本實(shí)用新型公開了一種用于流體環(huán)境下可調(diào)距巖石雙扭實(shí)驗(yàn)測試裝置。

背景技術(shù)：

壓裂是一項(xiàng)有廣泛應(yīng)用前景的油氣井增產(chǎn)措施，在石油資源日益緊缺的今天，運(yùn)用壓裂技術(shù)開采低滲油氣藏或者進(jìn)行老井改造提高產(chǎn)量是各大油田單位或石油公司的常用手段。如何評(píng)價(jià)儲(chǔ)層巖石的斷裂韌性以及巖石在流體作用下的裂紋擴(kuò)展速度，對(duì)于優(yōu)化壓裂液體系、提高縫網(wǎng)改造效率具有重要意義。

巖石的雙扭實(shí)驗(yàn)是測定巖石裂縫擴(kuò)展速度，斷裂韌性等巖石性質(zhì)的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)。目前測試裝置主要對(duì)空氣中的巖石樣品進(jìn)行雙扭實(shí)驗(yàn)測試，不能考慮流體性質(zhì)、流體溫度對(duì)裂紋擴(kuò)展的影響。對(duì)于液體環(huán)境下的巖石，通常用將巖石浸泡在液體中一段時(shí)間的處理方法，但在加載準(zhǔn)備中，巖石將重新暴露在干燥環(huán)境下一段時(shí)間，并且室溫條件和地底千米溫度差距巨大，這必然對(duì)最終數(shù)據(jù)精度有一定的影響。

巖石樣品受限，尤其是井下巖心尺寸偏小，所能取得的巖心完整度和規(guī)則程度都相當(dāng)程度的壓縮了實(shí)驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)巖樣的尺寸范圍，而實(shí)驗(yàn)巖樣長寬比，厚度和尺寸的要求又對(duì)巖樣的制備有了更高的要求，巖樣不規(guī)范也是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果精確性的重要因素之一。但為了取得巖石本身性質(zhì)的有意義結(jié)果又需要對(duì)大量樣本進(jìn)行測試。一般壓機(jī)進(jìn)行雙扭實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于設(shè)備本性結(jié)構(gòu)的限制，上下壓頭固定距離的設(shè)計(jì)也縮小了巖樣可加工尺寸范圍。

綜上所述，現(xiàn)在的巖石雙扭實(shí)驗(yàn)研裝置存在如下問題：1)實(shí)驗(yàn)本身不能模擬巖石在地層所處的液體環(huán)境；2)實(shí)驗(yàn)本身不能模擬巖石在地層所處的溫度環(huán)境；3)實(shí)驗(yàn)設(shè)備不能解決巖樣尺寸加工范圍窄問題，導(dǎo)致有相當(dāng)部分的巖心無法運(yùn)用，在鉆井取芯費(fèi)時(shí)費(fèi)力的前提下，造成巖心的浪費(fèi)和成本的增高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于流體環(huán)境下可調(diào)距巖石雙扭實(shí)驗(yàn)測試裝置，該裝置可以給浸泡巖石的液體加溫，同時(shí)可監(jiān)測和調(diào)整液體溫度以達(dá)到貼近地層條件的目的，同時(shí)能調(diào)節(jié)液位，減少巖樣在浸泡后在空氣中暴露的時(shí)間，也能一定程度的適應(yīng)不同大小的巖樣，減少現(xiàn)場巖心的浪費(fèi)，提高利用率，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：一種用于流體環(huán)境下可調(diào)距巖石雙扭實(shí)驗(yàn)測試裝置，其特征在于：它包括底部基座下部管型結(jié)構(gòu)，底部基座上部箱型結(jié)構(gòu)，底部基座內(nèi)部臺(tái)體，滑塊，滑塊螺絲孔，加熱器，溫度傳感器，溫度控制單元，數(shù)據(jù)傳輸線，液位控制閥。

所述底部基座下部管型結(jié)構(gòu)用于套入一般壓機(jī)圓柱形壓臺(tái)上，配合金屬箍圈固定整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)。

所述底部基座上部箱型結(jié)構(gòu)，用于盛裝需要模擬的地層流體。

所述底部基座內(nèi)部臺(tái)體為倒階梯型其下部固定在底部基座結(jié)構(gòu)上。保證整個(gè)臺(tái)體的穩(wěn)定性。

所述底部基座內(nèi)部臺(tái)體上部，邊緣有刻度，其尺寸與滑塊內(nèi)凹部分相配合，用于控制滑塊間距和位移。

所述滑塊可在臺(tái)體上調(diào)節(jié)距離，適應(yīng)不同巖樣大小，其上部有凸出水平圓柱結(jié)構(gòu)，用于支持巖樣并保證滑塊與巖樣之間是線接觸。

所述滑塊螺絲孔，用于確定好滑塊位置后，插入螺絲使其固定在內(nèi)部臺(tái)體上，不再運(yùn)動(dòng)。

所述加熱器用數(shù)據(jù)線和溫度控制單元相連，用于加熱液體和保溫作用。

所述溫度傳感器與溫度控制單元相連，可記錄液體溫度變化，反饋當(dāng)前液體環(huán)境溫度，根據(jù)其反饋由調(diào)整加熱器運(yùn)作。

所述數(shù)據(jù)傳輸線連接加熱器與溫度傳感器和溫度控制單元，用于數(shù)據(jù)傳輸和反饋。

所述液位控制閥處于底部基座箱型結(jié)構(gòu)底部，通過開關(guān)可調(diào)節(jié)液位，可實(shí)現(xiàn)巖石樣品原位飽和測試，避免多次移動(dòng)巖石樣品產(chǎn)生裂紋、誘發(fā)樣品破碎。

本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本實(shí)用新型可以對(duì)巖石斷裂性質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，模擬條件與地質(zhì)情況更接近，所測巖石斷裂韌性等數(shù)據(jù)真實(shí)的反映了該種巖石可壓程度，對(duì)指導(dǎo)現(xiàn)場壓裂作業(yè)提供了可靠的數(shù)據(jù)2、本實(shí)用新型中的裝置可以測試不同類型的巖樣，并且裝置安裝簡單、操作方便，適用實(shí)驗(yàn)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是一種用于流體環(huán)境下可調(diào)距巖石雙扭實(shí)驗(yàn)測試裝置(包括巖樣和上部壓頭)主視圖

圖2是一種用于流體環(huán)境下可調(diào)距巖石雙扭實(shí)驗(yàn)測試裝置(不包括巖樣和上部壓頭)側(cè)視圖

圖3是滑塊結(jié)構(gòu)示意圖

圖4是一種用于流體環(huán)境下可調(diào)距巖石雙扭實(shí)驗(yàn)測試裝置結(jié)構(gòu)示意圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。

一種用于流體環(huán)境下可調(diào)距巖石雙扭實(shí)驗(yàn)測試裝置，包括：1、上部壓頭2、數(shù)據(jù)傳輸線3、溫度傳感器4、滑塊上部水平圓柱支持點(diǎn)5、底部基座內(nèi)部臺(tái)體上部6、底部基座內(nèi)部臺(tái)體下部7、加熱器8、液位控制閥9、底部基座下部管型結(jié)構(gòu)10、底部基座上部箱型結(jié)構(gòu)11、滑塊12、實(shí)驗(yàn)巖樣13、上部壓頭接觸點(diǎn)14、滑塊螺絲孔15、溫度控制單元。

其特征在于：所述底部基座下部管型結(jié)構(gòu)9固定在一般壓機(jī)的下部圓柱形壓頭上，配合金屬箍可使其不發(fā)生位移旋轉(zhuǎn)。

其特征在于：所述底部基座上部箱型結(jié)構(gòu)10可保證容納足量液體。

其特征在于：所述底部基座內(nèi)部臺(tái)體5，6為上大下小倒階梯型結(jié)構(gòu)，上部邊緣有刻度方便觀察調(diào)整滑塊11之間的距離。

其特征在于：所述滑塊11上部為水平放置半圓柱結(jié)構(gòu)保證滑塊11和實(shí)驗(yàn)巖樣12為線接觸，方便實(shí)驗(yàn)計(jì)算，滑塊11為矩形帶有扣型結(jié)構(gòu)，保證其能在上部臺(tái)體5滑動(dòng)并在確定好位置后，在滑塊螺絲孔14插入螺絲靠摩擦力固定住滑塊11。

其特征在于：溫度傳感器3和加熱器7通過數(shù)據(jù)線2和溫度控制單元15相連，控制底部基座上部箱型結(jié)構(gòu)10內(nèi)的液體溫度。

其特征在于：所述液面由液位控制閥8控制，可實(shí)現(xiàn)巖石樣品原位飽和測試。

本實(shí)用新型的使用過程為：

1)底部基座下部管型結(jié)構(gòu)9固定在一般壓機(jī)的下部圓柱形壓頭上。

2)按實(shí)驗(yàn)巖樣12大小調(diào)節(jié)滑塊11在臺(tái)體上部5的間距，并用螺絲固定保證其不動(dòng)。

3)將所測實(shí)驗(yàn)巖樣12放于滑塊上部水平圓柱支持點(diǎn)4之上，并往底部基座上部箱型結(jié)構(gòu)10倒入實(shí)驗(yàn)所需流體。

4)由溫度傳感器3和加熱器7通過數(shù)據(jù)線2和溫度控制單元15控制液體溫度到實(shí)驗(yàn)所需要求。

5)實(shí)驗(yàn)前按實(shí)驗(yàn)所需調(diào)節(jié)液位控制閥8，控制液面高度，后根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)M環(huán)境要求調(diào)節(jié)加載過程液面高度。

6)裝置和樣品都調(diào)節(jié)到位后，控制上部壓頭1加載，壓裂實(shí)驗(yàn)巖樣12，通過實(shí)驗(yàn)過程中所測得的應(yīng)力，裂縫擴(kuò)展速度和時(shí)間的關(guān)系，得出所測巖石的斷裂韌性等巖石性質(zhì)參數(shù)。