岩样总体积测定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种岩样总体积测定装置及方法，该测定装置包括：升降单元，所述升降单元包括能够沿竖直方向移动的移动部件，所述移动部件的末端用于悬挂岩样；称重单元，所述称重单元设置于所述升降单元的端部，用于称量所述岩样的重量；液体容器，所述液体容器设置于所述升降单元的下方，所述液体容器用于盛装液体；磁场发生装置，所述磁场发生装置设置于所述液体容器的下方，能够对岩样施加竖直向下的磁力；根据磁力与浮力条件下的岩样增重效应，称取岩样在不同磁场强度条件下在液体中的重量，分别计算岩样体积，以求取平均值的方式确定岩样总体积，对岩样的外形没有特殊要求，具有广泛的适用性，操作简便、测定周期短、测试精度高。

【技术实现步骤摘要】
岩样总体积测定装置及方法
本专利技术属于油气地质勘探开发领域，更具体地，涉及一种岩样总体积测定装置及方法。
技术介绍
岩样总体积的测定是岩样孔隙度测定的重要环节。现有岩样总体积测定方法主要有丈量法、浮力法、试管液位法、气体法。此外，变密度浮力法、以及三维激光扫描成像法等方法已经引起业内关注。其中，浮力法是指在岩样烘干的基础上，用液体浸泡待测岩样，在常温、常压条件下，液体不再进入岩样时，称取岩样在液体中的重量，并测定液体的比重。将岩样从液体中取出，擦除岩样表面的液体，称取浸泡后岩样在空气中的重量，岩样在空气中和在液体中重量的差值，除以液体的比重，就可以得到岩样的总体积。这一方法存在人工擦除岩样表面液体的环节，测定结果受人为因素影响较大，对于颗粒状岩样而言，测定总体积难以实现。三维激光扫描成像法在近年来引起关注，例如“三维激光扫描与气体置换联合测定岩石有效孔隙率(地质科技情报，2015年7月)”，“致密储层样品体积测量对孔隙度误差的影响(石油实验地质报道)”都公开了这种方法。该方法由三维激光扫描仪和相应的软件系统组成，通过对岩石样品的三维扫描，构成岩样的三维模型，以特定的软件获得岩样的三维图像，进而计算岩样的总体积。研究显示，测试精度随扫描分辨率的增大而提高，相同的扫描分辨率对不同的岩样其测试精度可能不同。此外，从其原理来看，颗粒状岩样(岩屑)总体积测定难以实现。专利“一种岩样总体积变密度测定装置及方法(CN201310169226X)”，提供了一种变密度浮力法，其测量介质选用磁流体，將岩样放置于磁流体中，在电磁场的作用下调节磁流体的密度，并称取相应密度下岩样在磁流体中的重量，进一步以浮力公式计算岩样的总体积。初步实践证实，变密度浮力法具有受人为因素影响小、测定周期短、适用范围广等技术优势。该方法在实施过程中，依赖于岩样在磁流体中的重量随磁流体密度的变化来测定计算岩样的总体积，磁流体中岩样重量是一项重要参数，其测定的准确与否，直接影响岩样总体积的测定和计算精度。然而，专利“一种岩样总体积变密度测定装置及方法(CN201310169226X)”以磁性液体为测量介质，是基于磁性液体的特性开发的，无论是以水、煤油、酯等为基质的任何一种磁性液体，一方面，通常其颜色较深，岩样在其中的状态难以观察；另一方面，磁性液体都含有一定量的有机物质，将岩样置于其中，在岩样表面均有一定程度的粘附，清除较困难，不便于后续有机地球化学等测试分析。因此，需要一种受到人为因素影响小、对岩样形态无限制要求的岩样总体积测试装置及方法，以满足后续测试的要求。
技术实现思路
为了更好地满足油气地质研究工作的需要，提供一种便于岩石总体积测定装置及方法，其对测量介质限制少，减小岩样总体积测定的人为因素影响，其操作简便快速，对岩样形态无限制。为了实现上述目的，根据本专利技术的一方面，提出一种岩样总体积测定装置，该装置包括：升降单元，所述升降单元包括能够沿竖直方向移动的移动部件，所述移动部件的末端用于悬挂岩样；称重单元，所述称重单元设置于所述升降单元的端部，用于称量所述岩样的重量；液体容器，所述液体容器设置于所述升降单元的下方，所述液体容器用于盛装液体；磁场发生装置，所述磁场发生装置设置于所述液体容器的下方，能够对岩样施加竖直向下的磁力，且所述磁场发生装置产生的磁场强度能够被调节；处理单元，所述处理单元根据以下公式计算所述岩样的总体积：其中，V表示岩样的总体积，G0表示岩样在液体中未受磁力且重量稳定时的重量，Gj表示岩样第j次在液体中受到磁力时的重量，n表示岩样在液体中受到磁力时的测量总次数，D0表示液体的原始密度，Dj表示岩样第j次在液体中受到磁力时的液体表观密度。优选地，所述移动部件的端部设有岩样框，所述岩样设置于所述岩样框内。优选地，所述处理单元根据以下公式计算液体的原始密度D0：D0＝(GC0-GC1)/VC其中，GC0表示参照物在空气中未受磁力时的重量，VC表示参照物的体积，GC1表示参照物在液体中未受磁力时的重量。优选地，所述处理单元根据以下公式计算液体表观密度Dj：Dj＝D0*(G-Gj)/(G-G0)其中，G表示岩样在空气中未受磁力时的岩样在空气中的重量。优选地，所述磁场发生装置包括电磁铁。优选地，还包括恒温装置，所述液体容器设置于所述恒温装置内。优选地，还包括支架，所述支架包括水平设置的横梁和设置于所述横梁两侧的竖梁，所述升降单元的一端设置于所述横梁上，另一端设有机械臂，所述机械臂能够沿竖直方向移动。根据本专利技术的另一方面，提出一种岩样总体积测定方法，所述方法包括如下步骤：通过升降单元将岩样浸没于液体中，称量岩样在液体中未受磁力且重量稳定时的重量G0；n次开启磁场发生装置，分别对岩样施加不同大小的磁力，并分别称量岩样在液体中受到磁力时的重量Gj；根据以下公式计算所述岩样的总体积：优选地，通过以下步骤测量液体的原始密度D0：称量参照物在空气中未受磁力时的重量GC0；称量参照物在液体中未受磁力时的重量GC1；根据公式D0＝(GC0-GC1)/VC计算液体的原始密度D0，其中VC表示参照物的体积。优选地，通过以下步骤确定岩样第j次在液体中受到磁力时的液体表观密度Dj：称量岩样在空气中未受磁力时的重量G；根据公式Dj＝D0*(G-Gj)/(G-G0)计算岩样第j次在液体中受到磁力时的液体表观密度Dj。本专利技术提供的有益效果在于：通过将岩样及液体容器放置于磁场发生装置上，岩样受到除重力和浮力之外，还有磁场的作用力，根据磁力与浮力条件下的岩样增重效应，称取岩样在不同磁场强度条件下在液体中的重量，获得多次不同磁场强度条件下岩样的重量数据、以及液体的表观密度参数，分别计算岩样体积，以求取平均值的方式确定岩样总体积，可以根据需要选择水、煤油、无水乙醇等液体作为测量介质，不仅不影响岩样后续测试，还能满足多种测试需求，对岩样的外形没有特殊要求，具有广泛的适用性，操作简便、测定周期短、测试精度高。本专利技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。附图说明通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。其中，在示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1示出了本专利技术一个实施例中的一种岩样总体积测定装置的结构示意图。附图标记说明：1、支架；2、升降单元；3、称重单元；4、岩样框；5、岩样；6、液体容器；7、液体；8、磁场发生装置；9、处理单元。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的优选实施例。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术，而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩样总体积测定装置，其特征在于，包括：/n升降单元，所述升降单元包括能够沿竖直方向移动的移动部件，所述移动部件的末端用于悬挂岩样；/n称重单元，所述称重单元设置于所述升降单元的端部，用于称量所述岩样的重量；/n液体容器，所述液体容器设置于所述升降单元的下方，所述液体容器用于盛装液体；/n磁场发生装置，所述磁场发生装置设置于所述液体容器的下方，能够对岩样施加竖直向下的磁力，且所述磁场发生装置产生的磁场强度能够被调节；/n处理单元，所述处理单元根据以下公式计算所述岩样的总体积：/n

【技术特征摘要】
1.一种岩样总体积测定装置，其特征在于，包括：
升降单元，所述升降单元包括能够沿竖直方向移动的移动部件，所述移动部件的末端用于悬挂岩样；
称重单元，所述称重单元设置于所述升降单元的端部，用于称量所述岩样的重量；
液体容器，所述液体容器设置于所述升降单元的下方，所述液体容器用于盛装液体；
磁场发生装置，所述磁场发生装置设置于所述液体容器的下方，能够对岩样施加竖直向下的磁力，且所述磁场发生装置产生的磁场强度能够被调节；
处理单元，所述处理单元根据以下公式计算所述岩样的总体积：



其中，V表示岩样的总体积，G0表示岩样在液体中未受磁力且重量稳定时的重量，Gj表示岩样第j次在液体中受到磁力时的重量，n表示岩样在液体中受到磁力时的测量总次数，D0表示液体的原始密度，Dj表示岩样第j次在液体中受到磁力时的液体表观密度。


2.根据权利要求1所述的岩样总体积测定装置，其特征在于，所述移动部件的端部设有岩样框，所述岩样设置于所述岩样框内。


3.根据权利要求1所述的岩样总体积测定装置，其特征在于，所述处理单元根据以下公式计算液体的原始密度D0：
D0＝(GC0-GC1)/VC
其中，GC0表示参照物在空气中未受磁力时的重量，VC表示参照物的体积，GC1表示参照物在液体中未受磁力时的重量。


4.根据权利要求3所述的岩样总体积测定装置，其特征在于，所述处理单元根据以下公式计算液体表观密度Dj：
Dj＝D0*(G-Gj)/(G-G0)
其中，G表示岩样在空气中未受磁力时的岩样在空气中的重量。

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍云杰，李志明，黄泽光，刘鹏，杨振恒，陶国亮，黎茂稳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11