[发明专利]一种测试模拟压裂过程中岩石可压性的评价装置

说明书

技术领域

本发明属于油气田开发领域，涉及一种压裂增产实验设备，特别是一种测试模拟压裂过程中岩石可压性的评价装置。

背景技术

随着油气田开发的深入和技术的累积，对于进入开发中后期的油气田以及新近开发的油气田越来越多地采用压裂技术进行储层增产改造，压裂技术已经成为油气田提高采收率的主要技术手段之一。而地层可压性是评价地层是否适合采用压裂技术进行增产改造的评价指标之一，岩石在压裂过程中各方位声发射现象的活跃程度能够直观地反映地层岩石各方位的可压性。

目前，在地层可压性的评价中，岩石力学性能是其主要考虑的对象，在岩石力学性能评价方面，声发射测试装置是常用的测试仪器，利用声发射测试装置评价地层可压性需要克服三个方面的问题：一是，需要模拟地层上覆岩层压力、围压以及温度；二是，需要实现声发射测试探头与岩石壁面的紧密接触，从而有效地减少信号衰减；三是，需要实现直角坐标系下声发射的测试，为压裂工程设计中最佳破裂方位的优化提供指导。

要实现上述功能的声发射测试装置，需要达到如下要求：能够模拟地层上覆岩层压力、围压以及温度环境，同时能实现压裂过程中岩石各方位声发射活动的准确测试。就可以准确地评价压裂过程中地层岩石各方位的可压性，同时为压裂工程设计中最佳破裂方位的优化提供指导，将产生巨大的经济效益。但目前市面上存在的声发射测试装置，基本都是单一的方向进行测试，无法满足上述要求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种测试模拟压裂过程中岩石可压性的评价装置，可实现模拟地层上覆岩层压力、围压以及温度环境下岩石各方位可压性的测试，同时为压裂工程设计中最佳破裂方位的优化提供指导。

本发明的技术方案如下：

一种测试模拟压裂过程中岩石可压性的评价装置，包括伺服电机、立柱、横梁、岩芯夹持器盖板、岩芯夹持器底座、基座，所述伺服电机通过竖直向下安装的第一定位螺钉固定连接在横梁上，第一定位螺钉包括两个螺钉，沿着伺服电机对称设置；所述立柱包括两根立柱，所述横梁与立柱通过第二定位螺钉固定，第二定位螺钉包括沿着立柱对称设置的十二个螺钉；所述立柱通过设置于其底部的螺纹与基座上设置的螺孔连接；所述岩芯夹持器盖板与岩芯夹持器底座通过螺纹连接；所述岩芯夹持器底座与基座通过第三定位螺钉和第四定位螺钉固定连接；所述伺服电机下方设有第一导向杆，第一导向杆纵向向下穿过横梁和设置于横梁下方的防坠卡瓦(横梁和防坠卡瓦上设有贯穿孔，供第一导向杆穿过)，并在第一导向杆下方依次设置压力传感器和第二导向杆，其中横梁和防坠卡瓦通过键槽连接，第一导向杆和第二导向杆与压力传感器通过键槽连接；

所述压力传感器设有第一外部数据接口用于传递轴向载荷数据；

所述第二导向杆设有第一液压接口和第一流道，第二导向杆下部端面镶嵌第一密封环，实现第二导向杆与岩样盖板垂向密封接触；

所述第一液压接口设有导流管、垫片、第五定位螺钉，其中第五定位螺钉包括对称设置的四个螺钉；

所述岩芯夹持器盖板设有第二密封环包括两组密封环，实现第二导向杆与岩芯夹持器盖板本体的动密封接触；

所述岩芯夹持器底座中部为压力腔室，上部设有第三密封环，上部右侧设有第二液压接口、第二流道、第二外部数据接口，中部沿圆周方向依次设有侧向声发射探测机构、正向声发射探测机构、第三外部数据接口、第四密封环，下部一侧设有第五密封环，第五密封环对面设有第三流道，第三流道的末端为第三液压接口，下部的中心位置设有垂向声发射探测机构，垂向声发射探测机构下方设有连接到岩芯夹持器底座侧面外部的第一线路导孔，第一线路导孔末端为第四外部数据接口。

进一步的，所述侧向声发射探测机构设有第一声发射探头、第一弹簧、第二锥形防漏胶芯、第五外部数据接口、第二导线，所述第一声发射探头涂抹真空脂后在第一弹簧作用下直接与岩芯壁面紧密接触，通过第四密封环与岩芯夹持器底座本体密封接触，并由第二导线传输侧向声发射数据。

进一步的，所述垂向声发射探测机构通过内置于第一线路导孔的第三导线经第四外部数据接口向外传输垂向声发射数据，其中，第四外部数据接口内置有第二锥形防漏胶芯。

进一步的，所述压力腔室内置有岩芯和加热带，所述岩芯为正方体，岩芯上部钻有中心孔至中心位置，且中心孔正对与第一流道，岩芯下部通过第五密封环实现定位，电能通过第三外部数据接口经第四导线传输给加热带，实现压力腔室内液压油加热。