一种围压条件下测试岩心抗拉强度的改进装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于石油与天然气岩石力学领域，具体涉及一种围压条件下测试岩心抗拉强度的改进装置。
【背景技术】
[0002]岩石的抗拉强度是岩石的重要力学参数，与井壁稳定以及目前应用较广泛的水力压裂息息相关，抗压强度的准确测量在石油工业中的作用越来越明显。经过调研分析，目前岩石的抗拉强度主要通过巴西劈裂实验进行，通过测量岩心的抗压强度来计算获得岩心的抗拉强度。室内巴西劈裂实验采用的样品为薄片岩心，受岩心质量及加工方式的限制，岩心偶然性较大。且巴西劈裂实验为单轴实验，无法获得围压条件下岩心的抗拉强度，与实际地层中岩心的性质差异较大。因此，为准确获得围压条件下的岩心抗拉强度，模拟实际钻井过程中岩心的抗拉强度，改进相关实验装置，用以测量岩心在不同围压条件下的抗拉强度。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是:提供一种围压条件下测试岩心抗拉强度的改进装置，用以测量围压条件下岩心的抗拉强度。且该抗拉强度通过岩心内液柱的压力获得，近似模拟地层条件下的抗拉强度。
[0004]为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为:
[0005]—种围压条件下测试岩心抗拉强度的改进装置，它包括加压栗、容器、管线、控制阀、精密压力表、釜体、控制阀、压力表、控制阀、容器、加压栗、釜壁、垫片、岩心、橡胶环、釜体环空、锥形螺栓。其特征在于，所述的加压栗通过管线、锥形螺栓、垫片将容器中液体栗入岩心环空并加压，所述的容器可以放置不同的实验用液体，所述的加压栗可以通过管线将容器中的水注入釜中环空，挤压橡胶环对岩心施加围压，所述的控制阀在实验不同阶段闭合、开启，以满足实验要求，所述的锥形螺栓密闭釜体，所述的垫片可实现岩心在误差允许的范围内密封完好，所述的橡胶环可以通过液体的挤压变形施加围压，所述的压力表可以记录实验过程中的数据。该装置可以通过岩心内部环空注入液体，在液体压力条件下，测试岩心的抗拉强度。岩心为特殊加工的内部环空岩心。
[0006]本实用新型的设计原理:
[0007]本实用新型通过原有的设备进行改进加工，较以往的测试岩心抗拉强度的方式有本质的不同。以往的巴西劈裂实验，通过压头对薄片岩心施加径向方向的压力，换算成抗拉强度。该方法的弊端在于岩心较薄，岩心偶然性大，且实验过程中无法添加围压。本装置通过加压栗将实验的液体，经由锥形螺栓、垫片进入岩心环空，施加岩心内部的压力。围压加压栗将水注入釜体环空，挤压橡胶环，对岩心添加围压。通过读取压力表读数，获得围压和岩心的抗拉强度。
[0008]本实用新型的有益效果:
[0009]由上述的技术方案可以看出，本实用新型提供一种围压条件下测试岩心抗拉强度的改进装置，该装置操作简单，能够满足在围压条件下，通过岩心内部液体压力作用，测试岩心的抗拉强度。该装置完善了巴西劈裂实验中无法添加围压的缺陷，近似模拟钻井过程中井壁拉伸破坏或后期压裂的现象，测试抗拉强度的方式与现场更加接近。
【附图说明】
[0010]图1为装置流程示意图；
[0011]图2为釜体结构纵剖面示意图；
[0012]图3为釜体结构横剖面A-A示意图；
[0013]图4为加工后岩心俯视图；
[0014]图5为加工后岩心剖面图；
[0015]图中:加压栗1、容器2、管线3、控制阀4、精密压力表5、釜体6、控制阀7、压力表8、控制阀9、容器10、加压栗11、釜壁12、垫片13、岩心14、橡胶环15、釜体环空16、锥形螺栓17。
【具体实施方式】
[0016]如图1为装置流程示意图，图2和图3为釜体结构示意图，图4和图5为岩心示意图。
[0017]包括加压栗1、容器2、管线3、控制阀4、精密压力表5、釜体6、控制阀7、压力表8、控制阀9、容器10、加压栗11、釜壁12、垫片13、岩心14、橡胶环15、釜体环空16、锥形螺栓17。
[0018]具体实施方案如下:
[0019]1、将岩心14装入釜体6，根据岩心长度决定是否加入垫片13，拧紧锥形螺栓17。容器2和10中注入实验用液体和水。
[0020]2、打开控制阀4，关闭控制阀7和控制阀9，加压栗I缓慢加压，将容器2中液体注入岩心环空14，直至压力表5有读数。
[0021]3、关闭控制阀4，等待五分钟，观察压力表5读数是否有变化，无变化说明密封良好，继续试验，否则重复步骤I和2。
[0022]4、打开控制阀4，继续通过加压栗I加压，直至压力表5存在一定的读数。关闭控制阀4。
[0023]5、打开控制阀9，通过加压栗11，经管线将容器10中水注入釜体环空16，并加压，
直至压力表8达到所需围压数据。关闭控制阀9。
[0024]6、打开控制阀4，通过压力表I缓慢加压，同时记录压力表5读数。直至压力表5读数出现瞬时下降，记录该读数。
[0025]7、打开控制阀9，通过加压栗11缓慢卸载围压，直至降为0，关闭控制阀9。打开控制阀7，缓慢泄压，直至压力表5读数降为0，同时回收返出的液体。
[0026]8、拧下锥形螺栓17，取出垫片13和岩心14，观察岩心破坏形式。
[0027]9、清洗设备。
[0028]本实用新型中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种围压条件下测试岩心抗拉强度的改进装置，它包括加压栗(1)、容器(2)、管线(3)、控制阀⑷、精密压力表(5)、釜体(6)、控制阀(7)、压力表⑶、控制阀(9)、容器(10)、加压栗(11)、釜壁(12)、垫片(13)、岩心(14)、橡胶环(15)、釜体环空(16)、锥形螺栓(17);其特征在于，所述的加压栗(I)通过管线(3)、锥形螺栓(17)、垫片(13)将容器中液体栗入岩心环空(14)并加压，所述的容器(I)可以放置不同的实验用液体，所述的加压栗(11)可以通过管线将容器(10)中的水注入釜中环空，挤压橡胶环(15)对岩心施加围压，所述的控制阀(4、7和9)在实验不同阶段闭合、开启，以满足实验要求，所述的锥形螺栓(17)密闭釜体，所述的垫片(13)可实现岩心在误差允许的范围内密封完好，所述的橡胶环(15)可以通过液体的挤压变形施加围压，所述的压力表(5、8)可以记录实验过程中的数据。
【专利摘要】一种围压条件下测试岩心抗拉强度的改进装置，该装置完善了巴西劈裂实验中无法添加围压的缺陷，近似模拟钻井过程中井壁拉伸破坏或后期压裂的现象，测试抗拉强度的方式与现场更加接近。其特征在于，所述的加压泵通过管线将容器中液体泵入岩心环空并加压，所述的容器可以放置不同类型的液体，所述的加压泵可以通过管线将容器中的水注入釜中环空，挤压橡胶环对岩心施加围压，所述的控制阀在实验不同阶段进行闭合、开启，以满足实验要求，所述的锥形螺栓密闭釜体，所述的垫片可实现岩心在误差允许的范围内密封完好，所述的橡胶环可以通过液体的挤压变形施加围压。该装置可以通过岩心内部环空注入液体，直接在液体压力条件下，测试岩心的抗拉强度。
【IPC分类】G01N3/12
【公开号】CN204855268
【申请号】CN201520449988
【发明人】许永猛, 邓金根, 蔚宝华, 谭强, 陈卓, 陈建国, 李海涛, 刘凯铭, 王厚东, 汪伟, 邓月, 彭程
【申请人】中国石油大学(北京)
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年6月29日