一种用于防塌性能评价的浸泡实验的岩心制备装置的制作方法

本实用新型属于人造岩心技术领域，涉及一种用于防塌性能评价的浸泡实验的岩心制备装置。

背景技术：

随着社会对清洁能源需求不断扩大，页岩气逐渐成为了一种商业化的绿色能源，因此，页岩气的开采也成为了科学家们研究的主要问题。常规的页岩气开采主要使用油基钻井液，油基钻井液能有效解决页岩气水平井的井壁失稳和高摩阻问题，但是随着我国对环保的要求日益严格，许多位于环境敏感和人口密集区域的油气藏采用传统油基钻井液设计已经无法满足国家未来的环境要求，因此水基钻井液代替油基钻井液成为了一种发展趋势。水基钻井液环保性好，但是其抑制性差，容易造成井壁失稳，因此环保型水基钻井液的核心之处就是研发环保型防塌剂。

防塌剂的性能评价最常采用的方法是浸泡实验，浸泡实验是通过溶液对岩心浸泡来观察他的岩心变化，由于使用天然页岩和泥页岩岩样进行浸泡实验时，效果不是非常的明显，并且成本较贵，一般选用人造岩样来进行浸泡实验。地层每降低100m，温度升高3.7℃，而现有的岩心制备仪在制备岩样时，未考虑实际底层中地层温度对岩石形成的影响；同时现有岩心制备仪在取出岩样时，需更换底座，较为繁琐。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于防塌性能评价的浸泡实验的岩心制备装置，制热器与半导体制冷器，达成了制备岩样时温度可控的目的，通过设置阶梯状载物台和底座，达成了无需更换载物台即可取样的目的。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于防塌性能评价的浸泡实验的岩心制备装置，包括压力系统、控制器和制备系统，所述压力系统包括增压机、加压管线和泄压管线，所述制备系统包括压岩室、压岩杆、岩心筒和载物台，所述加压管线上设有单向阀，所述泄压管线上设有阀门，所述增压机通过加压管线连接压岩室顶侧传压模块，所述传压模块与压岩杆连接，所述岩心筒内径与压岩杆直径相等，所述压岩室内从上到下依次为：传压模块、压岩杆、岩心筒、载物台和底座，所述载物台分为内、外两层且均为空心，所述外层的内径等于岩心筒外径，所述内层高度为外层高度的三分之一到五分之三，内层的外径等于岩心筒外径、且内径大于岩心筒内径0.5mm-1mm，所述内层固定于外层内且两者底面重合，所述底座设有圆柱形镜面柱，且底座底面和载物台底面形状和大小相同，所述镜面柱直径等于内层的内径，其高度等于内层高度，镜面柱上表面做镜面处理；载物台和底座的设计，保证了加压制备岩心时岩心筒的稳定，镜面处理的镜面柱使得岩心不会与其粘结，在取样时底座也能够顺利取下。

进一步的，所述压岩室内设有制热器和半导体制冷器，用于调节压岩室内的温度，因制样过程中由于高压力以及摩擦，岩心及岩心筒会产生热量，因此简单的制热器，缺乏冷却降温功能，不能满足压岩室的控温要求，岩心筒外表面设有温度传感器。

进一步的，所述压岩室内设有2-4套压岩杆、岩心筒、载物台和底座及相关附属设备，加压管线在经过单向阀后设有余压岩杆相同数量的分支管道，如此，可同时进行多个同一条件下的岩心制备实验。

进一步的，所述增压机出口与单向阀之间设有压力表，所述每条分支管道上均设有压力表。

进一步的，所述增压机、压力表、温度传感器、制热器与半导体制冷器均与控制器电连接。

进一步的，所述压岩室下侧内表面设有凹陷的安装槽，其大小与底座底面相同，当安装好设备时，压岩杆、岩心筒、载物台和底座的中心线重合。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过设置阶梯状的载物台以及与其配套的底座，使得在取岩心时不需要其余设备，使得整个装置更加简洁，镜面柱的镜面使得岩心在高压下不会与其粘结，更加容易取出。

2、制热器、半导体制冷器以及温度传感器的协同应用，保证了整个试验过程中处于恒温状态，更符合实际地层条件。

附图说明

图1：本实用新型结构主体示意图；

图2：增压泵出口管与围压室加压管结构示意图；

图中，1增压机，2控制器，3压岩室，4加压管线，5泄压管线，6传压模块，7制热器，8半导体制冷器，9岩心筒，10压岩杆，11载物台，12压力表，13底座，14镜面柱，1101外层，1102内层。

具体实施方式

为了方便本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合图及实施例对本实用新型作进一步的详细描述，应当理解，此处所述的实施示例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种用于防塌性能评价的浸泡实验的岩心制备装置，包括压力系统、控制器2和制备系统，所述压力系统包括增压机1、加压管线4和泄压管线5，所述制备系统包括压岩室3、压岩杆10、岩心筒9和载物台11，所述加压管线4上设有单向阀，所述泄压管线5上设有阀门，所述增压机1通过加压管线4连接压岩室3顶侧传压模块6，所述传压模块6与压岩杆10连接，所述岩心筒9内径与压岩杆10直径相等，所述压岩室3内从上到下依次为：传压模块6、压岩杆10、岩心筒9、载物台11和底座13，所述载物台11分为内外两层且均为空心，所述外层1101的内径等于岩心筒9外径，所述内层1102高度为外层1101高度的三分之一到五分之三，内层1102的外径等于岩心筒9外径，其内径大于岩心筒9内径0.5mm-1mm，所述内层1102固定于外层1101内且两者底面重合，所述底座13上设有圆柱形镜面柱14，且底座13底面和载物11台底面的形状和大小均相同，所述镜面柱14直径等于内层1102的内径，其高度等于内层1102高度，镜面柱14上表面做镜面处理；载物台11和底座13的设计，保证了加压时制备岩心时岩心筒9的稳定，镜面处理的镜面柱14使得岩心不会与其粘结，在取样时底座13也能够顺利取下。

所述压岩室3内设有制热器7和半导体制冷器8，用于调节压岩室内的温度，因制样过程中的高压力和摩擦力，岩心及岩心筒9会产生热量，因此简单的制热器7不能满足压岩室3的控温要求，岩心筒9外表面设有温度传感器。所述压岩室3内设有2套压岩杆10、岩心筒9、载物台11和底座13及相关附属设备，加压管线4在经过单向阀后设有相同数量的分支管道，可同时进行多个同一条件下的岩心制备实验。所述增压机1出口与单向阀之间设有压力表12，所述每条分支管道上均设有压力表12。所述增压机1、压力表12、温度传感器、制热器7与半导体制冷器8均与控制器2电连接。

本实用新型的使用方法如下：

按照岩心的制备要求准备不同内径和数量的岩心筒9，并准备与其配套的底座13、载物台11、压岩杆10，将底座13嵌于安装槽上，后将载物台11安装于底座13上，其中镜面柱14穿过内层1102的空心层，将压岩杆10和岩心筒9安装好后，将原料加入岩心筒9内，控制器2预先设定工作压力和工作温度，通过制热器7和半导体制冷器8控制压岩室内的温度，增压机1开始工作，当加压管线4分支管上的压力表12达到设定数值时，维持该压力一定时间后即可泄压，岩样的制备即完成；取下底座13，将载物台嵌于安装槽上并安装好其余设备，增压机1增加压力即可使所制备的岩心从载物台13底部取出。

以上所述，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。