一种泥土岩心压制与应变测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于石油开采设备技术领域，公开了一种泥土岩心压制与应变测试装置及方法，通过将样品制备与应变测试结合，在施加静力荷载或者动荷载过程中，同步测试加载应力、对应的径向应变以及轴向应变；再通过计算，获得产生的径向应力；并获得岩屑在加载过程中的变形规律与完整的不同规格的岩石样品；测试装置，设置有底座；外筒、空心圆柱状等。本发明专利技术在对岩屑的可压缩性及压缩过程中，对周围地层产生的径向应力，可进行静荷载与动荷载作用下的岩屑压密装置，可以进行常规高压荷载与不同频率动荷载下的不同岩屑压密实验；同时通过测量压缩过程中制样筒产生的径向应变，通过计算获得对应的径向应力，为实际工程提供参考资料。

A device and method for compaction and strain measurement of soil core

The invention belongs to the technical field of petroleum exploitation equipment, and discloses a mud core pressing and strain testing device and method. By combining sample preparation with strain testing, the loading stress, corresponding radial strain and axial strain are measured synchronously in the course of applying static or dynamic load, and then obtained by calculation. The radial stress is obtained, and the deformation law of rock debris during loading and the complete rock samples of different specifications are obtained. In the process of compressibility and compression of cuttings, the radial stress generated by the surrounding strata can be compressed by a cuttings compacting device under static and dynamic loads, and the cuttings compacting experiments under conventional high pressure loads and different frequency dynamic loads can be carried out; meanwhile, the sample tube produced in the process of compression can be measured. Radial strain is calculated, and the corresponding radial stress is obtained through calculation to provide reference for practical engineering.

【技术实现步骤摘要】
一种泥土岩心压制与应变测试装置及方法
本专利技术属于石油开采设备
，尤其涉及一种泥土岩心压制与应变测试装置及方法。
技术介绍
在石油钻井工程中，机械研磨产生的各种岩屑通常通过泥浆返排至地表，再收集后集中处理。目前中石油钻井院机械所拟采用新工艺，将岩屑进行井下压缩直接压入地层中，因此需要了解岩屑的可压缩性及压缩过程中，对周围地层产生的径向应力。现有一些设备，可以进行高温与高压条件下的人工样品制备，在制备过程中，将样品装入单独的制样筒内，再利用压力机进行压制，一些设备，在制样筒周围布置电热丝进行加温，加温过程中同步加压，然后再保温保压后，获得样品。但存在很多缺陷。综上所述，现有技术存在的问题是：传统的泥土岩心压制装置，考虑了温度与压力对压缩过程的影响，但一般只是采用静荷载，即压力只能单向加载或者卸载，不能进行不同频率的动荷载作用下的样品压制工作；压制过程中，对压缩变形与加载应力之间的相关性规律，测试的较少。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种泥土岩心压制与应变测试装置及方法。本专利技术是这样实现的，一种泥土岩心压制与应变测试方法，所述泥土岩心压制与应变测试方法包括：通过将样品制备与应变测试结合，在施加静力荷载或者动荷载过程中，同步测试加载应力、对应的径向应变以及轴向应变；再通过计算，获得产生的径向应力；并获得岩屑在加载过程中的变形规律与完整的不同规格的岩石样品。进一步，所述同步测试加载应力的方法，包括：步骤一，利用伺服压力机与带伺服阀传感器的作动装置控制加载方式与加载频率，利用伺服控制，压力最大可加载至200KN，加载频率至10Hz；步骤二，通过应变仪，测试加载产生的径向与垂直方向的变形。进一步，所述径向应变的测试方法包括：在制样内筒外侧开槽，粘贴垂直方向与水平方向的应变片；通过导线与应变采集仪连接，进行数据测量与采集。本专利技术的另一目的在于提供一种泥土岩心压制与应变测试装置设置有底座；所述底座外侧通过内六角螺栓固定连接外筒，所述外筒内部设置有通过内六角螺栓固定在底座上部；所述外筒为完整的封闭空心圆柱状，所述外筒内壁为楔形；所述外筒与内部内筒楔接，所述内筒为空心圆柱体，所述内筒外壁为楔形；所述底座中心固定有实心圆柱。进一步，所述内筒由空心圆柱分为三片圆弧。进一步，所述底座为圆柱状。底座、外筒、内筒、实心圆柱可以承受较高的压力，通过反压，可轻松的将样品取出；由底座、外筒、内筒、实心圆四部分组成岩屑加工岩样桶，加工出的圆柱岩样两种规格：尺寸分别为：φ50×100mm，φ25×50mm。本专利技术在对岩屑的可压缩性及压缩过程中，对周围地层产生的径向应力。可进行静荷载与动荷载作用下的岩屑压密装置，可以进行常规高压荷载与不同频率动荷载下的不同岩屑压密实验；同时通过测量压缩过程中制样筒产生的径向应变，通过计算获得对应的径向应力，为实际工程提供参考资料。附图说明图1是本专利技术实施例提供的泥土岩心压制与应变测试装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的泥土岩心压制与应变测试装置底座结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的泥土岩心压制与应变测试装置外筒的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的泥土岩心压制与应变测试装置内筒的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的泥土岩心压制与应变测试装置实心圆柱的结构示意图；图中：1、底座；2、外筒；3、内筒；4、实心圆柱。图6是本专利技术实施例提供的加载控制方法的实现流程图；图7是本专利技术实施例提供的径向应变测试的方法流程图；具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下。本专利技术提供了一套可进行静荷载与动荷载作用下的岩屑压密装置，可以进行常规高压荷载与不同频率动荷载下的不同岩屑压密实验；同时通过测量压缩过程中制样筒产生的径向应变，通过计算获得对应的径向应力，为实际工程提供参考资料。下面结合附图对本专利技术的结构作详细的描述。本专利技术实施例提供的泥土岩心压制与应变测试方法，将样品制备与应变测试结合，可以在施加静力荷载或者动荷载过程中，同步测试加载应力，对应的径向应变以及轴向应变，再通过计算，获得产生的径向应力。即通过试验，获得岩屑在加载过程中的变形规律与完整的不同规格的岩石样品。如图1至图5所示，本专利技术的目的在于提供一种泥土岩心压制与应变测试装置，所述泥土岩心压制与应变测试装置设置有底座1；所述底座1外侧通过内六角螺栓固定连接外筒2，所述外筒2内部设置有通过内六角螺栓固定在底座1上部，所述外筒2为完整的封闭空心圆柱状，所述外筒2内壁为楔形；所述外筒2与内部内筒3楔接，所述内筒3为空心圆柱体，所述内筒3外壁为楔形；所述底座1中心固定有实心圆柱4。作为本专利技术的优选实施例，所述内筒3由空心圆柱分为三片圆弧。作为本专利技术的优选实施例，所述底座1采用圆柱状。如图6所示，本专利技术实施例提供的加载控制方法包括以下步骤：S101，利用伺服压力机与带伺服阀传感器的作动装置控制加载方式与加载频率，利用伺服控制，压力最大可加载至200KN，加载频率可至10Hz；S102，通过应变仪，测试加载产生的径向与垂直方向的变形。作为本专利技术的优选实施例，在S101中，底座、外筒、内筒、实心圆柱可以承受较高的压力，通过反压，可轻松的将样品取出；由底座、外筒、内筒、实心圆四部分组成岩屑加工岩样桶，加工出的圆柱岩样两种规格：尺寸分别为：φ50×100mm，φ25×50mm。如图7所示，本专利技术实施例提供的径向应变测试方法包括以下步骤：S201，在制样内筒外侧开槽，粘贴垂直方向与水平方向的应变片；S202，通过线与应变采集仪连接，进行数据测量与采集。本专利技术实施例提供的泥土岩心压制与应变测试装置中，岩屑的可压缩性及压缩过程中，对周围地层产生的径向应力。可进行静荷载与动荷载作用下的岩屑压密装置，可以进行常规高压荷载与不同频率动荷载下的不同岩屑压密实验；同时通过测量压缩过程中制样筒产生的径向应变，通过计算获得对应的径向应力，为实际工程提供参考资料。以上所述仅是对本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泥土岩心压制与应变测试方法，其特征在于，所述泥土岩心压制与应变测试方法包括：通过将样品制备与应变测试结合，在施加静力荷载或者动荷载过程中，同步测试加载应力、对应的径向应变以及轴向应变；再通过计算，获得产生的径向应力；并获得岩屑在加载过程中的变形规律与完整的不同规格的岩石样品。

【技术特征摘要】
1.一种泥土岩心压制与应变测试方法，其特征在于，所述泥土岩心压制与应变测试方法包括：通过将样品制备与应变测试结合，在施加静力荷载或者动荷载过程中，同步测试加载应力、对应的径向应变以及轴向应变；再通过计算，获得产生的径向应力；并获得岩屑在加载过程中的变形规律与完整的不同规格的岩石样品。2.如权利要求1所述的泥土岩心压制与应变测试方法，其特征在于，所述同步测试加载应力的方法，包括：步骤一，利用伺服压力机与带伺服阀传感器的作动装置控制加载方式与加载频率，利用伺服控制，压力最大可加载至200KN，加载频率至10Hz；步骤二，通过应变仪，测试加载产生的径向与垂直方向的变形。3.如权利要求1所述的泥土岩心压制与应变测试方法，其特征在于，所述径向应变的测...

【专利技术属性】
技术研发人员：冒海军，杨春和，王宏伟，马汝涛，胡志坚，刘继亮，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，中国石油集团钻井工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：湖北,42