一种岩石各向异性检测系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种岩石各向异性检测系统，岩石各向异性检测系统包括：反应釜、激光器、干涉仪、示波器及控制单元；反应釜用于模拟岩石地层环境；激光器设置于反应釜外，用于发射激光至待测岩石，激发待测岩石产生超声波；干涉仪设置于反应釜外，用于检测超声波；示波器与干涉仪相连；控制单元连接反应釜，用于控制反应釜内部环境。本实用新型专利技术能够模拟钻井过程中岩石所处的高温环境，易于操作，同时能够降低检测成本。

【技术实现步骤摘要】
一种岩石各向异性检测系统
本技术涉及岩石各向异性检测系统，特别是一种模拟岩石地层环境的高温反应釜的激光超声检测岩石各向异性的系统。
技术介绍
在钻井过程中，由于在不同的层理结构上表现出不同的强度性质，使得在钻进不同强度的岩石层时会加大钻进的工作量，影响钻进效率，同时，钻杆在钻进过程中会出现受力不平衡的情况，使得钻杆发生一定角度的偏斜甚至弯曲，从而影响钻孔的偏斜量。宄其原因，都是由地层岩石的各向异性引起的。因此，很有必要检测岩石的各向异性情况。 传统的岩石各向异性检测是通过超声换能器实现的，由于传统的超声换能器检测对于样品的要求比较苛刻，它需要有很大的检测接触面，才能使得换能器和岩石样品完美结合产生超声波检测，这对于很多复杂形状的样品无法精确的检测。然而，利用激光超声技术的优点可以解决传统超声换能器检测岩石各向异性时所不能解决的问题，利用激光超声技术的点光源非接触的优点，岩石样品只需要一个点的光信号即可实施探测，这样就免去了非要面接触切割样品的环节，激光超声技术的检测方法也不需要耦合剂，从而免去了耦合剂的干扰。 由于现场的岩石是处于高温的地层环境之中，现有技术中，还没有对现场岩石利用激光超声技术进行岩石向异性的检测，鉴于现场环境的复杂性，本人根据从事本领域和相关领域的生产设计经验，设计出带有模拟高温环境反应釜的激光超声检测岩石各向异性装置，以便解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种岩石各向异性检测系统，以便能够模拟钻井过程中岩石所处的高温环境，利用激光超声技术检测岩石各向异性。本技术易于操作，同时也降低了检测成本。 本技术的技术方案提供一种岩石各向异性检测系统，其中，岩石各向异性检测系统包括:反应釜、激光器、干涉仪、示波器及控制单元； 反应釜用于模拟岩石地层环境；激光器设置于反应釜外，用于发射激光至待测岩石，激发待测岩石产生超声波；干涉仪设置于反应釜外，用于检测超声波；示波器与干涉仪相连；控制单元连接反应釜，用于控制反应釜内部环境。 一实施例中，反应釜一侧壁设置有第一通光孔，激光通过第一通光孔照射至反应釜中心位置处的待测岩石上，沿激光光路的另一侧壁上设置有第二通光孔，激光器及干涉仪分别置于第一通光孔及第二通光孔的外侧。 一实施例中，反应釜包括:旋转台及加热器； 旋转台连接控制单元，用于放置待测岩石，控制单元控制旋转台旋转；加热器连接控制单元，用于加热反应釜的内部环境，控制单元控制加热器的开启及关闭。[0011 ] 一实施例中，加热器设置于反应釜的内壁，且加热器为加热电阻丝。 一实施例中，反应釜还包括温度监测计，温度监测计设置于反应釜内，用于检测反应Il内的温度，温度监测计连接至控制单元。 一实施例中，旋转台位于反应釜的中心位置，于反应釜上放置待测岩石，温度监测计置于靠近待测岩石的位置。 一实施例中，待测岩石为一圆柱体，且圆柱体能够遮挡第一通光孔及第二通光孔之间的光路。 一实施例中，反应釜还包括隔热层，隔热层设置于反应釜的内壁侧。 一实施例中，隔热层为隔热材料层或是真空隔热层。 一实施例中，隔热材料为陶瓷纤维。 综上所述技术方案，本技术提供的岩石各向异性检测系统通过反应釜内部设置的加热电阻丝来对反应釜内部环境加热，同时实现对待测岩石的加热，模拟岩石所处高温地层环境，运用激光超声技术，激光器发射激光照射至待测岩石，利用干涉仪实现对超声波的检测，示波器与干涉仪相连，显示超声波的波形，根据先到达的纵波时间及待测岩石的尺寸得到待测岩石与激光接触点产生的纵波波速，旋转待测岩石的角度，实现待测岩石的各向异性检测。本技术能够模拟钻井过程中岩石所处的高温环境，便于操作，可达到降低检测成本的效果。 【附图说明】 为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本技术实施例的岩石各向异性检测系统框图； 图2为本技术实施例反应釜正视剖面图； 图3为本技术实施例反应釜俯视剖面图； 图4为本技术实施例岩石各向异性检测系统结构图。 附图符号说明: 10:反应釜； 101:旋转台； 102:加热电阻丝； 103:温度监测计 104:待测岩石； 1051:第一通光孔； 1052:第二通光孔； 106:隔热层； 11:激光器； 12:干涉仪； 13:示波器； 14:控制单元。 【具体实施方式】 为了使本技术的技术特点及效果更加明显，下面结合附图对本技术的技术方案做进一步说明，本技术也可有其他不同的具体实例来加以说明或实施，任何本领域技术人员在权利要求范围内做的等同变换均属于本技术的保护范畴。需要说明的是，下列所述实施例中涉及的各部分的尺寸仅是实例性的说明，并非用于限定本技术，根据实际需要，也可灵活选择各部分的结构。 请参见附图1所示，图1为本技术实施例的岩石各向异性检测系统框图，岩石各向异性检测系统包括:反应釜10，激光器11，干涉仪12，示波器13及控制单元14。反应釜10用于模拟岩石地层环境；激光器11置于反应釜的外侧，用于发射激光至待测岩石，激发待测岩石表面产生超声波；干涉仪12置于反应釜外，用于检测待测岩石表面产生的超声波；示波器13与干涉仪12相连；控制单元14连接反应釜10，用于控制反应釜的内部环境。 本技术一实施例中，反应釜10内部包括旋转台101及加热器，请参阅图2、图4所示，图2为本技术实施例反应釜正视剖面图，图4为本技术实施例岩石各向异性检测系统结构图。优选的，加热器设置于反应釜10的内侧壁上，举例而言，加热器为加热电阻丝102，分布均匀的设置于反应釜内壁上，加热电阻丝102还可以设置于反应釜部分内壁区域中，只要能使得反应釜内部温度加热至钻井现场岩石所处的高温温度即可，本技术对加热电阻丝的个数及于反应釜内部设置位置不做限制。在本技术其它实施例中，加热器可为其它可加热元件或材料，这里并不以加热电阻丝为限。如图4所示，旋转台101电连接至控制单元14，加热电阻丝102也电连接至控制单元14。旋转台101上可放置待测岩石104，控制单元14控制旋转台旋转。加热电阻丝102用于加热反应釜的内部环境，控制单元14控制加热电阻丝102的开启及关闭。 请继续参见附图2、图4，反应釜10的一侧壁上设置有第一通光孔1051，激光器11发出的激光通过第一通光孔1051照射至反应釜中心位置处的待测岩石104上，沿激光光路的另一侧壁上设置有第二通光孔1052，激光光路为一条水平直线，于反应釜通光孔外侧分别放置有激光仪器11及干涉仪12。 本技术另一实施例中，第二通光孔1052也可偏离激光光路于另一侧壁的位置，但偏离距离一般比较小，只要保证干涉仪能够准确测量待测岩石产生的超声波即可。 如图2所示，反应釜的内侧壁上贴有多个加热电阻丝102，用来加热反应釜的内部温度，各加热电阻丝102与控制单元14电相连，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种岩石各向异性检测系统，其特征在于，所述岩石各向异性检测系统包括：反应釜、激光器、干涉仪、示波器及控制单元；所述反应釜用于模拟岩石地层环境；所述激光器设置于反应釜外，用于发射激光至待测岩石，激发所述待测岩石产生超声波；所述干涉仪设置于反应釜外，用于检测所述超声波；所述示波器与所述干涉仪相连；所述控制单元连接所述反应釜，用于控制所述反应釜内部环境。

【技术特征摘要】
1.一种岩石各向异性检测系统，其特征在于，所述岩石各向异性检测系统包括:反应釜、激光器、干涉仪、示波器及控制单元； 所述反应釜用于模拟岩石地层环境； 所述激光器设置于反应釜外，用于发射激光至待测岩石，激发所述待测岩石产生超声波； 所述干涉仪设置于反应釜外，用于检测所述超声波； 所述示波器与所述干涉仪相连； 所述控制单元连接所述反应釜，用于控制所述反应釜内部环境。2.如权利要求1所述的岩石各向异性检测系统，其特征在于，所述反应釜一侧壁设置有第一通光孔，激光通过所述第一通光孔照射至所述反应釜中心位置处的待测岩石上，沿激光光路的另一侧壁上设置有第二通光孔，所述激光器及所述干涉仪分别置于所述第一通光孔及所述第二通光孔的外侧。3.如权利要求1所述的岩石各向异性检测系统，其特征在于，所述反应釜包括:旋转台及加热器； 所述旋转台连接所述控制单元，用于放置所述待测岩石，所述控制单元控制所述旋转台...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕志清，杨肖，赵昆，海晓泉，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11