[实用新型]一种围压条件下测试岩心抗拉强度的改进装置

说明书

技术领域

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

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

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。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种围压条件下测试岩心抗拉强度的改进装置，它包括加压泵、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、加压泵、釜壁、垫片、岩心、橡胶环、釜体环空、锥形螺栓。其特征在于，所述的加压泵通过管线、锥形螺栓、垫片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的实验用液体，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。

本实用新型的设计原理：

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。本装置通过加压泵将实验的液体，经由锥形螺栓、垫片进入岩心环空，施加岩心内部的压力。围压加压泵将水注入釜体环空，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。

本实用新型的有益效果：

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

图1为装置流程示意图；

图2为釜体结构纵剖面示意图；

图3为釜体结构横剖面A-A示意图；

图4为加工后岩心俯视图；

图5为加工后岩心剖面图；

图中：加压泵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、加压泵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

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。

包括加压泵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、加压泵11、釜壁12、垫片13、岩心14、橡胶环15、釜体环空16、锥形螺栓17。

具体实施方案如下：

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。

2、打开控制阀4，关闭控制阀7和控制阀9，加压泵1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。

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1和2。

4、打开控制阀4，继续通过加压泵1加压，直至压力表5存在一定的读数。关闭控制阀4。

5、打开控制阀9，通过加压泵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。