一種地層巖心夾持器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種地層壓力巖心夾持器，包括夾持器筒體、膠套、膠套端塞、筒體封蓋和密封組件，其中，夾持器筒體為中空結(jié)構(gòu)，夾持器筒體的中心位置設(shè)有巖心樣品；膠套端塞包括外端塞和內(nèi)端塞；膠套與所述內(nèi)端塞設(shè)于所述夾持器筒體的內(nèi)部，膠套套設(shè)于巖心樣品的外圍；內(nèi)端塞嵌于所述膠套的兩端，并與巖心直接接觸，內(nèi)端塞與所述膠套配合可實現(xiàn)對巖心樣品的密封包裹；另外，內(nèi)端塞的兩端均連有金屬管線，所述金屬管線的另一端與所述筒體堵頭連接并伸出所述夾持器筒體；所述金屬管線通過所述密封壓帽固定。本發(fā)明提供地層壓力巖心夾持器不僅可以滿足對不同直徑巖心施加靜壓的實驗需求，且夾持器安裝、拆卸方便。
【專利說明】
一種地層巖心夾持器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種巖心夾持器，尤其涉及一種可變徑的地層壓力巖心夾持器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]為了在模擬地層壓力條件下測量巖心的物理性質(zhì)(聲速、電阻率、孔隙度、滲透率、 相對滲透率等)，實驗室常使用巖心夾持器來實現(xiàn)地層壓力的施加。目前，從結(jié)構(gòu)和功能上看，常用巖心夾持器以哈斯勒型巖心夾持器(僅施加圍壓)、三軸向巖心夾持器(施加真三軸、假三軸壓力)兩種類型為主。其中，哈斯勒型巖心夾持器最為廣泛使用，其基本特點為: 結(jié)構(gòu)簡單，通過有一定錐度的端塞和圍壓膠套保持良好的接觸，圍壓承載能力強，部分拆卸該巖芯夾持器就可取出巖樣。三軸向巖心夾持器以哈斯勒型巖心夾持器為基礎(chǔ)，增加了軸向以及徑向壓力控制部分。這兩類夾持器的局限性在于:使用時，需要對不同直徑的巖心制作專用尺寸的夾持器來實現(xiàn)樣品的有效加壓。例如:需要對常見的直徑為25.4mm(l英寸)、 38.lmm(l.5英寸)、45111111、6〇1]1111、7〇111111、10〇1]11]1等柱塞樣品以及全直徑樣品分別制作相應(yīng)規(guī)格的夾持器才能施加地層壓力以完成各種物理性質(zhì)的測量。因此，實驗室不得不裝配多種規(guī)格的巖心夾持器以滿足使用需求，存在裝置重復(fù)建設(shè)以及頻繁安裝、拆卸夾持器的弊端，有必要研發(fā)一種新型的可變徑的地層壓力巖心夾持器以滿足實驗測量的需要。[00〇3]中國發(fā)明專利(201110184670.X: —種巖心夾持器)公開了一種巖心夾持器，該巖心夾持器包括:筒體、樣品管、固定堵頭、可調(diào)堵頭、保溫套管、頂端密封蓋，其中，筒體內(nèi)有由上階部和下階部形成的圍壓腔，圍壓腔內(nèi)放置樣品管，筒體外側(cè)套有保溫套筒;其中，筒體底端的下階部有螺紋，與固定堵頭的螺紋相配合，將筒體底端密封，筒體頂端的上階部有螺紋，與頂端密封蓋和可調(diào)堵頭相互配合，將筒體頂部密封；樣品管，置于筒體的圍壓腔內(nèi)，用于放置實驗樣品，外壁有螺旋槽，與筒體內(nèi)壁貼合后， 在圍壓腔內(nèi)有形成用于驅(qū)替流體通過的螺旋通道；固定堵頭，通過螺紋與筒體頂端的上階部的螺紋緊密連接，將筒體底部密封；內(nèi)部有用于驅(qū)替流體流通的驅(qū)替流體通道和用于圍壓流體通過的圍壓流體通道;其中，驅(qū)替流體通道的一端是驅(qū)替壓力進出口，另一端在樣品管內(nèi)；圍壓流體通道的一端是圍壓進出口，另一端在圍壓腔內(nèi)；頂端密封蓋中心環(huán)空，通過外側(cè)螺紋與筒體緊密連接，卡在上階部的突起處，通過中心環(huán)空處的內(nèi)側(cè)螺紋與可調(diào)堵頭緊密連接，將筒體頂端密封；可調(diào)堵頭穿過頂端密封蓋中心環(huán)空，通過螺紋與頂端密封蓋的內(nèi)側(cè)螺紋緊密結(jié)合，使筒體頂部密封；內(nèi)部有用于驅(qū)替流體流通的驅(qū)替流體通道和用于圍壓流體通過的圍壓流體通道;其中，驅(qū)替流體通道的一端是驅(qū)替壓力進出口，另一端在樣品管內(nèi)；圍壓流體通道的一端是圍壓進出口，另一端在圍壓腔內(nèi)；保溫套管，由真空杜瓦管套構(gòu)成，套在筒體外側(cè)，與筒體緊密結(jié)合；所述固定堵頭的端面上有與驅(qū)替流體通道連通的環(huán)形刻槽；所述可調(diào)堵頭的端面上刻有與驅(qū)替流體通過連通的環(huán)形刻槽。
[0004]上述發(fā)明公開的一種巖心夾持器避免了以往高壓狀態(tài)下巖心夾持器的溫度變化對核磁共振探頭線圈產(chǎn)生嚴重干擾的瓶頸，通過保溫隔熱結(jié)構(gòu)，可以防止溫度變化對磁體產(chǎn)生的干擾;但是在上述發(fā)明公開的一種巖心夾持器不能對不同直徑的巖心進行各種物理性質(zhì)的測量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種地層壓力巖心夾持器，可以利用其實現(xiàn)對多種直徑的巖心施加地層壓力。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:本發(fā)明提供一種地層壓力巖心夾持器，包括夾持器筒體、膠套、膠套端塞、筒體封蓋和密封組件，所述夾持器筒體為中空結(jié)構(gòu)，所述夾持器筒體的中心位置設(shè)有巖心樣品；所述膠套端塞包括外端塞和內(nèi)端塞；所述膠套與所述內(nèi)端塞設(shè)于所述夾持器筒體的內(nèi)部，所述膠套套設(shè)于巖心樣品的外圍；所述內(nèi)端塞嵌于所述膠套的兩端，并與巖心直接接觸，所述內(nèi)端塞與所述膠套配合可實現(xiàn)對巖心樣品與夾持器腔體內(nèi)流體的密封。
[0007]優(yōu)選地，所述內(nèi)端塞為膠套密封端塞，所述膠套密封端塞為中空結(jié)構(gòu)。
[0008]優(yōu)選地，所述外端塞為筒體堵頭，所述筒體堵頭為外凸形結(jié)構(gòu)，且設(shè)于所述夾持器筒體的兩端。
[0009]優(yōu)選地，所述筒體堵頭與所述夾持器筒體之間設(shè)有“0”型密封圈。[〇〇1〇]優(yōu)選地，所述筒體封蓋設(shè)于所述筒體堵頭的兩端，所述筒體封蓋配合筒體堵頭、膠套密封端塞與夾持器筒體通過螺紋連接，實現(xiàn)對夾持器筒體的密封。
[0011]優(yōu)選地，所述密封組件包括密封壓帽，所述密封壓帽設(shè)于所述筒體封蓋的兩端，所述密封壓帽的一端嵌入所述筒體封蓋內(nèi)。
[0012]優(yōu)選地，所述膠套密封端塞的兩端均與金屬管線的一端連接，所述金屬管線的另一端與所述筒體堵頭連接并伸出所述夾持器筒體;所述金屬管線通過所述密封壓帽固定。
[0013]優(yōu)選地，所述金屬管線在所述夾持器筒體內(nèi)的部分長度為彈簧裝，具有一定伸縮性，可保證巖心各個方向均勻受壓。
[0014]優(yōu)選地，所述夾持器筒體的一側(cè)設(shè)有進液口，所述進液口與增壓栗連接施加地層壓力。
[0015]優(yōu)選地，所述夾持器筒體、膠套、膠套密封端塞、筒體堵頭、筒體封蓋和密封壓帽同軸布置。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相對比，本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:(1)本發(fā)明提供的地層壓力巖心夾持器采用雙端塞系統(tǒng)，即外端塞和內(nèi)端塞，外端塞為夾持器的筒體堵頭，實現(xiàn)了夾持器與外部環(huán)境的密封；內(nèi)端塞為膠套密封端塞，與巖心直接接觸，實現(xiàn)了測試樣品與夾持器腔內(nèi)流體的密封;雙端塞協(xié)同使用確保栗如氣體或液體對巖心施加地層壓力；另外，根據(jù)巖心樣品的尺寸更換內(nèi)端塞和膠套可實現(xiàn)變徑功能，滿足了對不同直徑巖心施加靜壓的實驗需求；(2)本發(fā)明提供的地層壓力巖心夾持器采用開放式的組件裝卸設(shè)計，通過松脫夾持器一側(cè)的外端塞組件可將內(nèi)端塞、膠套和巖心拉出夾持器，在完全開放的情況下進行內(nèi)端塞、 巖心樣品與膠套的拆卸和更換，操作簡單，易于實現(xiàn)；(3)對于過小的以至于無法取得直徑大于1英寸的均質(zhì)樣品，本發(fā)明提供的地層壓力巖心夾持器只要能夠制備到柱塞樣，就能夠通過改變內(nèi)端塞和膠套的尺寸實現(xiàn)一些物理性質(zhì)的測量，對取全物理參數(shù)非常重要。【附圖說明】[〇〇17]圖1是本發(fā)明提供的地層壓力巖心夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖；在附圖中，1:巖心樣品；2:膠套;3:膠套密封端塞;4: “0”型密封圈；5:筒體堵頭;6:筒體封蓋;7:密封壓帽;8:金屬管線;9:進液口； 10:夾持器筒體?！揪唧w實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實施方式】作詳細的闡述。
[0019]參圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的地層壓力巖心夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明提供的地層壓力巖心夾持器包括巖心樣品1、膠套2、內(nèi)端塞、外端塞、“0”型密封圈4、筒體封蓋6、 密封壓帽7、金屬管線8、進液口 9和夾持器筒體10;其中內(nèi)端塞為膠套密封端塞3，外端塞為筒體堵頭5。
[0020]其中，夾持器筒體10為中空結(jié)構(gòu)，夾持器筒體10的中心位置設(shè)有巖心樣品1;膠套2 和膠套密封端塞3設(shè)于夾持器筒體10的內(nèi)部，膠套2套設(shè)與巖心樣品1的外圍；膠套密封端塞3為中空結(jié)構(gòu)且嵌于膠套2的兩端，并與巖心樣品1直接接觸，膠套密封端塞3與膠套2配合可實現(xiàn)對巖心樣品1與夾持器腔體內(nèi)流體的密封。筒體堵頭5為外凸形結(jié)構(gòu)，且設(shè)于夾持器筒體10的兩端;筒體堵頭5與夾持器筒體10之間設(shè)有“0”型密封圈4;筒體封蓋6設(shè)于筒體堵頭5的兩端，筒體封蓋6配合筒體堵頭5、膠套密封端塞3與夾持器筒體10通過螺紋連接，實現(xiàn)對夾持器筒體10的密封。
[0021]密封壓帽7設(shè)于筒體封蓋6的兩端，且密封壓帽7的一端嵌入筒體封蓋6內(nèi)；膠套密封端塞3的兩端均連有金屬管線8,金屬管線8的另一端與筒體堵頭5連接并伸出夾持器筒體 10;金屬管線8通過密封壓帽7固定;金屬管線8在夾持器筒體10內(nèi)的部分長度為彈簧裝，具有一定伸縮性，可保證巖心各個方向均勻受壓。
[0022]夾持器筒體10的一側(cè)設(shè)有進液口 9，進液口 9與增壓栗連接施加地層壓力；夾持器筒體10、膠套2、膠套密封端塞3、筒體堵頭5、筒體封蓋6和密封壓帽7為同軸布置。[〇〇23]采用本發(fā)明提供的地層壓力巖心夾持器對多種直徑的巖心施加地層壓力，首先將巖心樣品1放置在膠套2的內(nèi)部，再按照附圖1所示的結(jié)構(gòu)進行連接。與進液口 9連接的增壓栗施加壓力時，膠套2向中心位置發(fā)生變形，對巖心樣品1施加徑向壓力，同時金屬管線8也產(chǎn)生變形，膠套2兩端的膠套密封端塞3沿軸向方向移動，對巖心樣品1施加軸向壓力。由于整個的施壓過程處于同一壓力體系之下，為靜壓狀態(tài)，與實際地層受壓方式更為接近，滿足了對不同直徑巖心施加靜壓的實驗需求。
[0024]本發(fā)明提供的地層壓力巖心夾持器采用雙端塞系統(tǒng)，即外端塞和內(nèi)端塞，外端塞為夾持器的筒體堵頭，實現(xiàn)了夾持器與外部環(huán)境的密封；內(nèi)端塞為膠套密封端塞，與巖心直接接觸，實現(xiàn)了測試樣品與夾持器腔內(nèi)流體的密封;雙端塞協(xié)同使用確保栗如氣體或液體對巖心施加地層壓力；另外，根據(jù)巖心樣品的尺寸更換內(nèi)端塞和膠套可實現(xiàn)變徑功能；另夕卜，本發(fā)明提供的地層壓力巖心夾持器采用開放式的組件裝卸設(shè)計，通過松脫夾持器一側(cè)的外端塞組件可將內(nèi)端塞、膠套和巖心拉出夾持器，在完全開放的情況下進行內(nèi)端塞、巖心樣品與膠套的拆卸和更換，操作簡單，易于實現(xiàn)。
[0025]上文所述的一系列的詳細說明僅僅是針對本發(fā)明的可行性實施方式的具體說明， 它們并不是用以限制本發(fā)明的保護范圍，在所述技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出的各種變化均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種地層壓力巖心夾持器，包括夾持器筒體、膠套、膠套端塞、筒體封蓋和密封組件， 其特征在于，所述夾持器筒體為中空結(jié)構(gòu)，所述夾持器筒體的中心位置設(shè)有巖心樣品；所述膠套端塞包括外端塞和內(nèi)端塞；所述膠套與所述內(nèi)端塞設(shè)于所述夾持器筒體的內(nèi)部，所述膠套套設(shè)于巖心樣品的外 圍；所述內(nèi)端塞嵌于所述膠套的兩端，并與巖心直接接觸，所述內(nèi)端塞與所述膠套配合可 實現(xiàn)對巖心樣品的密封包裹。2.如權(quán)利要求1所述的地層壓力巖心夾持器，其特征在于，所述內(nèi)端塞為膠套密封端 塞，所述膠套密封端塞為中空結(jié)構(gòu)。3.如權(quán)利要求1所述的地層壓力巖心夾持器，其特征在于，所述外端塞為筒體堵頭，所 述筒體堵頭為外凸形結(jié)構(gòu)，且設(shè)于所述夾持器筒體的兩端。4.如權(quán)利要求3所述的地層壓力巖心夾持器，其特征在于，所述筒體堵頭與所述夾持器 筒體之間設(shè)有“〇”型密封圈。5.如權(quán)利要求1所述的地層壓力巖心夾持器，其特征在于，所述筒體封蓋設(shè)于所述筒體 堵頭的兩端，所述筒體封蓋配合筒體堵頭、膠套密封端塞與夾持器筒體通過螺紋連接。6.如權(quán)利要求1所述的地層壓力巖心夾持器，其特征在于，所述密封組件包括密封壓 帽，所述密封壓帽設(shè)于所述筒體封蓋的兩端，所述密封壓帽的一端嵌入所述筒體封蓋內(nèi)。7.如權(quán)利要求1所述的地層壓力巖心夾持器，其特征在于，所述膠套密封端塞的兩端均 與金屬管線的一端連接，所述金屬管線的另一端與所述筒體堵頭連接并伸出所述夾持器筒 體;所述金屬管線通過所述密封壓帽固定。8.如權(quán)利要求7所述的地層壓力巖心夾持器，其特征在于，所述金屬管線在所述夾持器 筒體內(nèi)的部分長度為彈簧裝，具有伸縮性。9.如權(quán)利要求1所述的地層壓力巖心夾持器，其特征在于，所述夾持器筒體的一側(cè)設(shè)有 進液口，所述進液口與增壓栗連接。10.如權(quán)利要求1所述的地層壓力巖心夾持器，其特征在于，所述夾持器筒體、膠套、膠 套密封端塞、筒體堵頭、筒體封蓋和密封壓帽同軸布置。
【文檔編號】G01N33/24GK105954495SQ201610386899
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】韓學輝, 許紅, 李峰弼, 徐登輝
【申請人】中國石油大學(華東)