一种各向异性材料的取芯方法
【专利摘要】本发明涉及各向异性【技术领域】，公开了一种各向异性材料的取芯方法。该方法包括：在各向异性材料的取芯面标注第一带方向的直线；对各向异性材料进行取芯，得到第一试样；第一试样的端面留有第一带方向的直线，侧面为曲面；在第一试样的端面标注第二带方向的直线；基于第二带方向的直线的延长线，在第一试样的曲面标注取芯标记；基于取芯标记，对第一试样进行取芯，得到第二试样。本发明实现了对各向异性材料的取芯，有利于材料各向异性的试验研究。
【专利说明】一种各向异性材料的取芯方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及各向异性【技术领域】，主要适用于各向异性材料的取芯方法。
【背景技术】
[0002]各向异性是指物体的全部或部分物理、化学等性质随方向的不同而各自表现出一定差异的特性。各向异性材料在自然界中广泛存在，如晶体、木材、沉积岩等。此外，满足各种不同需求的人造复合材料也是各向异性的。因此，对各向异性材料的研究有着重要的理论与实际意义。
[0003]从不同的方向对各向异性材料进行物理、化学、力学等方面的测试，是研究材料各向异性的有效手段，因此，准确地制备不同方向的试样是顺利开展试验的前提。但是，目前并没有针对各向异性材料的取芯方法。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种各向异性材料的取芯方法，它能够对各向异性材料进行取芯。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供了一种各向异性材料的取芯方法，包括:
[0006]在各向异性材料的取芯面标注第一带方向的直线；
[0007]对所述各向异性材料进行取芯，得到第一试样；所述第一试样的端面留有所述第一带方向的直线，侧面为曲面；
[0008]在所述第一试样的端面标注第二带方向的直线；
[0009]基于所述第二带方向的直线的延长线，在所述第一试样的曲面标注取芯标记；
[0010]基于所述取芯标记，对所述第一试样进行取芯，得到第二试样。
[0011]进一步地，所述对所述各向异性材料进行取芯，包括:垂直于所述各向异性材料的取芯面，对所述各向异性材料进行取芯。
[0012]进一步地，所述在所述第一试样的端面标注第二带方向的直线，包括:通过量角器在所述第一试样的端面标注所述第二带方向的直线；所述第二带方向的直线与所述第一带方向的直线之间呈预定的夹角；所述夹角的角度由具体取芯需求而定。
[0013]进一步地,还包括:
[0014]在所述第一试样的端面，标注所述第二带方向的直线的平行线，使所述平行线在所述第一试样的端面的中间位置；
[0015]所述基于第二带方向的直线的延长线，在第一试样的曲面标注取芯标记，包括:基于所述第二带方向的直线的平行线的延长线，在所述第一试样的曲面标注所述取芯标记。
[0016]进一步地，所述基于取芯标记，对第一试样进行取芯，得到第二试样，包括:基于所述取芯标记，垂直于所述第一试样的曲面，对所述第一试样进行取芯，得到所述第二试样。
[0017]本发明的有益效果在于:
[0018]本发明提供的各向异性材料的取芯方法，先在各向异性材料的取芯面标注带方向的直线，对各向异性材料进行取芯，得到端面留有带方向的直线、侧面为曲面的第一试样；再在第一试样的端面标注其他带方向的直线，并基于其他带方向的直线，从第一试样的侧面进行取芯，实现了对各向异性材料的取芯，有利于材料各向异性的试验研究。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明实施例提供的各向异性材料的取芯方法的流程图；
[0020]图2为本发明实施例中各向异性材料的端面的示意图。
【具体实施方式】
[0021]为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的各向异性材料的取芯方法的【具体实施方式】及工作原理进行详细说明。
[0022]参见图1，本发明实施例提供的各向异性材料的取芯方法，包括:
[0023]步骤SllO:在各向异性材料的取芯面标注第一带方向的直线；
[0024]步骤S120:垂直于各向异性材料的取芯面，对各向异性材料进行取芯，得到第一试样；第一试样的端面留有第一带方向的直线，侧面为曲面；这里需要说明的是，在本实施例中，第一带方向的直线可以是一条带方向的直线，也可以是多条相互平行的带方向的直线且方向一致。无论是一条带方向的直线还是多条带方向的直线，只要保证取芯得到的第一试样的端面留有带方向的直线即可。
[0025]步骤S130:在第一试样的端面标注第二带方向的直线；
[0026]在本实施例中，本步骤具体包括:
[0027]通过量角器在第一试样的端面标注第二带方向的直线；第二带方向的直线与第一带方向的直线之间呈预定的夹角；夹角的角度由具体取芯需求而定，在O度-360度之间。
[0028]步骤S140:基于第二带方向的直线的延长线，在第一试样的曲面标注取芯标记；其中，取芯标记可以包括:标记点、第一试样的曲面的母线等。
[0029]步骤S150:基于取芯标记，对第一试样进行取芯，得到第二试样。
[0030]在本实施例中，本步骤具体包括:
[0031]基于取芯标记,垂直于第一试样的曲面，对第一试样进行取芯，得到第二试样。需要说明的是，在本步骤中，基于取芯标记取芯的方向由实际的取芯需求决定，不同方向取芯得到的试样是不同的。
[0032]为了便于本发明实施例的取芯操作，本发明实施例还包括:
[0033]在第一试样的端面，标注第二带方向的直线的平行线，使平行线在第一试样的端面的中间位置；例如:当第一试样的端面为圆形时，则第二带方向的直线的平行线过圆心；当第一试样的端面为矩形时，则第二带方向的直线的平行线与该端面的中轴线重合。需要说明的是，若第二带方向的直线就在第一试样的端面的中间位置，则无需标注它的平行线。
[0034]与第二带方向的直线的平行线相适应的步骤S140的具体步骤为:
[0035]基于第二带方向的直线的平行线的延长线，在第一试样的曲面标注取芯标记。
[0036]实施例
[0037]以页岩取芯为例进行说明。页岩是一种沉积岩，层理构造发育，是典型的各向异性材料。在页岩层理面内，从不同角度取芯，以研究层理面内的各向异性。
[0038](I)根据取芯角度和取芯数量的要求，选取大块页岩(尺寸约为2mX2mX0.3m，边缘形状任意)进行取样。
[0039](2)将层理面作为待研究的平面，并清理干净；用记号笔在该平面内标注一系列相互平行的带箭头的直线，箭头方向一致，如图2所示。
[0040](3)用内径为159mm (Φ 159mm)的钻头垂直于该平面，对页岩进行取芯，得到6个
大直径圆柱体试样(第一试样)。
[0041](4)取出5个大直径圆柱体试样，在圆柱体试样的含有带箭头的直线的端面上，过圆心标注直线的平行线并标上箭头，以此带箭头的平行线作为0°方位标记线。在该端面上，以0°方位标记线为起点，以逆时针方向，用量角器分别量取30°、60°、90°、120°和150° ,在端面圆周上做相应的标记点；过标记点在侧面标注相应的标记母线。
[0042](5)用内径为50mm ( Φ50mm)的钻头，基于大直径圆柱体试样侧面的标记母线，垂直于大直径圆柱体试样的侧面，对大直径圆柱体试样进行取芯，得到小直径圆柱体试样(第二试样)。取芯方向与大直径圆柱体试样的端面平行且通过圆柱体的轴线。每个大直径圆柱体试样可钻取3个小直径圆柱体试样。
[0043](6)重复步骤(5)可获取与大直径圆柱体试样的端面平行且不同取芯方向的小直径圆柱体试样，共记18个。
[0044](7)将钻取到的小直径圆柱体试样(Φ 50mm)经过进一步加工(两端面切割、打磨)，得到符合各向异性材料物理力学试验标准的试样。
[0045]需要说明的是，带箭头的直线和箭头的疏密程度只需保证第一次钻取的大直径岩心试样的端面上包含有至少一条带箭头的直线即可。端面上的取芯角度根据具体的试验要求确定。
[0046]本发明实施例提供的各向异性材料的取芯方法，先在各向异性材料的取芯面标注带方向的直线，对各向异性材料进行取芯，得到端面留有带方向的直线、侧面为曲面的第一试样；再在第一试样的端面标注其他带方向的直线，并基于其他带方向的直线，从第一试样的侧面进行取芯，实现了对各向异性材料的取芯，有利于材料各向异性的试验研究。此外，在本发明实施例中，在第一试样的端面上，还标注有其他带方向的直线的平行线，且平行线在该端面的中间位置，因此通过取芯设备在第一试样的侧面取芯时，取芯设备受力均匀，不易走偏，保证了取芯的精度。本发明实施例不受材料几何外形的限制，满足任意角度的取芯要求，给各向异性材料的试验研究带来了很大的便利，具有极强的实用性。
[0047]最后所应说明的是，以上【具体实施方式】仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种各向异性材料的取芯方法，其特征在于，包括: 在各向异性材料的取芯面标注第一带方向的直线； 对所述各向异性材料进行取芯，得到第一试样；所述第一试样的端面留有所述第一带方向的直线，侧面为曲面； 在所述第一试样的端面标注第二带方向的直线； 基于所述第二带方向的直线的延长线，在所述第一试样的曲面标注取芯标记； 基于所述取芯标记，对所述第一试样进行取芯，得到第二试样。
2.如权利要求1所述的各向异性材料的取芯方法，其特征在于，所述对所述各向异性材料进行取芯，包括:垂直于所述各向异性材料的取芯面，对所述各向异性材料进行取芯。
3.如权利要求1或2所述的各向异性材料的取芯方法，其特征在于，所述在所述第一试样的端面标注第二带方向的直线，包括:通过量角器在所述第一试样的端面标注所述第二带方向的直线；所述第二带方向的直线与所述第一带方向的直线之间呈预定的夹角；所述夹角的角度由具体取芯需求而定。
4.如权利要求3所述的各向异性材料的取芯方法，其特征在于，还包括: 在所述第一试样的端面，标注所述第二带方向的直线的平行线，使所述平行线在所述第一试样的端面的中间位置； 所述基于第二带方向的直线的延长线，在第一试样的曲面标注取芯标记，包括:基于所述第二带方向的直线的平行线的延长线，在所述第一试样的曲面标注所述取芯标记。
5.如权利要求4所述的各向异性材料的取芯方法，其特征在于，所述基于取芯标记，对第一试样进行取芯，得到第二试样，包括:基于所述取芯标记，垂直于所述第一试样的曲面，对所述第一试样进行取芯，得到所述第二试样。
【文档编号】G01N1/04GK103926106SQ201410092136
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】王磊, 杨春和, 衡帅, 魏元龙, 郭印同, 张保平, 张旭 申请人:中国科学院武汉岩土力学研究所, 中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院