专利名称：人造岩心压制装置的制作方法
技术领域：
人造岩心压制装置技术领域[0001]本实用新型涉及人造岩心技术，尤其涉及一种人造岩心压制装置。
背景技术：
[0002]目前石油、矿产、地质研究实验需要大量岩心，但从地下取出的真实岩心数量极其稀少，并且十分昂贵；由于人造岩心的孔隙度、渗透率可以控制，因此常用人造岩心替代地下岩心进行各种实验；目前人造岩心通常通过成型模具和压力机进行压制，具体方式如下 首先将含有胶结剂的人造岩心颗粒灌入岩心模具中铺展平整，再将硬质板如厚钢板放置于其表面，通过压力机对硬质板加压，使人造岩心颗粒压缩并固结成型。[0003]但是利用目前的成型模具和压力机压制人造岩心存在以下几个问题[0004]只能用于压制较小的岩心，因为对于表面积较大的岩心压制需要吨位极大的压力机，如长和宽均为50厘米的人造岩心在30Mpa的压强下成型需要7500吨的压力，对于大岩心的压制成型，目前因压力机的参数限制还无法实现；[0005]现有岩心制备装置采用硬质板如厚钢板与岩心直接加压使岩心在成型模具内成型，而人造岩心颗粒在成型模具内常难以完全水平铺展，且即使铺展水平，各处紧实度也不相同，硬质板作用在岩心表面的压力分布不均，导致压制的岩心紧实度、孔隙度、渗透率不均匀，无法达到实验岩心均质性要求。实用新型内容[0006]本实用新型提供一种人造岩心压制装置，用于克服现有技术中的缺陷，实现大岩心的压制，并提高岩心表面的压力均衡性，满足实验要求。[0007]本实用新型提供的人造岩心压制装置，该装置包括一密闭容器和一加压泵，该密闭容器由一端开口的筒体和安装在该开口上的顶盖构成，所述筒体内具有一周缘与该筒体内周壁密封的柔性隔离膜，该柔性隔离膜将所述筒体内部分成岩心腔和加压腔，所述岩心腔与所述开口连通，所述加压腔通过管道与所述加压泵的出口连通。[0008]其中，所述岩心腔壁上设置有至少一个连通岩心腔与外界的外排孔。[0009]进一步地，所述外排孔靠近筒体内周壁处设有沉孔，所述沉孔内设置有拦截网。[0010]特别是，靠近加压腔的一段筒体内周壁呈直筒状，隔离膜与该直筒状筒体内周壁接触，靠近岩心腔的一段筒体内周壁呈喇叭状，且自直筒状筒体内周壁至顶盖方向筒体横截面开口逐渐增大。[0011]其中，直筒状的筒体内周壁与筒体中心线平行，喇叭状的筒体内周壁与筒体中心线相交且夹角在I度至45度之间。[0012]进一步地，柔性隔离膜周缘具有立置的翻边与柔性隔离膜共同构成帽状，翻边外壁与筒体内周壁接触。[0013]其中，所述翻边上设有至少一个膨胀环且膨胀环与所述翻边内壁接触，所述膨胀环上设置有用于扩展的缺口。[0014]其中，所述翻边外壁与与筒体内周壁之间通过粘结剂密封。其中，所述筒体远离所述顶盖的一端具有底盖，该底盖上具有通气孔，该通气孔通过管道连接加压泵出口。进一步地，所述底盖与筒体壁之间设置有密封圈。本实用新型提供的人造岩心压制装置，首先通过筒体上的开口向岩心腔内加入人造岩心颗粒，封上顶盖再通过加压泵向加压腔内通入气体介质或液体介质推动柔性隔离膜向岩心腔移动并压缩人造岩心颗粒，将人造岩心压制成型，最后拆掉顶盖将压制成型的人造岩心取出；采用加压泵代替现有技术中的加压机，一方面，泵的出口压力达到30MPa比较容易实现，使得面积较大的人造岩心的压制得以实现；另一方面，通过液体或气体介质向柔性隔离膜表面上施加压力，压力均匀，岩心紧实度、孔隙度、渗透率较均匀，能够满足实验室用要求。
图I为本实用新型实施例提供的人造岩心压制装置的剖视图；图2为本实用新型实施例提供的膨胀环的剖视图。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型实施例提供的人造岩心压制装置包括一密闭容器和一加压泵3，该密闭容器由一端开口的筒体I和安装在该开口上的顶盖6构成，筒体I内具有一周缘与该筒体I内周壁密封的柔性隔离膜2，该柔性隔离膜2将筒体内部分成岩心腔5和加压腔4，岩心腔5与该开口连通，加压腔4通过管道14与加压泵3的出口连通。本实用新型提供的人造岩心压制装置，首先打开密闭容器的顶盖6，将还有胶结剂的人造岩心颗粒通过筒体I上的开口灌满岩心腔5并铺展水平，如果灌不满则加入填充物，盖上顶盖6，将顶盖6与筒体I通过多个螺栓12固定，加压泵3通过管道14将高压流体注入加压腔4，由于加压腔4是密闭的，随着流体的不断注入，加压腔4内压力不断升高至设定值假设设定压力值为30Mpa，使该压力保持一段时间，比如10个小时，等待岩心固结成型；由于加压腔4内高压流体在各点产生的压力相等，从而保证了作用在柔性隔离膜上方的岩心表面各个位置的压力相等，压制出的人造岩心压缩程度相同，紧实度、孔隙度、渗透率分布均匀。本装置利用加压泵3注入加压腔4的高压流体产生压力，替代了大功率压力机，而出口压力达到30MPa以上的加压泵比较容易实现，使大型人造岩心的压制成为可能，并大大降低了压制岩心的成本；加压腔内柔性隔离膜表面各处液压相等，且柔性隔离膜为非刚性材料，当人造岩心颗粒铺展不均时，能保证压制出的人造岩心紧实度、孔隙度、渗透率分布均匀。为了更好的控制人造岩心的压制质量，在岩心腔5壁上设置有至少一个连通岩心腔5与外界的外排孔9。外排孔9用于排出岩心压制过程中挤压出的气体和液体，提高人造岩心的压制质量。在压制过程中为了防止人造岩心颗粒从外排孔9中漏出，在外排孔靠近筒体内周壁处设有沉孔10，在沉孔10内设置有拦截网11。作为上述实施例的优选实施方式，靠近加压腔的一段筒体内周壁呈直筒状，隔离膜与该直筒状筒体内周壁接触并在该直筒状筒体内周壁上微量移动，靠近岩心腔的一段筒体内周壁呈喇叭状，且自直筒状筒体内周壁至顶盖方向筒体横截面开口逐渐增大，以便于取出成型的人造岩心；具体直筒状的筒体内周壁与筒体中心线平行，喇叭状的筒体内周壁与筒体中心线相交且夹角在I度至45度之间。为保证加压腔的密封性能，柔性隔离膜周缘具有立置的翻边与柔性隔离膜2共同构成帽状，翻边外壁与筒体I内周壁接触。通过翻边增加与筒体内周壁之间的接触面积，以增加加压腔的密封性能。翻边与柔性隔离膜之间的角度小于180度，翻边具有弹性，可与柔性隔离膜一体设置也可固定连接，翻边的形状以及与柔性隔离膜之间的夹角可根据需要具体设置，通过翻边的弹性变形加压腔的密封。为进一步保证加压腔的密封性能，翻边上设有至少一个膨胀环13且膨胀环13与所述翻边内壁接触，膨胀环13上设置有用于扩展的缺口 15，如图2所示。隔离膜翻边的外侧面紧贴筒体内周壁，用膨胀环密封隔离膜翻边筒体；膨胀环位于隔离膜翻边的内侧面，膨胀环13上设置有用于扩展的缺口 15，具有膨胀性；膨胀环还可以两个重叠使用，缺口位置错开；翻边与柔性隔离膜之间的夹角优选为锐角，这样在放置膨胀环时能够通过膨胀环的扩展作用推动翻边与筒体内周壁密封接触。因柔性隔离膜周缘相对筒体内周壁的移动量很小，因此还可以在翻边外壁与与筒体内周壁之间通过粘结剂密封，以增加加压腔的密封性。翻边与柔性隔离膜之间的夹角优选为钝角，这样在放置时翻边在筒体内周壁的限定作用下由于自身的弹性产生压缩变形，通过弹性力能够与筒体内周壁密封接触。为了更方便的更换或调整膨胀环，筒体I在远离顶盖6的一端具有底盖7，在底盖7上具有通气孔，该通气孔通过管道14连接加压泵3出口。为进一步保证加压腔的密封性，也可以在底盖7与筒体壁之间设置有密封圈8。具体可在筒体壁上或在底盖7上挖设一凹槽，将密封圈8卡设在该凹槽内。最后应说明的是以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
权利要求1.一种人造岩心压制装置，其特征在于，该装置包括一密闭容器和一加压泵，该密闭容器由一端开口的筒体和安装在该开口上的顶盖构成，所述筒体内具有一周缘与该筒体内周壁密封的柔性隔离膜，该柔性隔离膜将所述筒体内部分成岩心腔和加压腔，所述岩心腔与所述开口连通，所述加压腔通过管道与所述加压泵的出口连通。
2.根据权利要求I所述的人造岩心压制装置，其特征在于，所述岩心腔壁上设置有至少一个连通岩心腔与外界的外排孔。
3.根据权利要求2所述的人造岩心压制装置，其特征在于，所述外排孔靠近筒体内周壁处设有沉孔，所述沉孔内设置有拦截网。
4.根据权利要求1-3任一所述的人造岩心压制装置，其特征在于，靠近加压腔的一段筒体内周壁呈直筒状，所述隔离膜与该直筒状筒体内周壁接触，靠近岩心腔的一段筒体内周壁呈喇叭状，且自直筒状筒体内周壁至顶盖方向筒体横截面开口逐渐增大。
5.根据权利要求4所述的人造岩心压制装置，其特征在于，直筒状的筒体内周壁与筒体中心线平行，喇叭状的筒体内周壁与筒体中心线相交且夹角在I度至45度之间。
6.根据权利要求1、2、3或5所述的人造岩心压制装置，其特征在于，柔性隔离膜周缘具有立置的翻边与柔性隔离膜共同构成帽状，翻边外壁与筒体内周壁接触。
7.根据权利要求6所述的人造岩心装置，其特征在于，所述翻边上设有至少一个膨胀环且膨胀环与所述翻边内壁接触，所述膨胀环上设置有用于扩展的缺口。
8.根据权利要求6所述的人造岩心装置，其特征在于，所述翻边外壁与与筒体内周壁之间通过粘结剂密封。
9.根据权利要求6所述的人造岩心装置，其特征在于，所述筒体远离所述顶盖的一端具有底盖，该底盖上具有通气孔，该通气孔通过管道连接加压泵出口。
10.根据权利要求9所述的人造岩心压制装置，其特征在于，所述底盖与筒体壁之间设置有密封圈。
专利摘要本实用新型提供一种人造岩心压制装置，该装置包括一密闭容器和一加压泵，该密闭容器由一端开口的筒体和安装在该开口上的顶盖构成，所述筒体内具有一周缘与该筒体内周壁密封的柔性隔离膜，该柔性隔离膜将所述筒体内部分成岩心腔和加压腔，所述岩心腔与所述开口连通，所述加压腔通过管道与所述加压泵的出口连通。本实用新型采用加压泵代替现有技术中的加压机，一方面，泵的出口压力达到30MPa以上的高压比较容易实现，使得面积较大的人造岩心的压制得以实现；另一方面，通过液体或气体介质向柔性隔离膜表面上施加压力，压力均匀，岩心紧实度、孔隙度、渗透率较均匀，能够满足实验室用要求。
文档编号B28B3/00GK202805378SQ20122060103
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月14日 优先权日2012年11月14日
发明者裴柏林, 张遂安, 杨立源 申请人:中国石油大学(北京)