盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置和试验方法制造方法及图纸

公开了盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置和试验方法，属于盐穴地下储油技术领域。该装置包括腔室、压杆、活塞、试样、第一堵头、第二堵头。腔室的内壁上设有向内凸起的第一台阶，通过第一台阶，腔室被分隔为上腔室和下腔室，试样设置于下腔室内并一直伸入到上腔室，压杆设置于上腔室内并装载于试样顶部，活塞呈环状，试样直径＜腔室在第一台阶处的内径＜活塞外径，下腔室的侧壁底部设有进油接头，活塞上于轴向设有出油通路，通过进油接头和/或出油通路，油腔能与外界连通；第一堵头用于封堵进油接头，第二堵头用于封堵出油通路。该方法基于该装置而实现。该装置和方法安放在三轴压力室内，能模拟高压原油或卤水侵蚀环境下的三轴压缩试验。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及盐穴地下储油
，特别是涉及一种盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置和试验方法。
技术介绍
盐岩是国际公认的地下石油储备理想场所，建设地下盐穴储油库对国家石油战略储备有着重大意义。由于国内没有建设盐穴储油库的先例，因此需要在借鉴国外建设盐穴储油库经验的基础上，结合国内具体盐岩地质条件，进行盐穴储油库可行性论证。其中储存介质对非盐夹层或盖层稳定性的影响是论证盐穴储油库密闭性的关键，因此获取储库围岩在原油或卤水侵蚀环境下的岩石力学参数至关重要。由于原油和卤水对现有技术中的钢质的增压缸和三轴压力室均具有较强的腐蚀性，且原油和卤水中含有固体颗粒会对精密的伺服控制阀造成致命伤害，因此，现有技术中，没有具体的试验方法来测定储库围岩在原油或卤水侵蚀环境下的三轴抗压强度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置和试验方法，应用该试验装置和试验方法，能够在三轴压力室内模拟高压原油或卤水侵蚀环境下的加压破坏试验，从而更加适于实用。为了达到上述第一个目的，本专利技术提供的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置的技术方案如下：本专利技术提供的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置包括腔室、压杆、活塞、试样、第一堵头、第二堵头，所述腔室的内壁上设有向内凸起的第一台阶，通过所述第一台阶，所述腔室被分隔为上腔室和下腔室，所述试样设置于所述下腔室内并一直伸入到所述上腔室，所述压杆设置于所述上腔室内并装载于所述试样顶部，所述活塞呈环状，所述活塞通过其内壁与所述压杆的侧壁构成滑动副，所述活塞通过其外壁与所述上腔室的内壁构成滑动副，所述试样的直径＜所述腔室在所述第一台阶处的内径＜所述活塞的外径，所述活塞的底面、压杆的周面、试样的周面、腔室的侧壁、腔室的底面之间构成油腔，所述下腔室的侧壁底部设有进油接头，所述活塞上于轴向设有出油通路，通过所述进油接头和/或出油通路，所述油腔能够与外界连通；所述第一堵头用于封堵所述进油接头，所述第二堵头用于封堵所述出油通路。本专利技术提供的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置还可采用以下技术措施进一步实现。作为优选，所述盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置还包括第一密封机构、第二密封机构，所述第一密封机构设置于所述活塞的内壁与所述压杆的侧壁之间，所述第二密封机构设置于所述活塞的外壁与所述上腔室的内壁之间。作为优选，所述第一密封机构包括一根或者多根沿所述活塞内壁周向设置的O型圈；所述第二密封机构包括一根或者多根沿所述活塞外壁周向设置的O型圈。作为优选，在所述压杆底部，沿所述压杆周向还设有向外凸起的第二台阶，所述活塞的内径＜所述第二台阶的直径＜所述上腔室的内壁的直径。作为优选，所述腔室的侧壁和底座为分体式结构，所述底座可拆卸地连接于所述腔室的侧壁。作为优选，所述底座与所述腔室的侧壁之间设有第三密封机构。作为优选，所述第三密封机构包括一根或者多根沿所述底座周向设置的O型圈。作为优选，所述底座包括柱状部和向外的环状凸起部，所述腔室的侧壁底部设有向内的环状凸起部，所述柱状部通过其周向与所述向内的环状凸起部的侧壁相适配，所述底座通过其向外的环状凸起部固定连接于所述向内的环状凸起部底面。作为优选，所述盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置还包括第一球形铰，所述腔室的底座设有第一球形凹槽，所述第一球形铰的直径与所述第一球形凹槽的直径相等，所述第一球形铰能够填平所述第一球形凹槽。作为优选，所述盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置还包括第二球形铰，所述压杆的顶部设有第二球形凹槽，所述第二球形铰的直径与所述第二球形凹槽的直径相等，所述第二球形铰能够填平所述第二球形凹槽。作为优选，所述盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置还包括把手，所述把手可拆卸地连接于所述腔室的外壁。作为优选，所述把手包括2个，2个所述把手分别处于所述腔室的同一条直径的延长线上。作为优选，所述把手通过螺纹连接于所述腔室的外壁，或者，所述把手通过卡扣结构连接于所述腔室的外壁。作为优选，所述盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置还包括吊环，所述吊环可拆卸地连接于所述压杆的顶部。作为优选，所述吊环通过螺纹连接于所述压杆的顶部，或者，所述吊环通过卡扣结构连接于所述压杆的顶部。作为优选，所述腔室、压杆、活塞、第一堵头、第二堵头均有耐腐蚀材质制成。为了达到上述第二个目的，本专利技术提供的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置方法的技术方案如下：本专利技术提供的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置方法基于本专利技术提供的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置而实现，所述盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置方法包括以下步骤：将所述试样放置于所述下腔室内，使得所述试样有一部分伸入到所述上腔室中；向所述油腔中充满油或卤水；应用所述第一堵头封堵住所述进油接头，并应用第二堵头封堵住所述出油通路；将本专利技术提供的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置嵌入至三轴压力室内；向所述三轴压力室内充入液压油进行围岩三轴压缩模拟试验，在此过程中，轴向压力由压杆传递给所述试样，随着所述试样的压缩，油腔内压力增大，围压传递使活塞向上移动，以达到油腔内外压力平衡，直至试验结束；释放所述三轴压力室内的液压油；将本专利技术提供的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置从所述三轴压力室内取出；拆卸所述第一堵头和第二堵头，释放处于所述油腔中的油或卤水；拆卸本专利技术提供的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置后，将经过模拟试验的试样取出；对所述经过模拟试验的试样进行分析和评价，得到试验结论。本专利技术提供的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置方法还可采用以下技术措施进一步实现。作为优选，向所述油腔中充满油或卤水的步骤包括以下步骤：取一软管，所述软管的一端连接于所述出油通路，所述软管的另一端处于一容器中；通过所述进油接头向所述油腔注入油或卤水，直至所述软管的另一端均匀出油或卤水。作为优选，所述卤水为饱和卤水。应用本专利技术提供的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置和试验方法，能够在三轴压力室内模拟原油或卤水侵蚀环境下的加压破坏试验，从而精准模拟储油库围岩地下真实条件的力学特性，同时能够避免原油或卤水与三轴压力室的液压油混合，对评价盐穴储油库密闭性有着重要的意义，而且该装置操作简单，整体性好，有很好的实用性。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术提供的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置处于闲置状态时的典型剖视结构示意图；图2为本专利技术提供的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置处于工作状态时的典型剖视结构示意图；图3为图1中A部分的局部放大示意图；图4为图2中D部分的局部放大示意图；图5为图1中B部分的局部放大示意图；图6为图2中E部分的局部放大示意图；图7为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置，其特征在于，包括腔室、压杆、活塞、试样、第一堵头、第二堵头，所述腔室的内壁上设有向内凸起的第一台阶，通过所述第一台阶，所述腔室被分隔为上腔室和下腔室，所述试样设置于所述下腔室内并一直伸入到所述上腔室，所述压杆设置于所述上腔室内并装载于所述试样顶部，所述活塞呈环状，所述活塞通过其内壁与所述压杆的侧壁构成滑动副，所述活塞通过其外壁与所述上腔室的内壁构成滑动副，所述试样的直径＜所述腔室在所述第一台阶处的内径＜所述活塞的外径，所述活塞的底面、压杆的周面、试样的周面、腔室的侧壁、腔室的底面之间构成油腔，所述下腔室的侧壁底部设有进油接头，所述活塞上于轴向设有出油通路，通过所述进油接头和/或出油通路，所述油腔能够与外界连通；所述第一堵头用于封堵所述进油接头，所述第二堵头用于封堵所述出油通路。

【技术特征摘要】
1.一种盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置，其特征在于，包括腔室、压杆、活塞、试样、第一堵头、第二堵头，所述腔室的内壁上设有向内凸起的第一台阶，通过所述第一台阶，所述腔室被分隔为上腔室和下腔室，所述试样设置于所述下腔室内并一直伸入到所述上腔室，所述压杆设置于所述上腔室内并装载于所述试样顶部，所述活塞呈环状，所述活塞通过其内壁与所述压杆的侧壁构成滑动副，所述活塞通过其外壁与所述上腔室的内壁构成滑动副，所述试样的直径＜所述腔室在所述第一台阶处的内径＜所述活塞的外径，所述活塞的底面、压杆的周面、试样的周面、腔室的侧壁、腔室的底面之间构成油腔，所述下腔室的侧壁底部设有进油接头，所述活塞上于轴向设有出油通路，通过所述进油接头和/或出油通路，所述油腔能够与外界连通；所述第一堵头用于封堵所述进油接头，所述第二堵头用于封堵所述出油通路。2.根据权利要求1所述的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置，其特征在于，还包括第一密封机构、第二密封机构，所述第一密封机构设置于所述活塞的内壁与所述压杆的侧壁之间，所述第二密封机构设置于所述活塞的外壁与所述上腔室的内壁之间；作为优选，所述第一密封机构包括一根或者多根沿所述活塞内壁周向设置的O型圈；所述第二密封机构包括一根或者多根沿所述活塞外壁周向设置的O型圈。3.根据权利要求1所述的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置，其特征在于，在所述压杆底部，沿所述压杆周向还设有向外凸起的第二台阶，所述活塞的内径＜所述第二台阶的直径＜所述上腔室的内壁的直径。4.根据权利要求1所述的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置，其特征在于，所述腔室的侧壁和底座为分体式结构，所述底座可拆卸地连接于所述腔室的侧壁；作为优选，所述底座与所述腔室的侧壁之间设有第三密封机构；作为优选，所述第三密封机构包括一根或者多根沿所述底座周向设置的O型圈；作为优选，所述底座包括柱状部和向外的环状凸起部，所述腔室的侧壁底部设有向内的环状凸起部，所述柱状部通过其周向与所述向内的环状凸起部的侧壁相适配，所述底座通过其向外的环状凸起部固定连接于所述向内的环状凸起部底面。5.根据权利要求1所述的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置，其特征在于，还包括第一球形铰，所述腔室的底座设有第一球形凹槽，所述第一球形铰的直径与所述第一球形凹槽的直径相等，所述第一球形铰能够填平所述第一球形凹槽。6.根据权利要求1所述的盐穴储油库围岩自平衡式三轴压缩试验装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：施锡林，张楠，杨春和，马洪岭，马旭强，李金龙，葛鑫博，尹洪武，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，重庆大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42