[发明专利]一种超声波检测高温高压水循环作用页岩水化微裂缝扩展特性的实验装置

权利要求书

1.一种超声波检测高温高压水循环作用页岩水化微裂缝扩展特性的实验装置，其特征在于可一体化实时监控、模拟真实深层环境下页岩岩心水化作用内部微裂缝扩展情况，研究其扩展特性。该装置包含高温高压水化反应釜、变温注水循环装置及超声波检测装置三部分，其中高温高压水化反应釜内设有水化反应装置，该装置由上部固定器(2)、下部固定器(7)固定，岩心试样(4)位于注水套管(3)内并由岩样左夹具(8)及岩样右夹具(6)固定。高温高压水化反应釜左、右侧设有水循环注水口(1)、水循环出水口(5)并分别与岩样左夹具(8)、岩样右夹具(6)连接。

2.根据权利要求1所述的一种超声波检测高温高压水循环作用页岩水化微裂缝扩展特性的实验装置，其特征在于高温高压水化反应釜内水化反应装置中，注水套管(3)采用耐高温高压材料，具有传热速度快、流体流动空间大的特点，可使液态水与岩心试样(4)充分接触作用。岩样左夹具(8)、岩样右夹具(6)上分别设有左侧螺栓孔(8-4)、右侧螺栓孔(6-4)，连接注水套管(3)；岩样左夹具(8)、岩样右夹具(6)上分别设有岩样左夹具上部固定螺栓孔(8-2)、岩样左夹具下部固定螺栓孔(8-1)、岩样右夹具上部固定螺栓孔(6-2)及岩样右夹具下部固定螺栓孔(6-1)，并用螺栓与上部固定器(2)、下部固定器(7)固定。

3.根据权利要求2所述的一种超声波检测高温高压水循环作用页岩水化微裂缝扩展特性的实验装置，其特征在于岩样左夹具(8)、岩样右夹具(6)内设有控压注水通路，入水水流由岩样左夹具入水孔(8-3)注入，后由均布四周的岩样左夹具出水孔(8-5)注入注水套管(3)内；出水水流通过均布四周的岩样右夹具出水孔(6-5)，后经岩样右夹具入水孔(6-3)流出。控压注水通路内设有流量计(14)，水流返回水槽(13)前，精确统计水流返回量，严格监控水流量。

4.根据权利要求1所述的一种超声波检测高温高压水循环作用页岩水化微裂缝扩展特性的实验装置，其特征在于变温注水循环装置设有水槽(13)与高压泵(12)连通，高压泵(12)连接温度改变器(17)，温度改变器(17)下与加热装置(11)相连后连接高温高压水化反应釜(9)的水循环注水口(1)；水循环出水口(5)连接温度改变器(17)，温度改变器(17)上与冷却装置(16)相连并连通背压调节器(15)后与水槽(13)连通。

5.根据权利要求1所述的一种超声波检测高温高压水循环作用页岩水化微裂缝扩展特性的实验装置，其特征在于移动超声波检测装置设有超声波探伤仪(21)与计算机(20)连接，可实现岩心试样(4)内部裂缝扩展情况的自动分析。

6.根据权利要求2所述的一种超声波检测高温高压水循环作用页岩水化微裂缝扩展特性的实验装置，其特征在于高温高压反应釜(9)进出水有水循环注水控制阀(10)和水循环出水控制阀(19)精确控制水流进出，保证实验准确性。

7.根据权利要求4所述的一种超声波检测高温高压水循环作用页岩水化微裂缝扩展特性的实验装置，其特征在于将温度改变器(17)与加热装置(11)、冷却装置(16)共同连通，可以预先调节注水温度，确保试验条件准确性，减少温度过快升高对实验设备的损坏。

8.根据权利要求4所述的一种超声波检测高温高压水循环作用页岩水化微裂缝扩展特性的实验装置，其特征在于装置内设有安全控制阀(18)与背压调节器(15)，精确调节注水压力。