一種用于泥頁(yè)巖測(cè)試的三軸夾持器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種用于泥頁(yè)巖測(cè)試的三軸夾持器，其特征在于在壓力室筒體（11）外安裝有加熱體（16）；在壓力室底座（1）上裝有下端蓋（7）；橡膠套（9）的下端套裝在下端蓋（7）上；橡膠套（9）的上端安裝有上端蓋（10）；泥頁(yè)巖心（8）安裝在橡膠套（9）內(nèi)；進(jìn)液管線（6）的上端安裝在上端蓋（10）的一側(cè)，下端通過(guò)壓帽組合（5）安裝在壓力室底座（1）上，與上端流體進(jìn)口（24）相通；出液管線（25）的上端安裝在上端蓋（10）的另一側(cè)，下端通過(guò)壓帽組合安裝在壓力室底座（1）上，與上端流體出口（21）相通。本實(shí)用新型提高了測(cè)量過(guò)程的簡(jiǎn)便性和精準(zhǔn)性，具有重復(fù)性能好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于泥頁(yè)巖測(cè)試的三軸夾持器
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于泥頁(yè)巖測(cè)試的三軸夾持器，屬石油勘探開(kāi)發(fā)地層評(píng)價(jià)測(cè)試裝置設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】:
[0002]目前，泥頁(yè)巖測(cè)試裝備針對(duì)井壁失穩(wěn)的問(wèn)題展開(kāi)了大量研究，主要包括井壁穩(wěn)定性機(jī)理研究、評(píng)價(jià)裝置的研發(fā)以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例的分析與處理等方面。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例分析和室內(nèi)分析證實(shí)，井壁失穩(wěn)是由多種因素造成的，如地質(zhì)構(gòu)造、原地應(yīng)力、地層的巖性和產(chǎn)狀、粘土礦物類(lèi)型、鉆井液性能及其與泥頁(yè)巖井壁之間的物化反應(yīng)、鉆井作業(yè)的影響等，故在鉆進(jìn)過(guò)程中需考慮地層被打開(kāi)后井壁與鉆井液之間的相互作用，以及其對(duì)巖石力學(xué)參數(shù)和巖石受力狀態(tài)的影響，以便更真實(shí)地評(píng)價(jià)井壁失穩(wěn)問(wèn)題。對(duì)于泥頁(yè)巖井壁而言，當(dāng)其接觸到與孔隙流體性質(zhì)不同的鉆井液后，會(huì)與之發(fā)生一系列的物化作用，從而改變泥頁(yè)巖的強(qiáng)度和應(yīng)力狀態(tài)，影響泥頁(yè)巖的穩(wěn)定性。該過(guò)程主要分為兩個(gè)階段:(I)鉆井液濾液在水力壓差和化學(xué)勢(shì)下發(fā)生擴(kuò)散作用進(jìn)入泥頁(yè)巖中；(2)水力壓差產(chǎn)生于井內(nèi)液柱壓力和地層孔隙壓力間的壓力差；化學(xué)勢(shì)差則源于鉆井液與孔隙水間存在的離子活化度差。因此，為了評(píng)價(jià)鉆井液對(duì)井壁失穩(wěn)的影響，可利用獲取的泥頁(yè)巖的組分和理化性能資料壓制人造巖心，同時(shí)將具有相同礦物組分和理化性能的巖心置于與井內(nèi)壓力、溫度相同的條件下，分別在巖心兩端建立不同的水力壓力和離子濃度，從而模擬水力壓差和化學(xué)勢(shì)差，評(píng)價(jià)鉆井液濾液在擴(kuò)散過(guò)程中對(duì)井壁穩(wěn)定性的影響。
[0003]現(xiàn)有的室內(nèi)泥頁(yè)巖測(cè)試夾持器未能充分真實(shí)地建立地層與鉆井液性能之間的直接聯(lián)系，因此，研制一種能夠在模擬的井下高溫高壓及循環(huán)流動(dòng)條件下，綜合評(píng)價(jià)鉆井液影響泥頁(yè)巖井壁穩(wěn)定性的室內(nèi)評(píng)價(jià)裝置成為急需的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于泥頁(yè)巖測(cè)試的三軸夾持器，能夠模擬井下溫度、壓力和循環(huán)流體流動(dòng)條件，建立壓力傳遞和化學(xué)滲透實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑑?yōu)選適合井壁穩(wěn)定的鉆井液和完井液體系，具有重復(fù)性能好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的的。
[0006]一種用于泥頁(yè)巖測(cè)試的三軸夾持器由壓力室底座、壓力室外蓋、緊定螺釘、下0型圈、壓帽組合、進(jìn)液管線、下端蓋、泥頁(yè)巖心、橡膠套、上端蓋、壓力室筒體、旋轉(zhuǎn)平衡塊、內(nèi)六角螺釘、平衡塊壓蓋、壓簧、加熱體、上0型圈、導(dǎo)向壓桿、吊環(huán)螺釘、出液管線組成；壓力室筒體安裝在壓力室底座上，壓力室外蓋套裝在壓力室筒體的外圈，通過(guò)螺紋與壓力室底座相連接，將壓力室筒體固緊安裝在壓力室底座上；在壓力室底座上安裝有下0型圈，在壓力室筒體的上部安裝有上0型圈；在壓力室筒體外安裝有加熱體；在壓力室底座上裝有下端蓋；橡膠套的下端套裝在下端蓋上；橡膠套的上端安裝有上端蓋；泥頁(yè)巖心安裝在橡膠套內(nèi)；進(jìn)液管線的上端安裝在上端蓋的一側(cè)，進(jìn)液管線的下端通過(guò)壓帽組合安裝在壓力室底座上，與上端流體進(jìn)口相通；與進(jìn)液管線相對(duì)應(yīng)，出液管線的上端安裝在上端蓋的另一側(cè)，出液管線的下端通過(guò)壓帽組合安裝在壓力室底座上，與上端流體出口相通；旋轉(zhuǎn)平衡塊位于上端蓋的上方，導(dǎo)向壓桿的下端位于旋轉(zhuǎn)平衡塊的上方；導(dǎo)向壓桿通過(guò)平衡塊壓蓋和內(nèi)六角螺釘與旋轉(zhuǎn)平衡塊固定連接；在平衡塊壓蓋上方的導(dǎo)向壓桿上套裝有壓簧；在導(dǎo)向壓桿的頂部安裝吊環(huán)螺釘；在壓力室底座的底部設(shè)有上端流體出口、下端流體出口、上端流體進(jìn)口和圍壓進(jìn)口 ；在壓力室筒體的上部設(shè)有圍壓排氣口。
[0007]本實(shí)用新型與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有如下有益效果:
[0008]本實(shí)用新型能夠在模擬井下溫度、壓力和循環(huán)流體流動(dòng)的條件下，建立壓力傳遞和化學(xué)滲透實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，定量測(cè)定泥頁(yè)巖極低滲透率和泥頁(yè)巖膜效率；解決了單一通過(guò)泥頁(yè)巖極低滲透率和膜效率測(cè)試的力化耦合模型評(píng)價(jià)井壁失穩(wěn)的局限性，從而更有利于優(yōu)選適合井壁穩(wěn)定的鉆井液和完井液體系；提高了測(cè)量過(guò)程的簡(jiǎn)便性和精準(zhǔn)性，具有重復(fù)性能好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0009]圖1為一種用于泥頁(yè)巖測(cè)試的三軸夾持器的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖中:1.壓力室底座、2.壓力室外蓋、3.緊定螺釘、4.下0型圈、5.壓帽組合、6.進(jìn)液管線、7.下端蓋、8.泥頁(yè)巖心、9.橡膠套、10.上端蓋、11.壓力室筒體、12.旋轉(zhuǎn)平衡塊、13.內(nèi)六角螺釘、14.平衡塊壓蓋、15.壓簧、16.加熱體、17.上0型圈、18.導(dǎo)向壓桿、19.吊環(huán)螺釘、20.圍壓排氣口、21.上端流體出口、22.圍壓進(jìn)口、23.下端流體出口、24.上端流體進(jìn)口、25.出液管線。
【具體實(shí)施方式】:
[0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]1、裝實(shí)驗(yàn)巖樣:
[0013]實(shí)驗(yàn)前對(duì)泥頁(yè)巖心8巖樣進(jìn)行預(yù)處理，測(cè)定巖樣活度和試驗(yàn)溶液活度。
[0014]將橡膠套9套在三軸夾持器的下端蓋7上，將泥頁(yè)巖心8巖樣放入橡膠套9中，在橡膠套9的上端裝入上端蓋10，固定鎖緊上端蓋10上的進(jìn)液管線6和出液管線25。
[0015]2、加圍壓:
[0016]將壓力室筒體11吊裝到壓力室底座I上，旋轉(zhuǎn)壓力室外蓋2到底部，套上加熱體16，打開(kāi)圍壓排氣口 20的閥門(mén)，從圍壓進(jìn)口 22進(jìn)行加圍壓；當(dāng)圍壓排氣口 20的閥門(mén)口有液體流出時(shí)，關(guān)閉圍壓排氣口 20的閥門(mén)，繼續(xù)加圍壓到設(shè)定的壓力值。
[0017]3、壓力傳遞實(shí)驗(yàn):
[0018]從上端流體進(jìn)口 24中加入模擬孔隙液，并確保模擬孔隙液的壓力、流速保持不變；將三軸夾持器壓力室筒體11中的泥頁(yè)巖心8巖樣的上端壓力增至設(shè)定壓力并保持壓力恒定不變，泥頁(yè)巖心8巖樣上、下兩端接觸的液體均為模擬孔隙液，且上端壓力大于下端壓力；利用操作軟件自動(dòng)記錄泥頁(yè)巖心8巖樣上、下兩端的壓力以及圍壓的變化，根據(jù)測(cè)得的壓力變化曲線計(jì)算出泥頁(yè)巖心8巖樣的滲透率，繪制出壓力傳遞曲線。
[0019]4、化學(xué)滲透實(shí)驗(yàn):[0020]將注入液體改為鉆井液，從上端流體進(jìn)口 24中加入，并使鉆井液流經(jīng)泥頁(yè)巖心8巖樣的上端面以形成端面污染，以替換掉泥頁(yè)巖心8巖樣上端的孔隙液，同樣保持泥頁(yè)巖心8巖樣上端面的壓力不變；利用操作軟件自動(dòng)記錄泥頁(yè)巖心8巖樣上、下兩端的壓力變化，待下端壓力趨于穩(wěn)定后停止記錄，并計(jì)算泥頁(yè)巖膜效率。
【權(quán)利要求】
1.一種用于泥頁(yè)巖測(cè)試的三軸夾持器，由壓力室底座(I)、壓力室外蓋(2)、緊定螺釘(3)、下O型圈(4)、壓帽組合(5)、內(nèi)六角螺釘(13)、壓簧(15)、上O型圈(17)、導(dǎo)向壓桿(18)、吊環(huán)螺釘(19)組成，其特征在于在其結(jié)構(gòu)中設(shè)置有進(jìn)液管線(6)、下端蓋(7)、泥頁(yè)巖心(8)、橡膠套(9)、上端蓋(10)、壓力室筒體(11)、旋轉(zhuǎn)平衡塊(12)、平衡塊壓蓋(14)、力口熱體(16)、出液管線(25);壓力室筒體(11)安裝在壓力室底座(I)上，壓力室外蓋(2)套裝在壓力室筒體(11)的外圈，通過(guò)螺紋與壓力室底座(I)相連接，將壓力室筒體(11)固緊安裝在壓力室底座(I)上；在壓力室筒體(11)外安裝有加熱體(16);在壓力室底座(I)上裝有下端蓋(7);橡膠套(9)的下端套裝在下端蓋(7)上；橡膠套(9)的上端安裝有上端蓋(10);泥頁(yè)巖心(8 )安裝在橡膠套(9 )內(nèi)；進(jìn)液管線(6 )的上端安裝在上端蓋(10 )的一側(cè)，進(jìn)液管線(6 )的下端通過(guò)壓帽組合(5 )安裝在壓力室底座(I)上，與上端流體進(jìn)口( 24 )相通；與進(jìn)液管線(6)相對(duì)應(yīng)，出液管線(25)的上端安裝在上端蓋(10)的另一側(cè)，出液管線(25)的下端通過(guò)壓帽組合安裝在壓力室底座(I)上，與上端流體出口(21)相通；旋轉(zhuǎn)平衡塊(12)位于上端蓋(10)的上方，導(dǎo)向壓桿(18)的下端位于旋轉(zhuǎn)平衡塊(12)的上方；導(dǎo)向壓桿(18)通過(guò)平衡塊壓蓋(14)和內(nèi)六角螺釘(13)與旋轉(zhuǎn)平衡塊(12)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于泥頁(yè)巖測(cè)試的三軸夾持器，其特征在于在壓力室底座(I)上安裝有下O型圈(4)，在壓力室筒體(11)的上部安裝有上O型圈(17)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于泥頁(yè)巖測(cè)試的三軸夾持器，其特征在于在平衡塊壓蓋(14)上方的導(dǎo)向壓桿(18)上套裝有壓簧(15);在導(dǎo)向壓桿(18)的頂部安裝吊環(huán)螺釘(19)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于泥頁(yè)巖測(cè)試的三軸夾持器，其特征在于在壓力室底座(I)的底部設(shè)有上端流體出口(21)、下端流體出口(23)、上端流體進(jìn)口(24)和圍壓進(jìn)口(22);在壓力室筒體(11)的上部設(shè)有圍壓排氣口(20)。
【文檔編號(hào)】G01N15/08GK203557287SQ201320602393
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】余維初, 徐四龍 申請(qǐng)人:長(zhǎng)江大學(xué)