[发明专利]一种岩心夹持器及其测量方法

摘要

一种岩心夹持器及其测量方法，该岩心夹持器包括夹持器筒体，设置在夹持器筒体内的岩心试样，夹持器筒体与左端盖和中空右端盖分别采用螺纹连接，中空右端盖的中空腔体内设置右活塞，右活塞与中空右端盖内壁间设置右堵头；在岩心试样以及左端盖的右部分和右堵头的左部分的外侧包裹着橡胶套筒；夹持器筒体、岩心试样、左端盖和中空右端盖间的腔体形成围压室；夹持器筒体的下侧开有围压流体入口，上侧开有围压流体出口；右堵头开有通孔为实验流体入口，左端盖开有通孔为实验流体出口；本发明还公开了测量方法；能够在同一装置内能实现力学参数和渗透率的测量，对于需要同时测量岩石样品的疲劳特性和渗透率的实验能够大大提高实验效率。

主权项

1.一种岩心夹持器的测量方法，所述岩心夹持器包括夹持器筒体(2)，设置在夹持器筒体(2)内的岩心试样(15)，夹持器筒体(2)与左端盖(1)和中空右端盖(5)分别采用螺纹连接，左端盖(1)与岩心试样(15)之间放置多孔垫片(3)，中空右端盖(5)的中空腔体内设置右活塞(7)，右活塞(7)与中空右端盖(5)内壁间设置右堵头(6)，右堵头(6)通过螺纹与中空右端盖(5)的内壁连接，岩心试样(15)与右堵头(6)和右活塞(7)间放置多孔垫片(3)；在岩心试样(15)以及左端盖(1)的右部分和右堵头(6)的左部分的外侧包裹着橡胶套筒(4)；所述夹持器筒体(2)、岩心试样(15)、左端盖(1)和中空右端盖(5)间的腔体形成围压室(8)；所述夹持器筒体(2)的下侧开有围压流体入口(14)，上侧开有围压流体出口(13)；所述右堵头(6)开有通孔为实验流体入口(11)，所述左端盖(1)开有通孔为实验流体出口(12)；其特征在于：所述测量方法如下：该岩心夹持器用于测量岩心试样沿夹持器轴线方向的渗透率：打开围压流体出口(13)，通过围压流体入口(14)向围压室(8)注入围压流体，待围压流体注满围压室(8)后关闭围压流体出口(13)，直到围压室的压强达到实验需要的值后关闭围压流体入口(14)；测量渗透率的实验流体从实验流体入口(11)流入岩心试样(15)，从实验流体出口(12)流出岩心试样(15)，通过测量实验流体在岩心试样(15)流入端和流出端的压强差随时间的变化计算出渗透率；所加围压流体的压强值必须比实验流体的压强值大；岩心试样(15)左右两侧的多孔垫片(3)用于保证实验流体均匀地流过岩心试样；右堵头(6)和右活塞(7)插入夹持器筒体(2)的深度可调以适应不同的岩心高度；如果在上述渗透率的测量过程中同时在左端盖(1)的左端面和右活塞(7)的右端面施加载荷就能够测量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：首先采用如前所述的渗透率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端盖(1)的左端面和右活塞(7)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：首先采用如前所述的渗透率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端盖(1)的左端面和右活塞(7)的右端面，通过记录实验机加载过程中的力和位移，得到岩心试样测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的压缩强度，由该曲线的斜率得出岩心试样的弹性模量。