[发明专利]测试岩石用的声学响应试验装置

说明书

本发明公开了测试岩石用的声学响应试验装置，包括：压力釜，所述压力釜包括压力腔以及测试腔，所述测试腔包括位于所述压力腔内的刚性桶以及位于所述刚性桶内并能沿径向发生形变的弹性桶；导流堵头；轴向推力机构；位移控制机构，所述位移控制机构能相对所述刚性桶沿径向移动，所述位移控制机构的一端位于所述压力腔内，所述位移控制机构的另一端设置在所述弹性桶上；温度控制机构；声学机构。弥补现有岩石介质声波测量装置无法测量变温过程掩饰的声学信息的不足，创新研发一种重要的测试岩石变温状态的声学响应实验装置，测试和评价岩石温度对声波信号的影响，进而研究温度对岩石力学特性的影响。

技术领域

本发明涉及岩石力学实验领域，尤其涉及一种测试岩石用的声学响应试验装置。

背景技术

随着油气开发的深入，钻井深度已接近万米，深层岩石的温度环境发生显著增加，在高温井钻井过程中深层井壁岩石温度甚至可达350℃以上，岩石温度的变化导致岩石的结构和力学特性会发生变化，因此了解温度变化对岩石力学特性和损伤破环机理的影响规律，判别井壁强度，特别是高温状态下井壁稳定性对安全钻井工程具有重要的现实意义。

岩石介质测试技术是通过测定超声波穿透岩石后声波信号的声学参数变化，间接了解岩石的物理力学特性与结构特征，与静力学方法相比，声波测试技术简便。早在20世纪80年代，岩石介质声学测试装置已经较为成熟，但是受到装置的限制，始终没有将岩石声波测试同力学测试同步，没有能够满足岩石高压温变状态的声学响应试验装置。具体原因如下：1、对于浅部低温地层，采用传统的机械测试方式能够满足岩石的物性参数的测定，且方法成熟，数据获取直接，声学响应测试的发展受到限制，声学测试不需要进行钻井采芯，极大的节约成本和时间；2、随着高温高压井的开发，高温度、高压力共同作用对岩石物性参数的影响加剧，单一的温度或围压环境模拟已经不能精确模拟所需环境；3、将温度、围压以及声学测试很难集成一套完整的测试系统。

因此，研制一套能够满足高压温变监测的声学响应试验装置具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种测试岩石用的声学响应试验装置，能够满足高压温变监测。

本发明的具体技术方案是：一种测试岩石用的声学响应试验装置，包括：

压力釜，所述压力釜包括压力腔以及测试腔，所述测试腔包括位于所述压力腔内的刚性桶以及位于所述刚性桶内并能沿径向发生形变的弹性桶；

导流堵头，所述导流堵头设置在所述弹性桶内以供岩石容置，所述导流堵头上设置有与弹性桶连通的导流管；

轴向推力机构，所述轴向推力机构相对所述导流堵头位于岩石的另一侧，所述轴向推力机构能相对所述压力釜运动，所述轴向推力机构位于压力釜内的一端设置有能与所述压力腔和所述测试腔接合的导流机构，所述导流机构包括能在其与所述压力腔和所述测试腔接合时将所述压力腔和所述弹性桶之间连通的渗流通道；

位移控制机构，所述位移控制机构能相对所述刚性桶沿径向移动，所述位移控制机构的一端位于所述压力腔内，所述位移控制机构的另一端设置在所述弹性桶上；

温度控制机构，所述温度控制机构包括与所述压力腔连通的流体源以及设置在所述导流管处的温度传感器；

声学机构，所述声学机构包括设置在所述导流堵头背离所述岩石一侧的声波发射装置和设置在所述导流机构背离所述岩石一侧的声波接收装置，或，设置在所述导流堵头背离所述岩石一侧的声波接收装置和设置在所述导流机构背离所述岩石一侧的声波发射装置。