微观可视化多层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微观可视化多层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、测量单元与显示单元；测试主架包括：底板、第一侧板、第二侧板、第三侧板与盖板；底板与盖板相对设置，第一侧板、第二侧板、第三侧板垂直设置在底板与盖板之间；动力单元在第一侧板与第二侧板之间；动力传递单元包括：第一活塞与第二活塞；第一活塞、第二活塞与第一侧板、第二侧板均滑动连接；第一活塞、第二活塞与底板、第一侧板、第二侧板、盖板之间形成容纳空间；第一活塞与动力单元相连；测量单元与第一活塞或第二活塞相连，测量单元用于获取待测试固相的多项性能参数；显示单元与测量单元连接。

【技术实现步骤摘要】
微观可视化多层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，特别涉及一种微观可视化多层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，在压裂前需要微观可视化多层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，作为一种新研发的材料，其性质存在多项不确定性。且由于压裂液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微观可视化多层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：一种微观可视化多层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、测量单元与显示单元；所述测试主架包括：底板、第一侧板、第二侧板、第三侧板与盖板；所述底板与所述盖板相对设置，所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板垂直设置在所述底板与所述盖板之间，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；所述动力单元位于所述第一侧板与所述第二侧板之间，且与所述第三侧板相对；所述动力传递单元包括：第一活塞与第二活塞；所述第一活塞、所述第二活塞与所述第一侧板、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、所述盖板之间形成容纳空间，所述容纳空间用于放置待测试固相；所述第一活塞与所述动力单元相连；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多项性能参数；所述显示单元与所述测量单元连接，且，所述显示单元用于显示所述待测试固相的性能参数信息；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％、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。在一种可能的实现方式中，所述显示单元包括：电性连接的第一终端、第二终端与第三终端；所述第一终端与所述测量单元连接，且，用于获取所述待测试固相的性能参数信息；所述第二终端用于将所述第一终端获取的所述参数信息转换为图像信息；所述第三终端用于显示所述图像信息。在一种可能的实现方式中，所述第一终端为显微镜，所述第二终端为传感器。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第一侧板、所述第二侧板上，所述光栅尺的表头与所述第一活塞、所述第二活塞连接。在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：连接件；所述第一侧板与所述第二侧板上均具有连接孔，所述连接件通过所述连接孔连接所述第一侧板、所述第二侧板与所述光栅尺。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，所述盖板为透明材质的钢化玻璃片。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，第一活动活塞与第二活动活塞间形成模拟地层裂缝面之间的挤压作用，本专利技术研发的此装置可以直接观察并测定到自支撑固相的屈服点、屈服应力、压强、承压时间和屈服应力与屈服形变的变化关系等参数；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颗粒性能的测试，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微观可视化多层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第一终端结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的第二终端结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的第三终端结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的测试主架结构示意图；图6是本专利技术实施例提供的盖板结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的手动试压泵结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的液压室结构示意图；图9是本专利技术实施例提供的液压室侧向结构示意图；图10是本专利技术实施例提供的光栅尺结构示意图；图11是本专利技术实施例提供的连接筒结构示意图；图12是本专利技术实施例提供的第一活塞结构示意图；图13是本专利技术实施例提供的可视化的多层自支撑固相弹塑性测试装置实验数据统计图；图14是通过本专利技术实施例提供的可视化的多层固相性能测试装置得到的不同目数以及不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微观可视化多层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)、测量单元(4)与显示单元(5)；/n所述测试主架(1)包括：底板、第一侧板、第二侧板、第三侧板与盖板(6)；所述底板与所述盖板(6)相对设置，所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板垂直设置在所述底板与所述盖板(6)之间，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；/n所述动力单元(2)位于所述第一侧板与所述第二侧板之间，且与所述第三侧板相对；/n所述动力传递单元(3)包括：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)与所述第一侧板、所述第二侧板均滑动连接；/n所述第一活塞(31)、所述第二活塞(32)与所述底板、所述第一侧板、所述第二侧板、所述盖板(6)之间形成容纳空间，所述容纳空间用于放置待测试固相；/n所述第一活塞(31)与所述动力单元(2)相连；/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所述显示单元(5)与所述测量单元(4)连接，且，所述显示单元(5)用于显示所述待测试固相的性能参数信息；/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】
1.一种微观可视化多层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)、测量单元(4)与显示单元(5)；
所述测试主架(1)包括：底板、第一侧板、第二侧板、第三侧板与盖板(6)；所述底板与所述盖板(6)相对设置，所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板垂直设置在所述底板与所述盖板(6)之间，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；
所述动力单元(2)位于所述第一侧板与所述第二侧板之间，且与所述第三侧板相对；
所述动力传递单元(3)包括：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)与所述第一侧板、所述第二侧板均滑动连接；
所述第一活塞(31)、所述第二活塞(32)与所述底板、所述第一侧板、所述第二侧板、所述盖板(6)之间形成容纳空间，所述容纳空间用于放置待测试固相；
所述第一活塞(31)与所述动力单元(2)相连；
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；
所述显示单元(5)与所述测量单元(4)连接，且，所述显示单元(5)用于显示所述待测试固相的性能参数信息；
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所述的微观可视化多层自支撑固相弹塑性测试装置，其特征在于，所述显示单元(5)包括：电性连接的第一终端(51)、第二终端(52)与第三终端(53)；
所述第一终端(51)与所述测量单元(4)连接，且，用于获取所述待测试固相的性能参数信息；
所述第二终端(52)用于将所述第一终端(51)获取的所述参数信息转换为图像信息；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴宇昕，田福春，周华兴，李东平，付大其，李海霞，吕向阳，赵子豪，赵玉东，窦梦琪，郭树召，
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