[发明专利]用于岩石试样加压测试的检测装置及检测系统

说明书

本申请提供一种用于岩石试样加压测试的检测装置及检测系统。用于岩石试样加压测试的检测装置包括底座、声波探测器和多个支撑板，底座具有安装面，支撑板设置于安装面，且支撑板的板面沿底座的长度方向延伸，支撑板的板面与待测岩石试样相接触；至少一个支撑板上开设有容置槽，声波探测器一一对应设置在容置槽内；支撑板包括浮动支撑板和多个固定支撑板，浮动支撑板通过弹性件固定于底座的中部，且浮动支撑板可相对于底座在垂直于浮动支撑板的板面方向上移动；固定支撑板设置于浮动支撑板侧方，且固定支撑板可拆卸的固定于底座上。本申请提供的用于岩石试样加压测试的检测装置能够实现岩石试样水平应力的分层检测。

技术领域

本申请涉及采油领域的岩石加压检测技术，尤其涉及一种用于岩石试样加压测试的检测装置及检测系统。

背景技术

在油气开发过程中，需要通过水力压裂技术使地层破裂产生水力裂缝，地层内的石油通过此裂缝泄油。

具体在现场的施工过程中，通过高压泵组将压裂液注入井筒中，在井底逐渐憋起高压，当压力达到岩石破裂压力时，此时的地层破裂产生水力裂缝，且水力裂缝越多，渗流阻力越小，从而增加泄油量，提高油气产量。在储层增产改造过程中，通常期望形成多条垂直于井筒的横截缝以增大储层改造体积来提高石油产能。而水力压裂的造缝机理受地层应力的影响较大，一般情况下地层中的岩石处于压应力状态，作用在地下岩石某单位体上的应力包括垂直主应力σ_z及水平主应力σ_x、σ_y。压裂后在地层中出现何种类型的裂缝，取决于垂直主应力与水平主应力的相对大小，裂缝的扩展方向总是垂直于地层应力的最小主应力方向，岩石裂缝的形态如图1a和图1b所示。真三轴水力压裂模拟实验系统是研究水力裂缝起裂和扩展规律的有效手段，并能很好的模拟现场的地层压裂动态。目前，研究层理对裂缝起裂和扩展影响的真三轴压裂物理模拟实验需要加工大尺寸的页岩岩石试样，300mm×300mm×300mm是目前较为常见的一种岩石试样尺寸。在真三轴压裂物理模拟的实验过程中岩石试样的整面分别受到X、Y、Z轴方向的三个应力，包括垂直应力σ_z，及水平主应力σ_x、σ_y。

但现有的常用的真三轴水力压裂模拟实验，在水力压裂实验的过程中给岩石试样施加的是整个单向应力，但是由于实际地层中岩石试样的非均质性，地层厚度不同及性质复杂，地层应力差距大，这时由于岩石试样的每个层理厚度和硬软特性不同，只施加单向应力的压裂实验的过程中无法模拟在不同的地层应力下对裂缝扩展的影响。因而现有的真三轴水力压裂模拟实验系统存在以下问题：第一，岩石试样的各层厚度、受力、界面强度难以控制；第二，不能模拟同一方向不同层理面上的地层应力分布效果；第三，由于岩石试样的层理不同，受力特性不同，实验过程中无法分析不同层理在不同地层应力下的裂缝起裂和扩展规律。

发明内容

本申请提供了一种用于岩石试样加压测试的检测装置及检测系统，能够实现岩石试样水平应力的分层检测，进而观察到不同水平应力差下岩石试样的裂缝的起裂以及延伸情况。

一种用于岩石试样加压测试的检测装置，包括底座、声波探测器和多个支撑板，底座具有安装面，支撑板设置于安装面，且支撑板的板面沿底座的长度方向延伸，支撑板的板面与待测岩石试样相接触；至少一个支撑板上开设有容置槽，声波探测器一一对应设置在容置槽内。

支撑板包括浮动支撑板和多个固定支撑板，浮动支撑板通过弹性件固定于底座的中部，且浮动支撑板可相对于底座在垂直于浮动支撑板的板面方向上移动；固定支撑板设置于浮动支撑板侧方，且固定支撑板可拆卸的固定于底座上。

作为一种可选的实施方式，浮动支撑板和至少部分固定支撑板上均设置有至少两个容置槽，容置槽沿固定支撑板和浮动支撑板的长度方向间隔排列。

作为一种可选的实施方式，多个固定支撑板包括第一固定支撑板和第二固定支撑板，第一固定支撑板的宽度大于第二固定支撑板的宽度，且容置槽仅设置于第一固定支撑板上。