[发明专利]井眼水化变形红外监测装置及方法

说明书

本发明提供一种井眼水化变形红外监测装置及方法，该井眼水化变形红外监测装置包括：外筒体，具有密封内腔；加载机构，设置在密封内腔中，加载机构具有轴压加载件和围压加载件；其中，围压加载件具有能开合设置的两个围压半模，两个围压半模围设在待测岩心的外周，轴压加载件能轴向移动地设置在待测岩心的上端；注液机构，具有密封液池和导液管，密封液池连接在外筒体的顶端，导液管的一端与密封液池相连，其另一端能伸入待测岩心内；监测机构，具有电极和红外监测器，电极设置在待测岩心的孔眼上方，红外监测器设置在待测岩心的孔眼内。本发明能够模拟待测岩心的孔眼内在泡水条件下，该待测岩心的孔眼发生变形的情况，并对其进行实时监测。

技术领域

本发明涉及石油钻井岩石力学技术领域，尤其涉及井眼水化变形红外监测装置及方法。

背景技术

随着国家作出加强对石油与天然气资源开发力度的指示，各大石油公司必将加大油气勘探开发的力度，通过增加探井及开发井的数量以确保油气资源的发现量及产量满足国家战略需求与人民需要。而不可避免的是，由于勘探、钻井、生产技术及装备能力的限制，以前难以动用的油藏将逐渐被纳入开发目标内。例如我国渤海及南海的部分区块，由于浅层成岩作用差或部分层位裂缝发育且粘土矿物含量高，导致在钻遇这些层位时会出现大段的井眼坍塌失稳事故，引起井下钻具阻卡、固井质量差等，现场通常要花费大量的时间、人力及物力去解决井下复杂情况，致使钻完井作业时效极低，作业成本拉高。为了明确敏感区域的井眼变形原因及区域变形的分布规律，极有必要研制一套可以实时监测井眼内部实际情况的室内实验装置及方法，该装置可以模拟实际的井眼尺寸进行全尺寸室内力学实验，以贴近现场实际作业情况。

发明内容

本发明的目的是提供一种井眼水化变形红外监测装置及方法，能够模拟待测岩心的孔眼内在泡水条件下，该待测岩心的孔眼发生变形的情况，并对其进行实时监测，本发明简单高效。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供了一种井眼水化变形红外监测装置，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。

在本发明的实施方式中，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。

在本发明的实施方式中，所述轴向隔垫内嵌设有第一压力传感器。

在本发明的实施方式中，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。

在本发明的实施方式中，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。