[发明专利]一种地层压力测试物理模拟与刻度装置及方法

权利要求书

1.一种地层压力测试物理模拟与刻度装置，该装置包括设置于外部的机箱架体、用于提供动力的伺服电机和作为测试标的的岩芯（14），其特征在于：

所述装置包括有设置在机箱架体上的岩芯夹持器（10），岩芯夹持器（10）内设置有岩芯（14），岩芯（14）与岩芯夹持器（10）之间留有环空间隙，环空间隙被密封垫片分隔为位于岩芯（14）周侧的围压腔和位于岩芯（14）前后两端的地层压力腔、环空压力腔；所述岩芯夹持器（10）在围压腔、地层压力腔和环空压力腔对应的腔壁上分别开设有围压注入孔、地层压力注入孔和环空压力注入孔，围压注入孔、地层压力注入孔和环空压力注入孔的输入端分别连接围压模拟模块、地层压力模拟模块和环空压力模拟模块；

所述装置还包括推靠力模拟模块，推靠力模拟模块上设置有推力杆（12），推力杆（12）贯通岩芯夹持器（10）一侧腔壁，并由密封垫片密封；所述推力杆（12）前端设置有模拟探头（13），模拟探头（13）与岩芯夹持器（10）腔壁之间留有环空间隙；

所述装置还包括抽吸系统，抽吸系统与推力杆（12）连接；

所述装置还包括驱动控制系统（1），围压模拟模块、地层压力模拟模块、环空压力模拟模块、推靠力模拟模块和抽吸系统均与驱动控制系统（1）连接。

2.如权利要求1所述的一种地层压力测试物理模拟与刻度装置，其特征在于：所述围压模拟模块包括第一伺服电机（21），第一伺服电机（21）的一端连接驱动控制系统（1），另一端依次连接第一减速器（31）、第一滚珠丝杠（41）、第一液压缸（51）、第一组高压截止阀B（81）和第一安全阀（151），最终连接至围压注入孔；所述围压模拟模块还包括有油箱（91），油箱（91）中装入液压油，油箱（91）设置于第一液压缸（51）和第一组高压截止阀B（81）之间，且与油箱（91）的连接管路上还设置有第一组高压截止阀A（71）；所述第一液压缸（51）上设置有第一压力传感器（61），第一压力传感器（61）采集围压信号反馈给驱动控制系统（1）。

3.如权利要求1所述的一种地层压力测试物理模拟与刻度装置，其特征在于：所述地层压力模拟模块包括第二伺服电机（22），第二伺服电机（22）的一端连接驱动控制系统（1），另一端依次连接第二减速器（32）、第二滚珠丝杠（42）、第二液压缸（52）、第二组高压截止阀B（82）和第二安全阀（152），最终连接至地层压力注入孔；所述地层压力模拟模块还包括有第二容器（92），第二容器（92）装入模拟地层流体，第二容器（92）设置于第二液压缸（52）和第二组高压截止阀B（82）之间，且与第二容器（92）的连接管路上还设置有第二组高压截止阀A（72）；所述第二液压缸（52）上设置有第二压力传感器（62），第二压力传感器（62）采集地层压力信号反馈给驱动控制系统（1）。

4.如权利要求1所述的一种地层压力测试物理模拟与刻度装置，其特征在于：所述环空压力模拟模块包括第三伺服电机（23），第三伺服电机（23）的一端连接驱动控制系统（1），另一端依次连接第三减速器（33）、第三滚珠丝杠（43）、第三液压缸（53）、第三组高压截止阀B（83）和第三安全阀（153），最终连接至环空压力注入孔；所述环空压力模拟模块还包括有第三容器（93），第三容器（93）装入模拟钻井液，第三容器（93）设置于第三液压缸（53）和第三组高压截止阀B（83）之间，且与第三容器（93）的连接管路上还设置有第三组高压截止阀A（73）；所述第三液压缸（53）上设置有第三压力传感器（63），第三压力传感器（63）采集环空压力信号反馈给驱动控制系统（1）。

5.如权利要求1所述的一种地层压力测试物理模拟与刻度装置，其特征在于：所述推靠力模拟模块还包括第四伺服电机（24），第四伺服电机（24）的一端连接驱动控制系统（1），另一端依次连接第四减速器（34）、第四滚珠丝杠（44）和第四液压缸（54），第四液压缸（54）与推力杆（12）连接，且第四液压缸（54）与推力杆（12）之间设置有力传感器（11），力传感器（11）采集推靠力信号反馈给驱动控制系统（1）。