[发明专利]井眼水化变形红外监测装置及方法

权利要求书

1.一种井眼水化变形红外监测装置，其特征在于，包括：

外筒体，具有密封内腔；

加载机构，设置在所述密封内腔中，所述加载机构具有轴压加载件和围压加载件；其中，所述围压加载件具有能开合设置的两个围压半模，两个所述围压半模围设在待测岩心的外周，所述轴压加载件能轴向移动地设置在所述待测岩心的上端；

注液机构，具有密封液池和导液管，所述密封液池连接在所述外筒体的顶端，所述导液管的一端与所述密封液池相连，其另一端能伸入所述待测岩心内；

监测机构，具有电极和红外监测器，所述电极设置在所述待测岩心的孔眼上方，所述红外监测器设置在所述待测岩心的孔眼内。

2.如权利要求1所述的井眼水化变形红外监测装置，其特征在于，所述轴压加载件包括加载本体，所述加载本体具有加载杆及与所述加载杆相连的加载块，所述加载块的下端面连接有轴向隔垫，所述轴向隔垫与所述加载块之间夹设有轴压加热线圈。

3.如权利要求2所述的井眼水化变形红外监测装置，其特征在于，所述轴向隔垫内嵌设有第一压力传感器。

4.如权利要求2或3所述的井眼水化变形红外监测装置，其特征在于，所述轴压加载件还包括能驱动所述加载本体沿所述待测岩心的轴向移动的轴压动力部件，所述轴压动力部件包括：

支撑座，固定连接在所述外筒体的顶端；

传动轴，其一端能转动地穿设在所述支撑座内，其另一端套接有传动齿轮；

传动齿条，能轴向移动地设置在所述支撑座上，所述传动齿条能与所述传动齿轮传动连接，所述传动齿条连接在所述加载杆穿出所述外筒体的端部上。

5.如权利要求2所述的井眼水化变形红外监测装置，其特征在于，所述红外监测器具有竖直杆及连接在所述竖直杆上端的径向杆，所述径向杆上可移动地连接有红外测距探头，所述竖直杆穿设在所述待测岩心的孔眼内，所述红外测距探头位于所述孔眼的上端。

6.如权利要求5所述的井眼水化变形红外监测装置，其特征在于，所述监测机构具有承载底座，所述加载机构及所述待测岩心放置在所述承载底座上，所述承载底座具有安装槽，所述红外监测器的竖直杆的下端连接在所述安装槽内。

7.如权利要求1所述的井眼水化变形红外监测装置，其特征在于，所述围压加载件包括传动部件和围压动力部件；其中，

所述传动部件包括两个传动杆，所述传动杆的一端连接在所述围压半模的外壁上，所述传动杆的另一端通过传动轴承可转动地连接有丝杠；

所述围压动力部件包括蜗杆和传动连接在所述蜗杆上的正旋蜗轮和反旋蜗轮，两个所述传动杆上的两个所述丝杠分别穿设连接在所述正旋蜗轮和所述反旋蜗轮内。

8.如权利要求7所述的井眼水化变形红外监测装置，其特征在于，所述外筒体的筒壁上设有径向相对的两个穿孔，两个所述传动杆上分别连接有限位杆，所述限位杆能穿设在所述穿孔中。

9.如权利要求1或7或8所述的井眼水化变形红外监测装置，其特征在于，所述围压加载件具有径向相对设置在两个所述围压半模外侧的两个支撑杆，所述支撑杆的一端可转动地连接在所述围压半模上，所述支撑杆的另一端连接有滑轮。

10.如权利要求1所述的井眼水化变形红外监测装置，其特征在于，两个所述围压半模的内侧均连接有围压隔垫，所述围压隔垫与所述围压半模之间夹设有围压加热线圈。

11.如权利要求10所述的井眼水化变形红外监测装置，其特征在于，所述围压隔垫内嵌设有第二压力传感器。

12.如权利要求1所述的井眼水化变形红外监测装置，其特征在于，所述电极连接在所述轴压加载件的下端。

13.一种采用如权利要求1～12中任一项所述的井眼水化变形红外监测装置的监测方法，其特征在于，所述监测方法包括如下步骤：

步骤S1：将待测岩心放置在外筒体内，记录所述待测岩心的孔眼的初始深度H0及初始直径R0，调整监测机构的红外监测器的初始位置至H＝H0，并设定所述红外监测器的周向旋转速度；

步骤S2：通过注液机构向所述待测岩心内注入流体，然后通过加载机构的轴压加载件和围压加载件对所述待测岩心施加轴压及围压；

步骤S3：通过所述红外监测器记录测点至所述待测岩心的孔眼发生变形的位置点之间的距离H1；

步骤S4：当距离H1＝H0时，所述红外监测器继续沿周向旋转，同时得到H2、H3、…Hn，直至Hn小于H0时，判断所述待测岩心的孔眼已发生缩径；

步骤S5：所述红外监测器沿径向向所述待测岩心的轴线方向滑动直至测得H1＝H0，监测并记录所述红外监测器在径向方向移动的位移W，重复所述步骤S2至所述步骤S5。