用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置，该装置包括：底板，与底板位置相对的盖板，位于底板与盖板之间、与底板和盖板连接的保护壳；底板、盖板和保护壳形成一腔体，所述腔体内放置声发射传感器；底板与声发射传感器的晶片连接；保护壳上留有一通孔，声发射传感器的传感器接口通过所述通孔向所述腔体外引出。底板与声发射传感器的晶片之间涂抹有超声波耦合剂，盖板与声发射传感器之间的间隙、以及保护壳与声发射传感器之间的间隙填充有橡胶垫片。本发明专利技术可以使声发射传感器安装简便且提高信噪比。

Acoustic emission sensor mounting device for hydraulic fracturing simulation experiment

The invention discloses a transmitting sensor mounting device for experimental simulation of hydraulic fracturing, the device comprises a bottom cover plate and the bottom plate, the relative position of the protective shell, bottom plate and located between the cover plate and the bottom plate and the cover plate; the bottom plate and the cover plate and the shell form a cavity, the cavity placed acoustic emission sensor the floor is connected with the wafer; acoustic emission sensor; protective shell provided with through holes, sensor interface acoustic emission sensor through the through hole leads to the cavity in vitro. An ultrasonic coupling agent is applied between the bottom plate and the chip of the acoustic emission sensor, and the gap between the cover plate and the acoustic emission sensor, and the gap between the protective casing and the acoustic emission sensor are filled with a rubber gasket. The invention can make the acoustic emission sensor easy to install and improve the signal to noise ratio.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油田开发
，尤其涉及用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置。
技术介绍
有许多方法可以用于岩石损伤检测，如电阻率、电磁、X射线CT等，其中基于弹性波的声发射技术具有方法简便易于推广的优点。声发射是伴随着材料内部微裂隙的产生而激发的弹性波，它直接与岩石内部微破裂动态有关。声发射技术可进行岩石损伤状态判定和损伤定量评价，其应用范围涉及采矿工程、岩土工程、海洋工程、石油工程和国防工程等众多应用领域，可对各种岩石和混凝土等脆性材料进行监测。但受岩样尺度大、加载压力(方式、大小)、温度和水等监测环境的影响，声发射传感器的安装和提高信噪比成为了难题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置，用以使声发射传感器安装简便且提高信噪比，该装置包括：底板2，与底板2位置相对的盖板4，位于底板2与盖板4之间、与底板2和盖板4连接的保护壳3；底板2、盖板4和保护壳3形成一腔体，所述腔体内放置声发射传感器1；底板2与声发射传感器1的晶片连接；保护壳3上留有一通孔，声发射传感器1的传感器接口6通过所述通孔向所述腔体外引出。一个实施例中，底板2与声发射传感器1的晶片之间涂抹有超声波耦合剂。一个实施例中，盖板4与声发射传感器1之间的间隙、以及保护壳3与声发射传感器1之间的间隙填充有橡胶垫片5。一个实施例中，保护壳3为圆柱形不锈钢材料。一个实施例中，底板2为黄铜材料；和/或，盖板4为不锈钢材料。一个实施例中，底板2与保护壳3通过螺栓连接；和/或，盖板4与保护壳3通过螺栓连接。一个实施例中，所述的用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置还包括：与传感器接口6连接的导线7。一个实施例中，导线7的一端与传感器接口6连接，另一端与声发射前置放大器连接。一个实施例中，所述用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置放置于岩石表面的钻孔内，导线7埋置于岩石表面的导线槽内。一个实施例中，所述用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置用树脂胶和/或橡皮泥固定于岩石表面的钻孔内，导线7用腻子和/或橡皮泥埋置于岩石表面的导线槽内。本专利技术实施例的用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置，结构简单、操作方便、通用性强，解决了岩石三轴实验中声发射传感器安装困难的难题，避免了声发射传感器直接承受高压的情况，减少了噪音的干扰，提高了信噪比。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1为本专利技术实施例中用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例中保护壳的示意图；图3为本专利技术实施例中底板和盖板的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。为了解决现有技术中声发射传感器安装困难和信噪比不高的难题，本专利技术实施例中提供一种用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置。图1为本专利技术实施例中用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置的结构示意图，如图1所示，该装置可以包括：底板2，与底板2位置相对的盖板4，位于底板2与盖板4之间、与底板2和盖板4连接的保护壳3；底板2、盖板4和保护壳3形成一腔体，所述腔体内放置声发射传感器1；底板2与声发射传感器1的晶片连接；保护壳3上留有一通孔，声发射传感器1的传感器接口6通过所述通孔向所述腔体外引出。本专利技术实施例的用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置可以解决全三维大尺度水力压裂模拟实验声发射监测传感器安装困难的难题，例如可针对室内大型全三维水力压裂物理模拟实验(简称大物模)，岩样尺寸为762mm×762mm×914mm进行声发射传感器安装。本专利技术实施例的用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置可以使声发射传感器安装简便，避免声发射传感器直接承受高压的情况，减少噪音的干扰，提高信噪比。实施例中，可以在实验中利用声发射设备对多裂缝的起裂、扩展和延伸的过程进行实时动态监测，在实验后对形成裂缝的形态进行直接观察，从而为压裂理论的研究和论证提供一种重要的手段。具体实施时，还可以采取一系列措施进一步提高信噪比，有效保障声发射监测记录的品质。例如，可以在底板2与声发射传感器1的晶片之间涂抹超声波耦合剂。又如，盖板4与声发射传感器1之间的间隙、以及保护壳3与声发射传感器1之间的间隙可以填充橡胶垫片5。在底板2与声发射传感器1的晶片之间涂抹超声波耦合剂还可以防止声发射传感器被压坏。具体实施时，保护壳3、底板2和盖板4可以采用多种材料。例如，保护壳3可以采用不锈钢材料。又如，底板2可以采用黄铜材料；和/或，盖板4可以采用不锈钢材料。保护壳3可以为圆柱形，在底板2与盖板4之间形成圆柱形侧壁。保护壳3也可以为其它形状。图2为本专利技术实施例中保护壳的示意图。图2中保护壳3的截面为多边形。底板2和盖板4也可以为圆形或其它形状。图3为本专利技术实施例中底板和盖板的示意图。图3中底板2和盖板4均为圆形。在底板2与声发射传感器1的晶片之间涂抹超声波耦合剂、盖板4与声发射传感器1之间的间隙和保护壳3与声发射传感器1之间的间隙填充橡胶垫片5、且保护壳3和盖板4采用刚度和强度很大的不锈钢材料、底板2采用与岩石波速相当的黄铜材料的情况下，能最大程度降低信号的衰减和失真，改善信号记录的品质。底板2与保护壳3、盖板4与保护壳3可以通过多种方式连接。例如，在图2和图3中，底板2与保护壳3可以通过螺栓连接；和/或，盖板4与保护壳3可以通过螺栓连接。图2和图3中示出了螺栓孔8。再如图1所示，在实施例中，上述用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置还可以包括：与传感器接口6连接的导线7。具体实施时，导线7的一端可以与传感器接口6连接，另一端可以与声发射前置放大器连接。导线7可以采用特氟龙抗衰减材料，以进一步提高信噪比。具体实施时，上述用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置可以放置于岩石表面的钻孔内，导线7可以埋置于岩石表面的导线槽内。具体的，上述用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置可以用树脂胶和/或橡皮泥等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置，其特征在于，包括：底板(2)，与底板(2)位置相对的盖板(4)，位于底板(2)与盖板(4)之间、与底板(2)和盖板(4)连接的保护壳(3)；底板(2)、盖板(4)和保护壳(3)形成一腔体，所述腔体内放置声发射传感器(1)；底板(2)与声发射传感器(1)的晶片连接；保护壳(3)上留有一通孔，声发射传感器(1)的传感器接口(6)通过所述通孔向所述腔体外引出。

【技术特征摘要】
1.一种用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置，其特征在于，包括：
底板(2)，与底板(2)位置相对的盖板(4)，位于底板(2)与盖板(4)之间、
与底板(2)和盖板(4)连接的保护壳(3)；
底板(2)、盖板(4)和保护壳(3)形成一腔体，所述腔体内放置声发射传感器(1)；
底板(2)与声发射传感器(1)的晶片连接；保护壳(3)上留有一通孔，声发射传感器
(1)的传感器接口(6)通过所述通孔向所述腔体外引出。
2.如权利要求1所述的用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置，其特征在
于，底板(2)与声发射传感器(1)的晶片之间涂抹有超声波耦合剂。
3.如权利要求1所述的用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置，其特征在
于，盖板(4)与声发射传感器(1)之间的间隙、以及保护壳(3)与声发射传感器(1)
之间的间隙填充有橡胶垫片(5)。
4.如权利要求1所述的用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置，其特征在
于，保护壳(3)为圆柱形不锈钢材料。
5.如权利要求1所述的用于水力压裂模拟实验的声发射传感器安装装置，其特征在

【专利技术属性】
技术研发人员：梁天成，付海峰，刘云志，管保山，卢拥军，严玉忠，修乃岭，窦晶晶，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11