[发明专利]一种用于高温高压下岩石三轴应力及声发射测试的试验机

说明书

本发明涉及一种用于高温高压下岩石三轴应力及声发射测试的试验机，包括上压头、底板、侧压头组件、加热棒组件、声发射探头组件和温度传感器组件；三轴试件置于所述底板上，侧压头组件置于所述三轴试件的四周，所述上压头置于所述三轴试件的上方；所述侧压头组件之间安装有加热棒组件，下部紧靠底板；所述第一声发射探头、第二声发射探头和第三声发射探头分别置于所述侧压头组件和底板内；所述第一温度传感器和第二温度传感器分别置于第一侧压头和第三侧压头内或是第二侧压头或第四侧压头内，其能够在高温高压的环境下进行三轴加载试验，并能够接收完整的声发射信号，反映真实的地层应力条件。

技术领域

本发明属于石油工程岩石力学领域，特别涉及一种用于高温高压下岩石三轴应力及声发射测试的试验机。

背景技术

岩石三轴压缩、声发射测地应力等试验是石油工程中研究储层岩石力学性质的重要手段。通过一系列的岩石力学参数实验，得到地层的岩石力学性质，为储层的改造开发提供支撑。目前随着油气资源的不断开采，油气勘探开发的重点逐渐向深部地层发展。在地层深度不断增加的同时，地层的温度和压力也在不断升高。而在进行岩石三轴压缩、声发射测地应力等试验的过程中，需要模拟深部地层的高温高压环境，保证试验结果的可靠性。而传统的岩石力学测试系统主要采用液体对试件施加围压，这种加载方式对高温高压环境的模拟造成极大的困难。对试件进行加热时，会有很大一部分热量传递耗散至起施加围压作用的液体中，导致加热效率变低，耗时耗力；且加热后的液压油在流动的过程中还会对管线、储油腔等其他设备产生损坏，影响实验效率。同时，实验过程中试件产生的声发射信号需要经过围压缸中的液压油才能传递至信号接收器，这一过程会导致声发射信号产生严重衰减，声信号携带的信息会部分丢失，地应力的分析结果受到影响。另外，现有实验设备多在两台不同的设备分别开展岩心岩石力学参数、地应力测试，需要岩心多，由于当前深层钻井取芯困难，岩心有限，急需一台设备实现利用一组岩心一次实验即可联合测试岩心岩石力学参数、地应力。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明在深部地层环境下进行岩石力学参数及地应力的监测，准确反映地层应力条件，本发明提出了一种用于高温高压下岩石三轴应力及声发射测试的试验机，能够在高温高压的环境下进行三轴加载试验，并能够接收完整的声发射信号，反映真实的地层应力条件。

具体地，本发明提供的技术方案为：

一种用于高温高压下岩石三轴应力及声发射测试的试验机，包括测试组件，所述测试组件包括上压头、底板、侧压头组件、加热棒组件、声发射探头组件和温度传感器组件；

所述侧压头组件包括多个侧压头，分别为第一侧压头、第二侧压头、第三侧压头和第四侧压头；三轴试件置于所述底板上，所述第一侧压头、第二侧压头、第三侧压头和第四侧压头依次环绕在所述三轴试件的四周，所述上压头置于所述三轴试件的上方；所述底板上还安装有加热棒组件；

所述声发射探头组件包括第一声发射探头、第二声发射探头和第三声发射探头；所述第一声发射探头、第二声发射探头和第三声发射探头分别置于所述侧压头组件和底板内；

所述温度传感器组件包括第一温度传感器和第二温度传感器；所述第一温度传感器和第二温度传感器分别置于所述侧压头组件内。

优选地，所述加热棒组件包括第一加热棒、第二加热棒、第三加热棒和第四加热棒；所述第一侧压头和第二侧压头之间安装有第一加热棒，所述第二侧压头和第三侧压头之间安装有第二加热棒，所述第三侧压头和第四侧压头之间安装有第三加热棒，所述第四侧压头和第一侧压头之间安装有第四加热棒，所述所述第一加热棒、第二加热棒、第三加热棒和第四加热棒下部紧靠底板。

优选地，所述第一声发射探头和第二声发射探头分别位于相对的两个侧压头内，所述第一温度传感器和第二温度传感器分别位于所述相对的两个侧压头内。