单颗粒自支撑固相弹塑性测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种单颗粒自支撑固相弹塑性测试装置，属于石油开采领域。装置包括：测试主架、动力单元、动力传递单元与测量单元；动力单元与测试主架的一端连接；动力传递单元包括：相对设置的第一活塞与第二活塞；第一活塞、第二活塞与测试主架滑动连接；第一活塞与动力单元相连；第一活塞、第二活塞与测试主架之间形成容纳空间；测量单元与第一活塞或第二活塞相连；测试主架与动力单元的材质包括：铯0.91～1.46％、锰0.35～0.95％、碳0.30～0.42％、镍0.15～0.35％、铜0.12～0.21％、钼0.09～0.23％、硫0.09～0.19％、铝0.08～0.12％、氮≤0.065％，余量为铁与杂质。

【技术实现步骤摘要】
单颗粒自支撑固相弹塑性测试装置
本专利技术涉及石油开采领域，特别涉及一种单颗粒自支撑固相弹塑性测试装置。
技术介绍
水力压裂作业中需要向油层中挤注压裂液及压裂液支撑剂，压裂液支撑剂与压裂液进入被压裂开的裂缝中。由于压裂液支撑剂常温下为液相，具有独特的热敏感性，被加热至一定温度时会产生固相。在油层形成的裂缝中，受到地层压力的作用，温度升高，压裂液支撑剂受热形成具有良好强度的支撑固相以支撑裂缝不闭合。压裂液支撑剂形成的压裂液支撑剂固相的性能优劣是压裂施工成败的关键。因此，在压裂前需要通过单颗粒自支撑固相弹塑性测试装置对压裂液支撑剂固相的性能进行研究，以提高压裂作业的成功率，提高采油效率。相关技术采用的测试装置为破碎机，破碎机包括相互连接的破碎室与压力机构。将压裂液支撑剂固相放入破碎室内，通过压力机构对破碎室内的压裂液支撑剂固相施加压力，对施加压力后的压裂液支撑剂固相进行筛分，测量压裂液支撑剂固相的破碎率。通过压裂液支撑剂固相的破碎率对压裂液支撑剂固相的性能进行研究。专利技术人发现相关技术至少存在以下问题：压裂液支撑剂固相的性质与常规石英砂、陶粒等支撑剂性质不同，在高压下的破碎率很小(<5％)，仅通过破碎机获取破碎率作为压裂液支撑剂固相性能测定的参数，无法准确判断自支撑固相的支撑性能，进而对增产效果做出准确判断；且由于自支撑固相的抗压能力强，已有的测试装置的测量范围无法高于100MPa。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种单颗粒自支撑固相弹塑性测试装置，可解决上述技术问题。技术方案如下：一种单颗粒自支撑固相弹塑性测试装置，所述装置包括：测试主架、动力单元、动力传递单元与测量单元；所述动力单元与所述测试主架的一端连接；所述动力传递单元包括：相对设置的第一活塞与第二活塞；所述第一活塞、所述第二活塞与所述测试主架滑动连接；所述第一活塞与所述所述动力单元相连；所述第一活塞、所述第二活塞与所述测试主架之间形成容纳空间，所述容纳空间用于放置待测试固相；所述测量单元与所述第一活塞或所述第二活塞相连，所述测量单元用于获取所述待测试固相的性能参数；所述测试主架与所述动力传递单元的材质通过包括以下质量百分比的组分制备而成：铯：0.91～1.46％、锰：0.35～0.95％、碳：0.30～0.42％、镍：0.15～0.35％、铜：0.12～0.21％、钼：0.09～0.23％、硫：0.09～0.19％、鋁：0.08～0.12％，余量为铁杂质。在一种可能的实现方式中，所述测试主架包括：底板、第一侧板、第二侧板与第三侧板；所述第一侧板与所述第二侧板垂直设置在所述底板上，所述第三侧板与所述第一侧板、所述第二侧板同一侧的端部连接；所述第一活塞、所述第二活塞与所述测试主架的所述第一侧板、所述第二侧板均滑动连接；所述第一活塞、所述第二活塞与所述底板、所述第一侧板、所述第二侧板之间形成所述容纳空间。在一种可能的实现方式中，所述第一侧板、所述第二侧板内壁上具有轨道，所述第一活塞、所述第二活塞通过所述轨道与所述第一侧板、所述第二侧板滑动连接。在一种可能的实现方式中，所述动力单元包括：手动试压泵与液压室；所述手动试压泵与所述液压室连接；所述液压室的外壳与所述测试主架的一端连接。在一种可能的实现方式中，所述测量单元包括：光栅尺；所述光栅尺位于所述测试主架上，所述光栅尺的表头与所述第一活塞、所述第二活塞均连接。在一种可能的实现方式中，所述测量单元还包括：压力传感器；所述压力传感器位于所述测试主架的另一端，所述第二活塞运动至所述测试主架的另一端时与所述压力传感器相抵。在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：连接筒；所述连接筒一端与所述动力单元连接，另一端与所述第一活塞连接。在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：连接件；所述测试主架上具有连接孔，所述连接件通过所述连接孔连接所述测试主架与所述光栅尺。在一种可能的实现方式中，所述连接孔为螺栓孔，所述连接件为螺栓。在一种可能的实现方式中，所述液压室为圆柱状空心结构，所述液压室的承压能力大于80兆帕。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：通过将待测试固相放置于容纳空间内，通过动力单元为装置提供动力，与动力单元连接的第一活塞受力向第二活塞的方向运动，对位于容纳空间内的待测试固相进行挤压，通过与第一活塞或第二活塞连接的测量单元获取待测试固相的多项性能参数。由于本专利技术实施例提供测试主架与动力传递单元通过包括上述成分的组分制备而成，具有强度高、耐压性好的性能，可以适用于硬度大、弹塑性高以及强度大的压裂液自支撑固相性能的测试，通过研究多项性能参数可以准确判断自支撑固相的弹塑性，进而对自支撑压裂液配方和自支撑压裂技术参数进行优化设计，可大幅提高作业的成功率与增产效果。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。图1是本专利技术实施例提供的单颗粒自支撑固相弹塑性测试装置结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的测试主架结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的手动试压泵结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的液压室结构示意图。图5是本专利技术实施例提供的液压室侧向结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的光栅尺结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的连接筒结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的第一活塞结构示意图；图9是本专利技术实施例提供的单颗粒自支撑固相弹塑性测试装置实验数据统计图。附图标记分别表示：1-测试主架，11-底板，12-第一侧板，13-第二侧板，14-第三侧板，2-动力单元，21-手动试压泵，22-液压室，3-动力传递单元，31-第一活塞，32-第二活塞，4-测量单元，41-光栅尺，5-手动试压泵，6-连接筒。具体实施方式除非另有定义，本专利技术实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。在石油开采中，向油层中注入压裂液与压裂液支撑剂，通过地面设备对注入地层的压裂液施加压力，使地层出现裂缝，压裂液支撑剂进入裂缝。由于压裂液支撑剂具有独特的热敏感性，被加热至一定温度时会产生固相。在油层形成的裂缝中，受到地层压力的作用，温度升高，压裂液支撑剂受热形成具有良好强度的支撑固相以支撑裂缝不闭合。相关技术通过现有提供的破碎机对压裂液支撑剂固相的破碎性进行研究，但是压裂液支撑剂固相的性能与石英砂、陶粒等支撑剂的性质差异很大，即使在高压下，例如96兆帕的压力下，压裂液支撑剂固相的破碎率也只有不到5％。并且压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单颗粒自支撑固相弹塑性测试装置，其特征在于，所述装置包括：测试主架(1)、动力单元(2)、动力传递单元(3)与测量单元(4)；/n所述动力单元(2)与所述测试主架(1)的一端连接；/n所述动力传递单元(3)包括：相对设置的第一活塞(31)与第二活塞(32)；所述第一活塞(31)、所述第二活塞(32)与所述测试主架(1)滑动连接；所述第一活塞(31)与所述所述动力单元(2)相连；/n所述第一活塞(31)、所述第二活塞(32)与所述测试主架(1)之间形成容纳空间，所述容纳空间用于放置待测试固相；/n所述测量单元(4)与所述第一活塞(31)或所述第二活塞(32)相连，所述测量单元(4)用于获取所述待测试固相的多项性能参数；/n所述测试主架(1)与所述动力传递单元(3)的材质通过包括以下质量百分比的组分制备而成：/n铯：0.91～1.46％、锰：0.35～0.95％、碳：0.30～0.42％、镍：0.15～0.35％、铜：0.12～0.21％、钼：0.09～0.23％、硫：0.09～0.19％、铝：0.08～0.12％、氮：≤0.065％、磷：≤0.023％、钛：≤0.021％、铈：≤0.018％、氧：≤0.002％，余量为铁与杂质。/n...

【技术特征摘要】
1.一种单颗粒自支撑固相弹塑性测试装置，其特征在于，所述装置包括：测试主架(1)、动力单元(2)、动力传递单元(3)与测量单元(4)；
所述动力单元(2)与所述测试主架(1)的一端连接；
所述动力传递单元(3)包括：相对设置的第一活塞(31)与第二活塞(32)；所述第一活塞(31)、所述第二活塞(32)与所述测试主架(1)滑动连接；所述第一活塞(31)与所述所述动力单元(2)相连；
所述第一活塞(31)、所述第二活塞(32)与所述测试主架(1)之间形成容纳空间，所述容纳空间用于放置待测试固相；
所述测量单元(4)与所述第一活塞(31)或所述第二活塞(32)相连，所述测量单元(4)用于获取所述待测试固相的多项性能参数；
所述测试主架(1)与所述动力传递单元(3)的材质通过包括以下质量百分比的组分制备而成：
铯：0.91～1.46％、锰：0.35～0.95％、碳：0.30～0.42％、镍：0.15～0.35％、铜：0.12～0.21％、钼：0.09～0.23％、硫：0.09～0.19％、铝：0.08～0.12％、氮：≤0.065％、磷：≤0.023％、钛：≤0.021％、铈：≤0.018％、氧：≤0.002％，余量为铁与杂质。


2.根据权利要求1所述的单颗粒自支撑固相弹塑性测试装置，其特征在于，所述测试主架(1)包括：底板(11)、第一侧板(12)、第二侧板(13)与第三侧板(14)；所述第一侧板(12)与所述第二侧板(13)垂直设置在所述底板(11)上，所述第三侧板(14)与所述第一侧板(12)、所述第二侧板(13)同一侧的端部连接；
所述第一活塞(31)、所述第二活塞(32)与所述测试主架(1)的所述第一侧板(12)、所述第二侧板(13)均滑动连接；
所述第一活塞(31)、所述第二活塞(32)与所述底板(11)、所述第一侧板(12)、所述第二侧板(13)之间形成所述容纳空间。


3.根据权利要求2所述的单颗粒自支撑固相弹塑性测试...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴宇昕，郝桂宪，赵子豪，李东平，曾晓辉，吕向阳，涂志威，李晓娟，周华兴，张谦，田福春，宁晓颖，
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