一种岩石地下原位多参数各向异性测定装置制造方法及图纸

一种岩石地下原位多参数各向异性测定装置，包括承压筒体、上下法兰、弧形立板、框架式胶套、XYZ向组合液压缸、变形传感器、腔体堵头、密封圈、循环加压控温系统、支撑杆、支撑底板和支撑垫片，装置由承压筒体及上下法兰组成，岩心放置在框架式胶套内，三轴方向组合液压缸分别作用于岩心上，XY向组合液压缸均经弧形立板固定在承压筒体上，Z向组合液压缸经由腔体堵头和法兰固定在承压筒体两端，变形传感器设置在组合液压缸中心位置，腔体堵头与承压筒体间还设置有密封圈，Z向组合液压缸的下部与腔体堵头之间设有支撑底板，XY向组合液压缸底部设有支撑垫片，支撑杆一端固定在支撑底板上，另一端安装支撑垫片上，用于支撑XY向组合液压缸重量。

An in-situ multi parameter anisotropy measuring device for rock and ground

An in-situ multi-parameter anisotropy measuring device for underground rock includes a pressure cylinder, an upper and lower flange, an arc vertical plate, a frame type rubber sleeve, an XYZ-directional combined hydraulic cylinder, a deformation sensor, a cavity plug, a sealing ring, a circulating pressure temperature control system, a support rod, a support floor and a support gasket. The device is composed of a pressure cylinder and an upper and lower supporting gaskets. The core is placed in the frame rubber sleeve. The three-axis combined hydraulic cylinder acts on the core respectively. The XY combined hydraulic cylinder is fixed on the pressure cylinder body through the arc vertical plate. The Z combined hydraulic cylinder is fixed on both ends of the pressure cylinder body through the cavity plug and flange. The deformation sensor is located at the center of the combined hydraulic cylinder. A sealing ring is also arranged between the cavity plug and the pressure cylinder body. A supporting plate is arranged between the lower part of the Z-direction combined hydraulic cylinder and the cavity plug. A supporting gasket is arranged at the bottom of the XY-direction combined hydraulic cylinder. One end of the supporting rod is fixed on the supporting plate, and the other end is installed on the supporting gasket to support the weight of the XY-direction combined hydraulic cylinder.

【技术实现步骤摘要】
一种岩石地下原位多参数各向异性测定装置
本专利技术属于油气实验
，涉及一种岩石在地下真实温度和应力环境下多参数各向异性的测试装置，尤其涉及一种保持岩石温度和三轴应力不变的条件下同时测定渗透率、应变、声波、电阻各向异性的真三轴夹持器。
技术介绍
油气储层岩石受自身沉积、成岩作用，以及受地下非均质应力环境等影响，其原位渗透率、应变、声波、电阻等参数往往表现出明显的非均质性和各向异性。准确评价油气储层岩石各参数原位各向异性特征对油气田开发具有重要的意义，它将影响储层的厚度、含水饱和度的估算、油藏布井方式、井壁稳定性控制、人工压裂方案等。传统岩石物性各向异性测试装置或者不能准确反应岩石在地下所受应力状态，或者测试参数单一，不能进行多物理场耦合时多参数同时测试，限制了对岩石原位各向异性参数本生以及参数间关系的准确认识。申请号为201720142215.6的技术专利和申请号为201510002063.5的专利技术专利提供的岩心渗透率各向异性的测试装置和方法，不能模拟岩石真三轴应力状态，申请号为201611217456.9的专利技术专利，提出了先测试岩石在三轴应力条件下的一个方向的渗透率和弹性模量，通过卸载应力更换岩心方向后重新加载应力进行重复实验，得出其余方向的渗透率和弹性模量，该实验装置及方法的局限在于，由于应力的多次加载卸载会对岩心渗透率和弹性模量造成损害，导致不能准确反应岩石在地下应力环境中渗透率和弹性模量的各向异性。申请号201610565444.9的专利技术专利，提出了页岩在三轴应力状态下声波和电阻率各向异性的测试装置和方法，该专利技术未考虑岩石孔隙中饱和流体状况，也未能同时测定应变与渗透率的各向异性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够保持岩石在地下原位温度和真三轴应力不变的情况下，可同时测定渗透率、应变、声波、电阻各向异性的测定装置，解决现有装置不能准确同时测试岩石在地下原位温度应力环境中多参数各向异性的弊端。为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下方式来实现：一种岩石地下原位多参数各向异性测定装置，包括承压筒体、上法兰、下法兰、弧形立板、框架式胶套、X向组合液压缸、Y向组合液压缸、Z向组合液压缸、变形传感器、腔体堵头、密封圈、循环加压控温系统、支撑杆、支撑底板和支撑垫片，所述测定装置由承压筒体及设置在承压筒体上下面的上法兰和下法兰螺栓固定组成，方形岩心放置在框架式胶套内并整体置于测定装置中心位置，三轴方向成对的六个组合液压缸分别作用于方形岩心六个端面上，且X向组合液压缸和Y向组合液压缸均经弧形立板固定在承压筒体上，Z向组合液压缸经由腔体堵头和法兰固定在承压筒体两端，变形传感器设置在六个组合液压缸中心位置，腔体堵头与承压筒体间还设置有密封圈，所述循环加压控温系统用于对框架式胶套加载环封压力及对岩心进行控温，Z向组合液压缸的下部与腔体堵头之间设有支撑底板，X向组合液压缸与Y向组合液压缸底部均设有支撑垫片，支撑杆一端固定在支撑底板上，另一端安装支撑垫片上，用于支撑X向组合液压缸与Y向组合液压缸重量。进一步的，所述组合液压缸由应力液压缸、渗流液压缸及中心加载监测系统组成，应力液压缸由应力液压缸不动活塞、应力液压缸堵头I、绝缘垫片、应力液压缸堵头II及应力缸堵头III组成，所述绝缘垫片位于应力液压缸堵头I与应力缸堵头II之间，渗流液压缸设置在应力液压缸堵头II和应力液压缸堵头III的内部，中心加载监测系统位于应力液压缸堵头中心位置；应力液压缸堵头III内部空腔自上至下分成圆形空腔、十字形空腔、中心小空腔和圆环形空腔，所述渗流液压缸由渗流缸活塞、中心加载环、密封固定垫片、活动压杆和活动压圈组成，所述渗流缸活塞放置在圆形空腔内，密封固定垫片由螺纹固定在圆形空腔底部，活动压杆放置在十字形空腔内，活动压圈放置在圆环形空腔内，活动压圈与活动压杆之间螺纹连接，渗流缸活塞的下端通过中心加载环螺纹连接在活动压杆上，各装置间设有密封圈。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：本装置有效实现端面密封，防止渗流过程中在端面上发生串流，岩心端面受力均匀，能有效防止封堵岩心端面的各活动部分之间发生应力集中；温度控制采用环压流体循环加温方式，温度控制快速精确；首次实现了岩心在保持三轴应力和温度不变条件下，可自由选择及切换渗流方向，并同时测试渗透率、应变、声波、电阻的各向异性。附图说明图1为真三轴夹持器的俯视结构示意图。图2为真三轴夹持器的平视结构示意图。图3为组合液压缸结构示意图。图4为应力液压缸堵头III纵向截面示意图。图中各个标记分别为：1、承压筒体，2、上法兰，3、下法兰，4、弧形立板，5、框架式胶套，6、X向组合液压缸，7、Y向组合液压缸，8、Z向组合液压缸，9、变形传感器，10、腔体堵头，11、密封圈，12、循环加压控温系统，13、支撑杆，14、支撑底板，15、支撑垫片，16、应力缸不动活塞，17、应力缸堵头I，18、绝缘垫片，19、应力缸堵头II，20、应力缸堵头Ⅲ，21、渗流缸活塞，22、中心加载环，23、密封固定垫片，24、活动压杆，25、活动压圈，26、中心小活塞，27、小活塞绝缘垫，28、尾部密封小活塞，29、中心堵头，30、声波电阻监测探头，31、密封垫，32、导流槽I，33、导流槽II，34、应力加载系统，35、液压加载系统，36、圆形空腔，37、中心小空腔，38、十字形空腔，39，圆环形空腔。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。如图1～2所示，一种岩石地下原位多参数各向异性测定装置，包括承压筒体1、上法兰2、下法兰3、弧形立板4、框架式胶套5、X向组合液压缸6、Y向组合液压缸7、Z向组合液压缸8、变形传感器9、腔体堵头10、密封圈11、循环加压控温系统12、支撑杆13、支撑底板14和支撑垫片15，所述测定装置由承压筒体及设置在承压筒体上下面的上法兰和下法兰螺栓固定组成，方形岩心放置在框架式胶套内并整体置于测定装置中心位置，三轴方向成对的六个组合液压缸分别作用于方形岩心六个端面上，且X向组合液压缸和Y向组合液压缸均经弧形立板固定在承压筒体上，Z向组合液压缸经由腔体堵头和法兰固定在承压筒体两端，变形传感器设置在六个组合液压缸中心位置。进一步，所述腔体堵头与承压筒体间还设置有密封圈，夹持器上端法兰，腔体堵头以及Z向组合液压缸可以移出承压筒体外部，用于岩心装卸，所述循环加压控温系统使用不导电的液压油加温到岩心所在地层温度后，在一定的环封压力下在夹持器内部空间进行循环，对框架式胶套加载环封压力及对岩心进行控温，Z向组合液压缸的下部与腔体堵头之间设有支撑底板，X与Y向组合液压缸底部设有支撑垫片，支撑杆一端固定在支撑底板上，另一端安装支撑垫片上，用于支撑X与Y向组合液压缸重量。如图3所示，组合液压缸可实现岩心端面应力加载、渗流通道的控制以及岩心声波、电阻测试，其中组合液压缸由应力液压缸、渗流液压缸及中心加载监测系统组成，应力液压缸由应力液压缸不动活塞16、应力液压缸堵头I17、绝缘垫片18、应力液压缸堵头II19及应力缸堵头III20组成，所述绝缘垫片位于应力液压缸堵头I与应力缸堵头II之间，渗流液压缸设置在应力液压缸堵头II和应力液压缸堵头III的内部，中心加载监测系统位于应力液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩石地下原位多参数各向异性测定装置，其特征在于：包括承压筒体、上法兰、下法兰、弧形立板、框架式胶套、X向组合液压缸、Y向组合液压缸、Z向组合液压缸、变形传感器、腔体堵头、密封圈、循环加压控温系统、支撑杆、支撑底板和支撑垫片，所述测定装置由承压筒体及设置在承压筒体上下面的上法兰和下法兰螺栓固定组成，方形岩心放置在框架式胶套内并整体置于测定装置中心位置，三轴方向成对的六个组合液压缸分别作用于方形岩心六个端面上，且X向组合液压缸和Y向组合液压缸均经弧形立板固定在承压筒体上，Z向组合液压缸经由腔体堵头和法兰固定在承压筒体两端，变形传感器设置在六个组合液压缸中心位置，腔体堵头与承压筒体间还设置有密封圈，所述循环加压控温系统用于对框架式胶套加载环封压力及对岩心进行控温，Z向组合液压缸的下部与腔体堵头之间设有支撑底板，X向组合液压缸与Y向组合液压缸底部均设有支撑垫片，支撑杆一端固定在支撑底板上，另一端安装支撑垫片上，用于支撑X向组合液压缸与Y向组合液压缸重量。

【技术特征摘要】
1.一种岩石地下原位多参数各向异性测定装置，其特征在于：包括承压筒体、上法兰、下法兰、弧形立板、框架式胶套、X向组合液压缸、Y向组合液压缸、Z向组合液压缸、变形传感器、腔体堵头、密封圈、循环加压控温系统、支撑杆、支撑底板和支撑垫片，所述测定装置由承压筒体及设置在承压筒体上下面的上法兰和下法兰螺栓固定组成，方形岩心放置在框架式胶套内并整体置于测定装置中心位置，三轴方向成对的六个组合液压缸分别作用于方形岩心六个端面上，且X向组合液压缸和Y向组合液压缸均经弧形立板固定在承压筒体上，Z向组合液压缸经由腔体堵头和法兰固定在承压筒体两端，变形传感器设置在六个组合液压缸中心位置，腔体堵头与承压筒体间还设置有密封圈，所述循环加压控温系统用于对框架式胶套加载环封压力及对岩心进行控温，Z向组合液压缸的下部与腔体堵头之间设有支撑底板，X向组合液压缸与Y向组合液压缸底部均设有支撑垫片，支撑杆一端固定在支撑底板上，另一端安装支撑垫片上，用于支撑X向组合液压缸与Y向组合液压缸重量。2.根据权利要求1所述的一种岩石地下原位多参数各向异性测定装置，其特征在于：所述组合液压缸由应力液压缸、渗流液压缸及中心加载监测系统组成，应力液压缸由应力液压缸不动活塞、应力液压缸堵头I、绝缘垫片、应力液压缸堵头II及应力缸堵头III组成，所述绝缘垫片位于应力液压缸堵头I与应力缸堵头II之间，渗流液压缸设置在应力液压缸堵头II和应力液压缸堵头III的内部，中心加载监测系统位于应力液压缸堵头I、应力液压缸堵头II以及应力缸堵头III中心位置；应力液压缸堵头III内部空...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑军，孙振介，王可可，刘鸿博，
申请(专利权)人：成都理工大学，
类型：发明
国别省市：四川,51