岩心夹持器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于油气勘探与开发领域的岩心夹持器。本发明专利技术岩心夹持器包括围压釜体、定位堵头、调节堵头、胶筒组件，所述胶筒组件与所述围压釜体之间的空间形成有围压腔，所述围压釜体为碳纤维‑金属‑工程塑料复合材料结构，所述围压釜体包括分别固定在所述围压釜体两端的金属结构螺纹圈、铺设在所述螺纹圈外侧的碳纤维的外壳、与所述外壳的内壁相贴合的工程塑料的内衬，所述内衬两端分别抵接所述定位堵头和所述调节堵头，所述定位堵头和所述调节堵头上均设有压紧螺套，所述压紧螺套固定连接在所述螺纹圈上，并且所述压紧螺套压紧固定所述定位堵头和所述调节堵头。其目的是为了提供一种适用于高温高压环境的复合结构岩心夹持器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气勘探与开发领域，特别是涉及一种岩心夹持器。
技术介绍
岩石是地质勘探的主要对象，是由一种或多种矿物组成的，具有一定结构构造的集合体。岩石的结构如书画一般记载了地质的变化过程，对岩石结构的分析能确认地质成分、岩石性状特征、以及地质变化过程特征。岩心夹持器是一种夹持和密封岩心，完成岩心渗透率、孔隙度测试或各种岩心驱替实验的专门装置，其主要功能是将待测或待试验的岩心样品放入其中，并保证测试流体通过岩心样品前后两端时，能将岩石样品的侧表面完全密封住。CT岩心夹持器可用于X射线扫描柱状岩心样品的孔隙结构，研究岩心参数随孔隙流压力变化规律，并且可以在不破坏样品内部的条件下，进行二维截面和三维空间的结构重构，定量无损分析样品。实现实时在线监测非均质层内各个层段流体饱和度的沿程分布，也可观察到层间窜流现象。现有的岩心夹持器主要包括胶套、两个端部的堵头、围压釜体等。使用岩心夹持器时，将岩心放入胶套内部，两端用堵头堵住，整体放入围压釜体中。试验过程通过堵头一侧的端部向岩心中注入流体，同时向围压釜体中注入高压流体，要保住围压胶套外部的压力高于胶套内部压力，即能够将胶套挤压在岩心上，保证注入胶套内部的流体能够从岩心内部通过，而不沿着夹套和岩心的缝隙渗流。普通的岩心夹持器的围压釜体为金属材质，但是金属对X射线的吸收能力强，X射线穿透金属的围压釜体时被吸收，所以对岩心的扫描效果不佳。所以目前的CT岩心夹持器的围压釜体大部分是工程塑料材质。工程塑料对X射线的吸收能力也较强，所以围压釜体的壁厚不能太大，这就限制了岩心夹持器的使用压力，所以一般的CT岩心夹持器的工作压力较低；工程塑料在高温状态下承压能力会降低，所以不能在高温状态下工作；由于工程塑料本身的承压能力较低，所以围压釜体的内径不能太大，所以一般只适用于分析检测直径1英寸以下的岩心样品。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种适用于高温高压环境的复合结构岩心夹持器。本专利技术岩心夹持器，包括围压釜体，位于所述围压釜体两端的定位堵头和调节堵头，以及位于所述围压釜体内且固定在所述定位堵头和所述调节堵头之间的胶筒组件，其特征在于：所述胶筒组件与所述围压釜体之间的空间形成有围压腔，所述围压釜体为碳纤维-金属-工程塑料复合材料结构，所述围压釜体包括分别固定在所述围压釜体两端的金属结构螺纹圈、铺设在所述螺纹圈外侧的空心柱状碳纤维的外壳、与所述外壳的内壁相贴合且两端连接所述螺纹圈的内衬，所述内衬的材料为工程塑料，所述内衬两端分别抵接所述定位堵头和所述调节堵头，所述定位堵头和所述调节堵头上均设有压紧螺套，所述压紧螺套固定连接在所述螺纹圈上，并且所述压紧螺套压紧固定所述定位堵头和所述调节堵头。本专利技术岩心夹持器，其中所述胶筒组件包括径向固定岩心的胶筒、分别卡套在所述胶筒两端的固定胶筒定位套和浮动胶筒定位套，所述固定胶筒定位套卡接在所述定位堵头内，所述浮动胶筒定位套卡接在所述调节堵头内，所述胶筒组件分别与所述定位堵头和所述调节堵头连通形成有胶筒腔。本专利技术岩心夹持器，其中胶筒腔内设有注入堵头和产出堵头，注入堵头和产出堵头用于夹持岩心，所述注入堵头上设有注料管，所述产出堵头上设有出料孔，所述胶筒组件内靠近所述调节堵头一侧设有调节套筒，所述调节套筒一端抵接所述注入堵头、另一端抵接有前端预紧螺母，所述前端预紧螺母固定在所述调节堵头上，所述调节套筒设有多种尺寸。本专利技术岩心夹持器，其中所述浮动胶筒定位套两端的外侧面设为锥面结构，所述固定胶筒定位套靠近胶筒一端设有锥面结构，另一端设有螺纹段，所述螺纹段连接在所述定位堵头上。本专利技术岩心夹持器，其中所述胶筒组件内检测岩心长度的范围为30-120mm，胶筒径向尺寸为1英寸或1.5英寸。本专利技术岩心夹持器，其中所述胶筒上设有压力测点，所述压力测点上设有取压管线，所述取压管线的材质为工程塑料。本专利技术岩心夹持器，其中所述围压腔内填充围压液，所述定位堵头和所述调节堵头上设有加热棒，所述加热棒的发热区浸没在所述围压液内，所述加热棒单独调控。本专利技术岩心夹持器，其中所述调节堵头和所述定位堵头与所述内衬的接触面设有防漏密封件，所述防漏密封件的接触面粗糙度为1.6。本专利技术岩心夹持器，其中所述螺纹圈的外圆上设有轴向分布的定位槽和径向分布的卡固槽。本专利技术岩心夹持器，其中所述螺纹圈的内壁与所述压紧螺套螺纹连接。本专利技术岩心夹持器与现有技术不同之处在于：本专利技术岩心夹持器的围压釜体材料为碳纤维-工程塑料-金属复合结构，碳纤维的外壳、工程塑料的内衬以及金属的螺纹圈组合而成的围压釜体，金属材料的螺纹圈耐高温高压能力强，且位于围压釜体的两端，对CT扫描过程的射线干扰小；外壳的材质为碳纤维，碳纤维对射线吸收能力小且在200℃以内性能稳定，提高了试验结果的精度；内衬的材质为工程塑料，工程塑料的表面粗糙度精度高，内衬密封围压液效果好，并且外壳材质为碳纤维，减小了工程塑料的内衬的厚度，削弱了工程塑料对射线扫描效果的干扰，保证了试验结果的准确性。本专利技术岩心夹持器与现有技术不同之处还在于：本专利技术岩心夹持器的胶筒腔内设有调节套筒，胶筒腔内岩心尺寸的改变，可以通过增减调节套筒来控制岩心的固定，操作简便、结构简单。本专利技术岩心夹持器与现有技术不同之处还在于：本专利技术岩心夹持器的定位堵头和调节堵头上设有加热棒，加热棒直接加热围压腔内的围压液，减小了温度扩散、加热效果好，并且加热棒的启闭单独控制，方便调节加热点和控制围压液的温度。下面结合附图对本专利技术的岩心夹持器作进一步说明。附图说明图1为本专利技术岩心夹持器的整体结构剖视图；图2为本专利技术岩心夹持器图1的A向结构示意图；图3为本专利技术岩心夹持器图2中B-B结构示意图；图4为本专利技术岩心夹持器的围压釜体结构示意图；图5为本专利技术岩心夹持器内部的胶筒组件及其配件结构示意图；图6为本专利技术岩心夹持器图2中C-C结构剖视图。附图标注：1、围压釜体；11、内衬；12、外壳；13、螺纹圈；14、支撑座；15、围压腔；2、胶筒组件；21、胶筒；22、浮动胶筒定位套；23、固定胶筒定位套；24、调节套筒；25、预紧螺母；26、密封件；27、定位螺母；3、岩心；31、产出堵头；311、出料孔；32、注入堵头；321、注料管；33、压力测点；34、取压管线；4、调节堵头；41、排气管；42、注液管；5、定位堵头；51、加热棒；52、金属管线卡套；521、金属管线；53、防漏密封件；54、温度传感器；55、传压孔；56、管线卡套；6、压紧螺套。具体实施方式如图1和图4所示，本专利技术岩心夹持器，主要包括圆筒形的围压釜体1，固定支撑在围
压釜体1外壁的支撑座14，围压釜体1包括外壳12、内衬11和螺纹圈13，围压釜体1的两端分别固定连接调节堵头4和定位堵头5，围压釜体1上螺纹圈13的内螺纹与压紧螺套6的外螺纹连接，压紧螺套6的内圈压紧固定调节堵头4和定位堵头5，把调节堵头4和定位堵头5分别固定在围压釜体1的两端。调节堵头4和定位堵头5与围压釜体1的密封主要靠防漏密封件53，调节堵头4和定位堵头5上均设有密封槽，密封槽内卡固防漏密封件53，防漏密封件53选用O型密封圈，O型密封圈的材料选用氟橡胶，氟橡胶在180℃内不会发生性状改变，耐高温高压能力强，使岩心夹持器能在180℃条件下进行带本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种岩心夹持器，包括围压釜体(1)，位于所述围压釜体(1)两端的定位堵头(5)和调节堵头(4)，以及位于所述围压釜体(1)内且固定在所述定位堵头(5)和所述调节堵头(4)之间的胶筒组件(2)，其特征在于：所述胶筒组件(2)与所述围压釜体(1)之间的空间形成有围压腔(15)，所述围压釜体(1)为碳纤维‑金属‑工程塑料复合材料结构，所述围压釜体(1)包括分别固定在所述围压釜体(1)两端的金属结构螺纹圈(13)、铺设在所述螺纹圈(13)外侧的碳纤维的外壳(12)、与所述外壳(12)的内壁相贴合且两端连接所述螺纹圈(13)的内衬(11)，所述内衬(11)的材料为工程塑料，所述内衬(11)两端分别抵接所述定位堵头(5)和所述调节堵头(4)，所述定位堵头(5)和所述调节堵头(4)上均设有压紧螺套(6)，所述压紧螺套(6)固定连接在所述螺纹圈(13)上，并且所述压紧螺套(6)压紧固定所述定位堵头(5)和所述调节堵头(4)。

【技术特征摘要】
1.一种岩心夹持器，包括围压釜体(1)，位于所述围压釜体(1)两端的定位堵头(5)和调节堵头(4)，以及位于所述围压釜体(1)内且固定在所述定位堵头(5)和所述调节堵头(4)之间的胶筒组件(2)，其特征在于：所述胶筒组件(2)与所述围压釜体(1)之间的空间形成有围压腔(15)，所述围压釜体(1)为碳纤维-金属-工程塑料复合材料结构，所述围压釜体(1)包括分别固定在所述围压釜体(1)两端的金属结构螺纹圈(13)、铺设在所述螺纹圈(13)外侧的碳纤维的外壳(12)、与所述外壳(12)的内壁相贴合且两端连接所述螺纹圈(13)的内衬(11)，所述内衬(11)的材料为工程塑料，所述内衬(11)两端分别抵接所述定位堵头(5)和所述调节堵头(4)，所述定位堵头(5)和所述调节堵头(4)上均设有压紧螺套(6)，所述压紧螺套(6)固定连接在所述螺纹圈(13)上，并且所述压紧螺套(6)压紧固定所述定位堵头(5)和所述调节堵头(4)。2.根据权利要求1所述的岩心夹持器，其特征在于：所述胶筒组件(2)包括径向固定岩心(3)的胶筒(21)、分别卡套在所述胶筒(21)两端的固定胶筒定位套(23)和浮动胶筒定位套(22)，所述固定胶筒定位套(23)卡接在所述定位堵头(5)内，所述浮动胶筒定位套(22)卡接在所述调节堵头(4)内，所述胶筒组件(2)分别与所述定位堵头(5)和所述调节堵头(4)连通形成有胶筒腔。3.根据权利要求2所述的岩心夹持器，其特征在于：所述胶筒腔内设有注入堵头(32)和产出堵头(31)，所述注入堵头(32)和所述产出堵头(31)用于夹持岩心(3)，所述注入堵头(32)上设有注料管(321)，所述产出堵头(31)上设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：方洋，温源昌，
申请(专利权)人：北京瑞莱博石油技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11