹具图3主要由边长10厘米的正方形铜块10从中间切掉直径5厘米高度10厘米的圆柱组成，其中图3夹具是从中间分成两半的，将直径5厘米高度 10厘米圆周侧面浸蜡的岩样柱装进夹具之后用四根长螺丝11将其锁紧组装成一个整体，只需露出岩样的上端面，长螺丝锁紧后保证滴在岩样端面上的钻井液不会渗流到岩样侧面而浸泡。将装好岩样的夹具3放到图4十字旋转平口钳上的活动钳口13里，通过活动钳口控制手柄12将夹具夹紧。通过控制图1实验机底座8里面的液压泵7升降活动横梁5在旋转轴6上移动，将样品台4升降到与压模2之间合适的距离，其中压模2的位置是固定在载荷位移传感器1上的，不能移动。在再将十字旋转平口钳夹紧岩样的夹具整体图2放到实验机图1的样品台4上。在实验测试前用滴管在岩样端面上滴定一层钻井液膜，待钻井液水化岩样一段时间后，开启电脑9打开操作软件，通过控制液压泵7升降活动横梁5在旋转轴6上移动到岩样与压模2接触有压力时，通过载荷位移传感器1将压模2压入岩样的位移和对应的载荷传递到电脑函数记录仪9上。待测试完岩样端面上一个点的时候根据水化不同时间可以通过控制图4十字旋转平口钳上的钳口左右移动控制手柄15、360度旋转刻度盘16、钳口前后移动控制手柄18将要选择测试的岩样端面的一点移动或者旋转到到压模2下面进行测试。最后将不同水化时间后测试点的结果通过电脑函数记录仪9整理分析得出岩样的压入强度，从而分析钻井液对岩样水化强度动态变化的影响程度，最后评价井壁稳定性。

如图1、图2所示，为更好地评价水化后岩样动态变化的测试结果，通过图3自制夹具和图4十字旋转平口钳创新结合放置在图1实验机上可以测试得出岩样端面上不同水化时间不同点位置的强度。由于实验测试的时候压模2的位置是不能移动的，图2里的夹具和十字旋转平口钳的创新结合取代了以前放在图1实验机样品台4上单纯被浸泡后的岩样。以前实验所用的是直径2.5厘米高度5厘米的岩样柱，在被钻井液浸泡后只能固定在图1实验机样品台4上相当于图1里3的位置，与压模2接触后只能测试岩样的一个点，由于岩样端面直径较小，测试完毕后岩样压碎破裂不能在继续测试，如果需要继续测试浸泡水化不同时间的强度只能重新取岩样柱，再浸泡水化后继续测试，所以图2这种实用新型的泥页岩水化强度动态变化测试新装置大大方便了实验测试，缩短了实验时间，节省了实验成本。