[发明专利]一种能够测量力学参数和渗透率的岩心夹持器及测量方法

摘要

一种能够测量力学参数和渗透率的岩心夹持器及测量方法，该岩心夹持器包括夹持器筒体，与夹持器筒体通过螺纹连接的中空左端盖和右端盖，中空左端盖的中空腔体内设置左活塞，夹持器筒体、中空左端盖、左活塞和右端盖间形成空腔，空腔内放置岩心试样，岩心试样的右端放置在右端盖内侧的凹槽中，岩心试样的左端与左活塞接触，岩心试样的侧面未与夹持器筒体接触；右端盖中心有贯穿右端盖的实验流体入口，岩心试样的中心也是贯穿的，且贯穿通孔的位置与实验流体入口对准；夹持器筒体的下侧开有实验流体出口，上侧开有排气口；本发明还公开了测量方法；本发明在同一装置内能实现力学参数和渗透率的测量，对于需要测量岩石样品的疲劳特性和渗透率这两种参数的实验能够大大提高实验效率。

主权项

1.一种能够测量力学参数和渗透率的岩心夹持器的测量方法，所述岩心夹持器包括夹持器筒体(3)，与夹持器筒体(3)通过螺纹连接的中空左端盖(2)和右端盖(5)，中空左端盖(2)的中空腔体内设置左活塞(1)，所述夹持器筒体(3)、中空左端盖(2)、左活塞(1)和右端盖(5)间形成空腔(4)，空腔(4)内放置岩心试样(6)，岩心试样(6)的右端放置在右端盖(5)内侧的凹槽中，岩心试样(6)的左端与左活塞(1)接触，岩心试样(6)的侧面未与夹持器筒体(3)接触；所述右端盖(5)中心有贯穿右端盖的实验流体入口(7)，岩心试样(6)的中心也是贯穿的，且贯穿通孔的位置与实验流体入口(7)对准；夹持器筒体(3)的下侧开有实验流体出口(9)，上侧开有排气口(8)；其特征在于：所述测量方法：该岩心夹持器用于测量岩心试样沿垂直于夹持器轴线方向的渗透率：测量渗透率时，首先分别在左活塞(1)的左端面和右端盖(5)的右端面施加载荷，使岩心试样(6)的左右端面被压紧防止实验流体在岩心试样的左右端面发生横向流动，这里的载荷相当于围压；然后测量渗透率的实验流体从实验流体入口(7)流入岩心试样，从实验流体出口(9)流出岩心试样，通过测量实验流体在岩心试样(6)流入端和流出端的压强差随时间的变化能够计算出渗透率，排气口(8)用于在开始测量渗透率前排出空腔(4)内的多余空气；所加围压的压强值必须比实验流体的压强值大；左活塞(1)插入中空左端盖(2)的深度可调以适应不同的岩心高度；如果在渗透率的测量过程中同时在左活塞(1)的左端面和右端盖(5)的右端面施加载荷就测量出在一定载荷作用下岩心的渗透率；该岩心夹持器用于测量岩心试样在水环境下的压缩疲劳特性：首先类似于渗透率的测量过程，使岩心试样处于水环境下，疲劳载荷分别加载在左活塞(1)的左端面和右端盖(5)的右端面；通过调整疲劳载荷的幅值，并记录试样加载到破坏所需的疲劳载荷周期数，得到试样在压缩疲劳条件下的应力‑寿命曲线即S‑N曲线；通过测量疲劳加载后试样上裂纹的长度、密度和裂尖张开位移，并记录相应的疲劳载荷周期数，得到疲劳载荷周期数与裂纹的长度、密度和裂尖张开位移的关系，其中裂纹的长度、密度使用游标卡尺测量，裂尖张开位移使用扫描电子显微镜拍照测量；该岩心夹持器用于测量岩心试样在水环境下的压缩强度和弹性模量：首先类似于渗透率的测量过程，使岩心试样处于水环境下，单轴试验机压缩载荷分别加载在左活塞(1)的左端面和右端盖(5)的右端面，通过记录实验机加载过程中的力和位移，得到岩心试样(6)开始加载到最终压缩破坏过程中的应力‑应变关系曲线，曲线上的最大应力就是岩心试样(6)的压缩强度，由该曲线的斜率能够得出岩心试样(6)的弹性模量。