本實(shí)用新型涉及一種頁巖人造巖心制備裝置，解決因天然頁巖巖心過于致密無法滿足實(shí)驗(yàn)要求；采用現(xiàn)有用單模腔制備巖心時間過長、人工強(qiáng)度大且所制巖心物性參數(shù)均一性差的難題，有利于提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度，屬于非常規(guī)油氣實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

頁巖氣是一種非常規(guī)天然氣資源，是常規(guī)油氣能源的重要戰(zhàn)略接替。目前，全球已有30多個國家積極開展頁巖氣研究和勘探開發(fā)工作。美國是世界上最早發(fā)現(xiàn)、研究、勘探和開發(fā)頁巖氣的國家，并已經(jīng)取得了巨大成功。我國頁巖氣研究雖起步晚，但經(jīng)過這幾年的研究工作取得了不俗成績，勘探開發(fā)取得了重要突破，對提高我國能源自給率，降低能源對外依賴度并減少溫室氣體的排放等方面均有積極意義。頁巖氣藏與常規(guī)油氣藏相比，生成條件、運(yùn)移模式、賦存方式、成藏條件等均不相同。沿用常規(guī)方法對頁巖巖心進(jìn)行儲層敏感、入井液傷害評價等實(shí)驗(yàn)都因頁巖主要以納米級孔隙為主的低孔、低滲的儲層結(jié)構(gòu)特性而無法實(shí)施。頁巖主要是由富含有機(jī)質(zhì)的粘土等礦物經(jīng)成巖作用而成，富含粘土等礦物的頁巖儲層在勘探開發(fā)過程中與各種外來入井液接觸極易形成敏感傷害。就因傷害對頁巖儲層孔縫結(jié)構(gòu)的改變進(jìn)而影響頁巖氣的滲流行為及儲層保護(hù)方面而言，流動驅(qū)替實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)尤顯重要。

目前主要有三種方法獲得實(shí)驗(yàn)用頁巖巖心，一是選取有天然裂縫的頁巖巖心，因這種巖心數(shù)量有限且孔隙度、滲透率等物性參數(shù)均一性較差，較難滿足實(shí)驗(yàn)要求。二是采用巖心人工機(jī)械造縫的方法，通過改善其滲透率來滿足實(shí)驗(yàn)要求，此方法雖能部分模擬近井地段頁巖的孔隙結(jié)構(gòu)特征，但無法解決所造出的孔縫因無支撐劑支撐，受到注入流體和上覆壓力變化無法控制裂縫寬度引起滲透率變化的問題。三是人工制備巖心的方法，即將頁巖巖心粉碎成一定目數(shù)后重新壓制成型，通過改變壓制壓力值及壓制時間可獲得滿足實(shí)驗(yàn)要求用的巖心，但目前制備巖心的模具只有一個模腔，由兩只空心的半圓柱體以若干顆緊固六角螺絲連接，壓制成型后分別松開緊固六角螺絲方可取出巖心，每次只能壓制一只巖心，壓制的每只巖心因壓制參數(shù)略有差異致其孔隙度、滲透率等相關(guān)物性參數(shù)相差較大無法獲得實(shí)驗(yàn)所需物性參數(shù)一致的平行樣品，給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理比對造成一定難度且具壓制時間較長、人工強(qiáng)度較大、操作繁瑣的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種頁巖人造巖心制備裝置，解決目前人工制備巖心存在的每次只能壓制一只巖心，壓制的每只巖心因壓制參數(shù)略有差異致其孔隙度、滲透率等相關(guān)物性參數(shù)相差較大無法獲得實(shí)驗(yàn)所需物性參數(shù)一致的平行樣品，給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理比對造成一定難度且具壓制時間較長、人工強(qiáng)度較大、操作繁瑣的不足，通過本實(shí)用新型有利于縮短巖心制備時間、降低勞動強(qiáng)度、降低人為因素干擾，提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的平行性、重復(fù)性，有利于提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種頁巖人造巖心制備裝置，包括四柱式液壓機(jī)，其特征是，在四柱式液壓機(jī)壓板與底板之間設(shè)置旋轉(zhuǎn)軸支架、多模腔模具和脫模套筒；對稱的旋轉(zhuǎn)軸支架固定在底板上，多模腔模具經(jīng)其兩側(cè)固定的旋轉(zhuǎn)軸置于相應(yīng)側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸支架上；所述多模腔模具由上下模構(gòu)成，上模包括上壓板，上壓板兩側(cè)鉸接的拉桿，上壓板下端面固定的若干上壓頭，各拉桿上旋接的蝶形螺母，下模包括具有上蓋板和下蓋板的模體，模體中對應(yīng)若干上壓頭的模腔，上蓋板方向模體飛邊上設(shè)置對應(yīng)的上壓板兩側(cè)拉桿的U形卡槽，飛邊下方的模體外側(cè)面固定旋轉(zhuǎn)軸，各模腔底部置入的堵頭；脫模套筒靠近底部設(shè)置與模體上的限位環(huán)狀卡配合的限位卡槽。

所述多模腔模具直徑為250mm，高度為160mm，每個模腔直徑為25mm，高度為105mm，由經(jīng)過表面淬火熱處理的超硬耐磨40CrMnV材料制作，各模腔沿口為喇叭形。

所述脫模套筒直徑這250mm，高度為100mm，采用高強(qiáng)度鋁合金材料制作。

所述旋轉(zhuǎn)軸支架上部為Y形。

所述堵頭的截面呈T型，靠軸頸處的端面上嵌有磁鐵。

本實(shí)用新型通過在四柱式液壓機(jī)的壓板與底板之間設(shè)置可旋轉(zhuǎn)的多模腔模具，在接通液壓機(jī)電源，打開液壓缸頭上行開關(guān)使液壓缸頭托住多模腔模具向液壓機(jī)上板運(yùn)移，兩者接觸后對多模腔模具的上壓板施壓，待壓力表所顯示的壓力值達(dá)到設(shè)定壓力值后計(jì)時，壓制時間達(dá)到設(shè)定壓制時間后，打開液壓缸頭下行開關(guān)，使多模腔模具脫離液壓機(jī)上板后，再使用脫模套筒將巖心取出，本實(shí)用新型根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求分別制備2、4、6、8只頁巖巖心，因巖心以同一壓力、同一時間壓制，其直徑、長度、孔隙度及滲透率等物性參數(shù)均可控制在誤差范圍以內(nèi)，視為平行制樣。本實(shí)用新型原理簡單，操作方便，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型縱截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型中多模腔模具結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型中多模腔模具俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型中脫模套筒立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1液壓機(jī)上板，2多模腔模具，3液壓機(jī)壓板，4液壓機(jī)立柱，5液壓缸頭，6液壓機(jī)底板，7液壓機(jī)，8壓力表，9旋轉(zhuǎn)軸支架，10上壓板，11拉桿，12上壓頭，13蝶形螺母，14上蓋板，15U形卡槽，16模腔，17旋轉(zhuǎn)軸，18堵頭，19下蓋板，20脫模套筒，21卡槽，22限位環(huán)狀卡，23磁鐵。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型，如圖1所示，本實(shí)用新型由四柱式液壓機(jī)和四柱式液壓機(jī)中設(shè)置的可旋轉(zhuǎn)的多模腔模具2構(gòu)成，四柱式液壓機(jī)由上板1、液壓機(jī)壓板3、液壓機(jī)立柱4、液壓缸頭5、液壓機(jī)底板6、液壓機(jī)7、壓力表8構(gòu)成；可旋轉(zhuǎn)的多模腔模具2包括置于旋轉(zhuǎn)軸支架9上的多模腔模具2，如圖2所示，多模腔模具2由上模和下模構(gòu)成，上模由上壓板10、拉桿11、上壓頭12、蝶形螺母13構(gòu)成，上壓板10兩側(cè)鉸接拉桿11，本實(shí)施例的上壓板10下端面固定八個上壓頭12，各拉桿11上旋接蝶形螺母13，下模包括具有上蓋板14和下蓋板19的模體，模體中對應(yīng)八個上壓頭12的八個模腔16，上蓋板14方向模體飛邊上設(shè)置對應(yīng)上壓板10兩側(cè)拉桿11的U形卡槽15，飛邊下方的模體外側(cè)面固定旋轉(zhuǎn)軸17，旋轉(zhuǎn)軸支架9固定于液壓機(jī)底板6上。各模腔16底部置入的堵頭18；脫模套筒20靠近底部設(shè)置與模體上的限位環(huán)狀卡22配合的限位卡槽21。多模腔模具2直徑為250mm，高度為160mm，每個模腔16直徑為25mm，高度為105mm，由經(jīng)過表面淬火熱處理的超硬耐磨40CrMnV材料制作，各模腔16沿口為喇叭形。脫模套筒20直徑為250mm，高度為100mm，采用高強(qiáng)度鋁合金材料制作，靠近底部設(shè)置與模體上的限位環(huán)狀卡22配合的限位卡槽21。旋轉(zhuǎn)軸支架9上部為Y形。堵頭18截面呈T型，靠軸頸處的端面上嵌有磁鐵23。

實(shí)驗(yàn)時，將若干堵頭18通過其嵌有的磁吸23分別固定于相應(yīng)模腔16底部，將事先粉碎成一定目數(shù)的頁巖巖粉稱取固定質(zhì)量以固定體積的膠結(jié)液體攪拌均勻成數(shù)份分別倒入各模腔16內(nèi)，把上壓板10上若干上壓頭12一一對應(yīng)緩慢插入各模腔16內(nèi)，旋轉(zhuǎn)拉桿11與下模體的U形卡槽15連接以蝶形螺母13固定上壓板10，將固定有旋轉(zhuǎn)軸17的多模腔模具2放置在旋轉(zhuǎn)軸支架9上，接通液壓機(jī)電源，打開液壓缸頭5上行開關(guān)使液壓缸頭5托住多模腔模具2向液壓機(jī)上板1運(yùn)移，待壓力表8所顯壓力值達(dá)到設(shè)定壓力后，關(guān)閉液壓機(jī)電源并計(jì)時，待壓制時間達(dá)到設(shè)定時間后再接通液壓機(jī)電源，打開液壓缸頭5下行開關(guān)，使多模腔模具2脫離液壓機(jī)上板1放置于旋轉(zhuǎn)軸支架9上，翻轉(zhuǎn)多模腔模具2使下蓋板19向上，將脫模套筒20放置于下蓋板19上并通過其卡槽21與模體上的限位環(huán)狀卡22配合限位，打開液壓缸頭5上行開關(guān)使液壓缸頭5托住多模腔模具2向液壓機(jī)上板1運(yùn)移，待巖心被上壓頭12完全頂出模腔16后打開液壓缸頭5下行開關(guān)，使多模腔模具2放置于旋轉(zhuǎn)軸支架9上，關(guān)閉液壓機(jī)電源取出巖心。

所述四柱式液壓機(jī)為現(xiàn)有產(chǎn)品，油缸壓力為0～25MPa，液壓缸頭直徑為300mm，250mm行程，壓力表量程為0～40MPa。